Cómo medir el par (potencia de torsión) de su automóvil

Posted on
Autor: John Stephens
Fecha De Creación: 27 Enero 2021
Fecha De Actualización: 28 Marcha 2024
Anonim
Potencia y Par motor / Torque Explicado: Significado de los conceptos físicos aplicados al coche
Video: Potencia y Par motor / Torque Explicado: Significado de los conceptos físicos aplicados al coche

Ya sea que esté comprando un automóvil nuevo o construyendo una barra caliente en su garaje, dos factores entran en juego a la hora de determinar el rendimiento del motor: potencia y par motor. Si usted es como la mayoría de los mecánicos de bricolaje o entusiastas de la automoción, probablemente tenga una buena comprensión de la relación entre la potencia y el par, pero puede tener problemas para comprender cómo se logran esos números de "pie de libra". Créalo o no, realmente no es tan complejo.


Antes de que nos volvamos demasiado técnicos, analicemos algunos hechos simples y definiciones que hacen que sea más fácil comprender por qué tanto la potencia como el par son factores importantes a tener en cuenta. Deberíamos comenzar por definir los tres elementos para medir el rendimiento de un motor de combustión: velocidad, par y caballos de fuerza.

Parte 1 de 4: comprender cómo la velocidad del motor, el par y la potencia afectan el rendimiento general

En un reciente artículo de la revista Hot Rod, uno de los mayores misterios en el rendimiento del motor finalmente se resolvió volviendo a los conceptos básicos de cómo los caballos de fuerza se tienen en cuenta. La mayoría de las personas asume que los dinómetros (dínamo de motor) están diseñados para medir la potencia de un motor.

En realidad, los dinómetros no miden la potencia, sino que miden el par motor. Esa cifra de par se multiplica por las RPM en que se mide y luego se divide por 5,252 para producir una figura de caballos de fuerza.


Durante más de 50 años, los dinómetros usados ​​para medir el torque y las RPM del motor simplemente no podían manejar la intensa potencia producida por estos motores. De hecho, un cilindro en estas 500 pulgadas cúbicas de desplazamiento, nitrometano que quema Hemis produce un estimado de 800 libras de empuje a través de un solo tubo de escape.

Todos los motores, ya sean de combustión o eléctricos, funcionan a diferentes velocidades. En su mayor parte, cuanto más rápido un motor completa su ciclo de potencia, más potencia produce. En lo que respecta a un motor de combustión, los tres elementos que afectan el rendimiento general de ese motor son la velocidad, el par motor y la potencia.

La velocidad se define como la rapidez con que el motor realiza su trabajo. Cuando aplicamos la velocidad del motor a un número o unidad de medida, medimos la velocidad del motor en revoluciones por minuto o RPM. El "trabajo" que realiza el motor es una fuerza aplicada sobre una distancia medida. El par se define como un tipo especial de trabajo que produce rotación. Esto ocurre cuando una fuerza actúa sobre un radio (o, para un motor de combustión, el volante) y generalmente se mide en libras de pie.


Caballos de fuerza es la velocidad a la que se logra el trabajo. En los viejos tiempos, si los objetos necesitaban ser movidos, los humanos usualmente usaban un caballo para moverlo. Se estimó que un caballo podría moverse aproximadamente 33,000 pies pie por minuto. Aquí es donde se origina el término "caballos de fuerza". A diferencia de la velocidad y el par, los caballos de fuerza se pueden medir en unidades múltiples que incluyen: 1 HP = 746 vatios, 1 HP = 2,545 BTU y 1 HP = 1,055 julios.

Estos tres elementos trabajan juntos para producir potencia del motor. Como el par permanece constante, la velocidad y la potencia siguen siendo proporcionales. Sin embargo, a medida que aumenta la velocidad del motor, la potencia también aumenta para mantener un par constante. Sin embargo, donde mucha gente se confunde es en cómo el torque y la potencia afectan la velocidad del motor. Simplemente, a medida que aumentan el par y la potencia, también lo hace la velocidad del motor. Lo contrario también es cierto: cuando el par y la potencia disminuyen, también lo hace la velocidad del motor.

Parte 2 de 4: Cómo se construyen los motores para maximizar el torque

El moderno motor de combustión se puede modificar para aumentar la potencia o el par motor mediante la manipulación del tamaño o la longitud de la biela y el aumento del diámetro o diámetro interior del cilindro. Esto a menudo se conoce como la relación de diámetro / carrera.

El par se mide en Newton metros. En términos simples, esto significa que el torque se mide en un movimiento circular de 360 ​​grados. Nuestro ejemplo toma dos motores idénticos que tienen el diámetro interior del mismo tamaño (o el diámetro del cilindro de combustión). Sin embargo, uno de los dos motores tiene un "trazo" más largo (o la profundidad del cilindro producida por una varilla de conexión más larga). El motor con la carrera más larga tiene más movimiento recto mientras gira a través de la cámara de combustión y tiene más palanca para realizar la misma tarea.

