MEDICIN DE LA POTENCIA EFECTIVA DEL MOTOR.Cuando un motor en funcionamiento mueve algn conjunto de elementos mecnicos que ofrecen una resistencia a su propio movimiento, el trabajo lo realiza contra dicha resistencia (carga resistente) que, por tanto, hace el efecto de freno del motor.La potencia efectiva de un motor es:Me : par motor (par disponible en el eje motor) x velocidad angularSiendo el par motor proporcional a la magnitud de la carga resistente aplicada al motor (generador elctrico, unidad propulsora de un buque, etc.). La naturaleza fsica de la carga no tiene influencia sobre la produccin de potencia siendo esta la misma si el par resistente es el mismo para la misma velocidad de giro del motor.El par motor se mide acoplando al motor un dispositivo frenante cuya caracterstica resistente se puede variar (variar la carga resistente), pudindose obtener, si medimos el rgimen de giro del motor, la potencia correspondiente desarrollada por el mismo. Este dispositivo frenante se denomina freno dinamomtrico, y consta bsicamente de una parte mvil (rotor), una fija (estator) y un dispositivo de medida de fuerza. El rotor del freno est acoplado al rbol de salida del motor. El par motor se transmite desde el rotor al estator generalmente por medio de un fluido o de un campo magntico. Al poseer el estator un montaje basculante, que permite que gire sobre su propio eje, aqul intentara girar en el mismo sentido que el rotor. Un brazo unido al estator, que posee un punto de apoyo a una distancia del eje de giro, impide este giro, dando lugar a la aparicin de una fuerza F en dicho punto. Este punto de apoyo acta sobre el dispositivo de medida de fuerza. Por lo tanto el par resistente que ofrece el freno dinamomtrico.

POTENCIA EN MOTORES DE COMBUSTIN INTERNA.Potencia indicada, efectiva, absorbida, terica, fiscal,..

El combustible que se introduce en el interior de los cilindros posee una energa qumica que con la combustin se transforma en energa calorfica, de la cual una parte es convertida en trabajo mecnico.

Este trabajo es el producto de la fuerza aplicada al pistn por el espacio recorrido bajo la aplicacin de la misma.

A su vez, la fuerza actuante sobre el pistn es el producto de la presin (P) aplicada, por la superficie (S) del mismo:

F = P x S

siendo P la presin interna lograda en la cmara de compresin como consecuencia de la combustin del gas.

Por ejemplo, si se empuja a un pistn desde el P.M.S. al P.M.I. con una fuerza F constante de 1.000 N y la carrera (L) del mismo es de 80 mm, el trabajo desarrollado es:

W = F x L

W = F x L = 1.000 N x 0,08 m = 80 Nm = 80 Julios

Suponiendo que este trabajo se realice en una dcima de segundo, la potencia desarrollada es:

P = W / t

P = W/t = 80J/0,1 s = 800 Watios

La potencia mxima que puede desarrollar un motor depende de diversos factores, entre ellos:

la relacin de compresin y la cilindrada, de la carrera, del nmero de cilindros y rgimen de giro, etc

La potencia desarrollada en el interior de los cilindros de un motor no est aplicada ntegramente al cigeal, pues una parte de ella es absorbida por las resistencias pasivas (calor, rozamientos, etc.).

Fundamentalmente podemos distinguir tres clases de potencia en un motor: la potencia indicada, la potencia efectiva y la potencia absorbida.

La potencia indicada puede calcularse partiendo del ciclo indicado, cuyo rea del diagrama representa el trabajo realizado en el cilindro durante un ciclo.

La potencia efectiva se obtiene midiendo con mquinas apropiadas el trabajo que est desarrollando el motor.

La potencia absorbida es la diferencia entre las dos anteriores, que puede ser medida tambin por el trabajo necesario para hacer girar el motor, sin que ste funcione.

POTENCIA INDICADA

Se llama potencia indicada a la que realmente se desarrolla en el cilindro por el proceso de la combustin. Una de las formas de determinarla es a travs del valor de la presin media indicada (pi) del ciclo, que como ya se ha visto, viene determinada por la altura del rectngulo de rea equivalente a la del ciclo, y representa la relacin existente entre el rea del ciclo A y la cilindrada unitaria V:

pi =A / V

POTENCIA EFECTIVA

La fuerza de la explosin aplicada a la biela y transmitida por sta al codo del cigeal para hacerle girar, produce un esfuerzo de rotacin que se conoce con el nombre de "par motor". As pues, el par motor es un esfuerzo de giro.

El cigeal de un motor gira debido a la fuerza E aplicada al pistn (Fig. 2.3) en el tiempo de explosin, la cual es transferida al cigeal por medio de la biela (esfuerzo F).

Para la velocidad de rotacin del motor a la cual la presin en el cilindro es mxima, se obtiene el mayor esfuerzo de giro en el cigeal, que es producto de la fuerza F, por la longitud L de la muequilla.

Pe = (2*p*l*F*n)/(75*60) (l*F*n)/716

, donde l*F es el par motor y el smbolo indica aproximadamente igual.

POTENCIA ABSORBIDA

Se denomina as a la diferencia entre la potencia indicada y la efectiva:

Pa = Pi - Pe. Una parte de la potencia desarrollada por un motor (potencia indicada) es utilizada para vencer los rozamientos entre las partes mecnicas en movimiento (pistones, cojinetes, etc.), para accionar los diferentes rganos que reciben movimiento del motor (generador elctrico, bomba de agua, etc.) y para realizar el trabajo de bombeo del fluido en el cilindro.

La potencia absorbida resulta difcil de medir, dada la diversidad de las causas de prdidas por rozamientos y las alteraciones de su valor al variar las condiciones de funcionamiento del motor. Puede obtenerse su valor total midiendo la potencia efectiva y restndola de la indicada, previamente calculada.

Este procedimiento da origen a ciertos errores, pero los efectos que ellos causan en un sentido son contrarrestados por los que producen en sentido opuesto. Conociendo la potencia indicada y la efectiva puede obtenerse el rendimiento mecnico del motor: hm = Pe / Pi

, que es un ndice de la potencia absorbida por las resistencias pasivas.