domingo, 4 de noviembre de 2012

Para comparar dos motores


El par máximo es una unidad de medida.
El par motor o torque es el momento de fuerza (M) que ejerce un motor sobre el eje de transmisión de potencia. Se mide en Newton por metro: N-m

La potencia desarrollada por el par motor es proporcional a la velocidad angular del eje de transmisión, viniendo dada por:
P = M * w
donde:
 P es la potencia (en W)
M es el par motor (en N·m)
 w es la velocidad angular (en rad/s)

El fenómeno mecánico que queremos analizar consiste en una explosión de una mezcla vaporizada de aire y gasoil que ejerce un impulso sobre la cabeza del pistón, que a su vez se transmite al árbol de levas, que a su vez hace girar el eje al que están solidarias las ruedas motoras.


Si hablamos de par motor, que es un momento, tendremos que decir donde se aplica la fuerza (F), donde esta el eje que gira por el impulso de la fuerza y cual es la distancia desde el eje hasta el punto de aplicación de la fuerza (r). Veamos:
La fuerza se aplica en la cabeza del pistón, pero el pistón hace un recorrido empujado por esta fuerza. De modo que la distancia al eje es mayor en el momento de la explosión y menor a medida que el pistón baja
El eje es el de la biela que, a su vez, es solidario con el de las ruedas.

Cuando comparamos motores, una medida habitual es la de los caballos por litro. Pero esta medida tiene un problema: realmente dice como de bien se ha construido un motor? En realidad tiene en cuenta dos factores importantes, el tamaño y la potencia que se consigue con esa capacidad. Pero teniendo en cuenta que dado un par máximo del motor, la potencia depende de las rpm del motor, el hecho de no incluirlas en la comparación de motores no favorece para hacernos una idea mas real.

La clave es calcular el BMEP (Brake Mean Effective Pressure). Puesto que suena lioso (y lo es) vamos paso por paso.

"Brake" hace referencia a la potencia del motor, teniendo en cuenta ya las perdidas por friccion y demás. No presteis mucha atencion a la palabra en si... se llama brake jaja
"Mean" es una forma guay de hablar de la media matematica.
"Effective pressure" es la presion acumulada en la camara de combustion, la que realmente afecta a los pistones en funcionamiento.

Bueno, entonces BMEP se refiere a la presion media que actua sobre los pistones durante las cuatro fases. A mayor valor del BMEP, se entiende que motor se ha optimizado mas. Y lo mejor es que el BMEP tiene en cuenta las rpm, el volumen y la potencia. Es la unica manera de comparar los motores cuando hablamos de ingenieria y optimizacion. No importa ni las valvulas que tiene por cilindro ni otros aspectos generales. Puedes usar esta formula para comparar motores de 4, 5, 6, 8 o los cilindros que sea... y de cualquier tamaño. Tambien se pueden comparar los atmosfericos con los "turbados".

Bien, pues ahora que nos hemos metido en el papel.. Como se emplea esta formula?

BMEP = (cv x 882,598)/(Litros x rpm)

Que bien eh?

Esta formula nos da un resultado expresado en Bares, pero realmente no importa, pues la necesitamos para comparar en terminos relativos, no absolutos.

Vamos a comparar dos motores: el Honda Type R tiene un motor 2 litros que desarrolla 200 cv a 7400 rpm. Aplicando la formula de arriba nos sale un BMEP de 11,9.

Vamos ahora con un AMG de 6.3 litros. Tiene 510cv a 6800 rpm. Esto nos da un BMEP de 10,5.

Esto viene a decir que el Honda tiene un mejor motor en terminos de eficiencia y buena ingenieria.

Que tal si hacemos otras comparaciones?

Ford Falcon de 6 cilindros emplea un motor 4.0 litros, 247cv a 5000 rpm. BMEP = 10,9 (no es tan bueno como el de Honda, pero mejor que el AMG). Confundido? Esto se puede interpretar que el Falcon desarrolla una buena potencia para su volumen sin tener que revolucionarse tan to para conseguirla.

Vamos con un Hyundai Sonata V6. Desarrolla 235cv a 6000 rpm con su motor 3.3l. BMEP = 10,5 Esto es peor que el Falcon... El Sonata tiene menor volumen pero necesita revolucionarse mas para sacar potencia y esto penaliza.

Alguno mas actual y conocido:

BMW M3 E92: 4.0 litros, 420cv a 8300 rpm --> BMEP 11,16
Audi RS5: 4.1 litros, 450cv a 8250rpm --> BMEP 12,03
Mustang Shelby Cobra GT 500 del 67: 7 litros, 360cv a 5400rpm --> BMEP 8,4
Shelby Mustang GT500 Coupe 2009: 5.4 litros, 547cv a 6200rpm --> BMEP 14,41 TOMA YA!

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