El par se mide en libra-pies o la cantidad de "fuerza de torsión" que se aplica para completar una tarea. Por ejemplo, imagine que está tratando de aflojar un tornillo oxidado. Supongamos que tiene dos llaves para tubos diferentes, una de 2 'de largo y la otra de 1' de largo. Suponiendo que aplique la misma cantidad de fuerza (en este caso 50 libras de presión), en realidad está aplicando 100 libras pie de torque para la llave de dos pies (50 x 2) y solo 50 libras. de torque (1 x 50) con la llave de un pie. ¿Qué llave te ayudará a aflojar el perno más fácilmente? La respuesta es fácil: la que tiene más torque.

Los ingenieros desarrollan un motor para producir una mayor relación de par a caballos de fuerza para los vehículos que necesitan la "potencia" adicional para la aceleración o la escalada. Por lo general, se observan índices de torque más altos para camiones de servicio pesado utilizados para aplicaciones de remolque o motores de alto rendimiento donde la aceleración es crítica (como el ejemplo del motor superior de combustible NHRA mencionado anteriormente).

Esta es la razón por la que los fabricantes de automóviles a menudo destacan el alto potencial de par de los motores en los anuncios de camiones. El torque del motor también se puede amplificar cambiando el tiempo de encendido, ajustando el aire a las mezclas de combustible, e incluso manipulándolo para aumentar la salida de torque durante ciertos escenarios.

Parte 3 de 4: Comprender otras variables que afectan la clasificación general del torque de un motor

Cuando se trata de medir el torque, hay tres variables únicas dentro del motor de combustión que debe considerar:

La fuerza creada a una RPM específica: Esta es la potencia máxima del motor producido a las RPM deseadas. Cuando un motor acelera, hay una curva de RPM o caballos de fuerza. A medida que las RPM del motor aumentan, la potencia también aumenta, hasta que alcanza un nivel máximo.

La distancia: esta es la longitud de la carrera de la biela: cuanto más larga es la carrera, más torque se crea como explicamos anteriormente.

La constante del par: este es un número matemático que se asigna a todos los motores, 5252 o las RPM constantes donde los caballos de fuerza y ​​el par están equilibrados. El número 5252 se derivó de la observación de que un caballo de fuerza era equivalente a 150 libras que cubrían 220 pies en un minuto. Para expresar esto en libras pie de torque, James Watt, quien inventó la primera máquina de vapor, introdujo una fórmula matemática.

La fórmula es la siguiente:

Suponiendo que la fuerza de 150 libras se aplica a un pie de un radio (o círculo que se encuentra dentro del cilindro de un motor de combustión, por ejemplo) tendría que convertir esto a pie de libras de torque.

220 pies en un minuto deben extrapolarse en revoluciones por minuto. Para hacer esto, tomaría dos veces Pi (o 3.141593) que equivale a 6.283186 pies. Tome 220 pies y divida por 6.28 y obtenemos un RPM de 35.014 por cada revolución.

Tome los 150 pies y multiplique por 35.014 y obtendrá 5252.1 - que es nuestra constante que se tiene en cuenta para medir el pie de libras de torque.

Parte 4 de 4: Cómo calcular el torque de un vehículo

La fórmula para calcular el torque es torque = caballos de fuerza del motor x 5252, que luego se divide por las RPM.

El problema con el par, sin embargo, es que se mide en dos lugares diferentes: directamente desde el motor y las ruedas motrices. Otros componentes mecánicos que pueden aumentar o disminuir las clasificaciones de torque de las ruedas incluyen: tamaño del volante, relaciones de engranaje de transmisión, relaciones de engranajes del eje de transmisión y circunferencia de neumático / rueda.

Para determinar el torque de la rueda, todos estos elementos deben tenerse en cuenta en la ecuación, que es mejor dejar a un programa computarizado incluido en un banco de pruebas. En este tipo de equipo, el automóvil se coloca en un bastidor y las llantas de manejo se colocan junto a una serie de rodillos. El motor está conectado a una lectura de computadora que monitorea las RPM del motor, la curva de combustible y las relaciones de transmisión. Estos números se tienen en cuenta con la velocidad de la rueda, la aceleración y las RPM de cambio a medida que el vehículo se conduce en el banco de pruebas durante un período de tiempo deseado.

El cálculo del torque del motor es mucho más fácil de determinar. Siguiendo la fórmula anterior, es claro ver cómo el par del motor es proporcional a la potencia y las RPM de los motores como se explicó en la primera sección. Al usar esta fórmula, puede calcular las clasificaciones de torque y potencia en cada punto de la curva de RPM. Necesita calcular las cifras de potencia del motor que produce el fabricante del motor para calcular el par.

Calculadora de par

Algunas personas utilizan una calculadora en línea, ofrecida por MeasureSpeed.com, que requiere que ingrese las clasificaciones de potencia máxima del motor (provistas por el fabricante o completadas durante un dinamometraje profesional del motor) y las RPM deseadas.

Si nota que el rendimiento de su motor se esfuerza por acelerar y no tiene la potencia que cree que debería tener, solicite a uno de los mecánicos certificados de Vermin-Club que realice una inspección para determinar el origen del problema.