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PAR MOTOR Y POTENCIA EFECTIVA
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Para saber la potencia efectiva de un motor, esto es, la potencia real que nos da en el eje motor o cigüeñal, hemos de recurrir a un principio físico muy sencillo. Digamos que es casi una trampa que le hacemos al motor para averiguar esta potencia real. Si queremos medir una fuerza, aplicamos otra conocida hasta igualarla. Es como si le echáramos un pulso al motor. Su fuerza en ese momento será la mía, que la sé.
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Siguiendo con la Física aplicada al automóvil, sabemos que la Potencia es proporcional a la fuerza empleada en recorrer una distancia o espacio en un tiempo determinado, esto es, por unidad de tiempo. Matemáticamente lo expresaremos así:
Potencia = Fuerza · Espacio / Tiempo
En el motor, es espacio recorrido por la manivela C en una vuelta es de 2pr, pues es el desarrollo geométrico de la longitud de la circunferencia de radio r que cubre la vuelta completa. Si el motor gira a n revoluciones por minuto, el espacio total que recorrerá C en 1 minuto será igual a 2 · p · r · n, y en 1 segundo será 2 · p · r · n / 60
Al aplicar el freno Prony al motor e igualar ambos pares de fuerza, tenemos que: fex · r = F · R = M
Sustituyendo valores en la Potencia:
Potencia = fex · 2 · p · r · n / 60 = F · 2 · p · R · n / 60 = F · R · 2 · p · n / 60 =M · 2 · p · n / 60
A esta Potencia se la denomina Potencia Efectiva Pe del Motor, ya que, "efectivamente" sabemos su valor por habérselo sacado mediante el freno Prony (por eso también se la llama Potencia al freno Pf).
Pe = M · 2 · p · n / 60
Si el par motor M lo expresamos en metros · kilogramo, la potencia Pe nos dará en Kilográmetros por segundo. Si introducimos como unidad de potencia el Caballo de Vapor (CV), que equivale a 75 Kilográmetros por segundo, la potencia efectiva nos dará en CV:
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POTENCIA EFECTIVA EN CABALLOS DE VAPOR (CV)
Pe (CV) = M · 2 · p · n / 60 · 75
M en metros · kilo (m · kg)
n en revoluciones por minuto (rev./min.)
2 · p / 60 · 75 = 1 / 716´19
Pe (CV) = M · n / 716´19
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POTENCIA EFECTIVA EN KILOGRÁMETROS POR SEGUNDO
Pe (kgm/s) = M · 2 · p · n / 60
M en metros · kilo (mkg)
n en revoluciones por minuto (rev./min.)
2 · p / 60 = 1 / 19´09
Pe (kgm/s) = M · n / 19´09
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Calcular la potencia efectiva en CV de un motor que, girando a 3400 rev./min., nos entrega un par de 18 mkg.
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Pe (CV) = 18 · 3400 / 716´19 = 85´45 CV
Pe = 85´45 CV
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Pe = 85´45 · 0´736 = 62´89 kW
Pe = 62´89 kW
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Si el motor anterior tiene una Potencia indicada de 134´34 kW, hallar su rendimiento mecánico.
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Llamamos Rendimiento Mecánico r a la relación que existe entre la Potencia efectiva y la Potencia Indicada. Como ésta es mayor que aquélla, el resultado será siempre igual o menor que 1. Si la expresión la multiplicamos por 100, el resultado nos vendrá dado en términos de porcentaje.
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r = Pe / Pi = (62´89 / 134´34) 100 = 46 %
r = 46 %
Es un rendimiento relativamente alto, ya que, en los motores de gasolina, éste oscila entre un 20 y un 25%.
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