7/25/2019 Potencia y Fuentes de Energa en Maquinaria Pesada

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Potencia y Fuentes de Energa en Maquinaria Pesada

Potencia

Estos conceptos los vemos con frecuencia en las tablas de especificaciones delmotor de un automvil o camin. Pero, qu significan?, Cmo losinterpretamos?

Empecemos con una analoga: l sentirnos enfermos visitamos al mdico para consultarle sobre nuestromalestar. !uego de escuc"ar nuestra narracin, nos reali#a algunas pruebassencillas: nos toma el pulso $ la presin sangunea. Estas pruebas le permitenconocer el estado de funcionamiento del cora#n. Es decir con qu rapide# $

fuer#a est% traba&ando nuestro motor. El torque $ la potencia son dos indicadores del funcionamiento del motor, nosdicen qu tanta fuer#a puede producir $ con qu rapide# puede traba&ar. El torque es la fuer#a que producen los cuerpos en rotacin, recordemos queel motor produce fuer#a en un e&e que se encuentra girando. Para medirlo, losingenieros utili#an un banco freno dinamomtrico que no es m%s que unainstilacin en la que el motor puede girar a toda su capacidad conectado medianteun e&e a un freno o balan#a que lo frena en forma gradual $ mide la fuer#a conque se est% frenando. 'ientras observa la figura superior, tome un l%pi# por los e(tremos con lapunta de los dedos de ambas manos. Con los dedos de la mano i#quierda trate de

"acerlo girar )motor* $ con la mano derec"a trate de impedir que gire. 'ientrasm%s fuer#a "aga para impedir que gire, ma$or ser% el esfuer#o que debe "acerpara "acerlo que girar. +e llama orque m%(imo a la ma$or cantidad de fuer#a de giro que puede"acer el motor. Esto sucede a cierto n-mero de revoluciones. +iguiendo ele&emplo de la gr%fica en la figura inferior: n motor con un torque m%(imo de /012m 3 0144rpm significa que el motor es capa# de producir una fuer#a de giro)cnicamente conocido como 5momento6 o 5par6 torsional* de "asta /01 ne7tonmetro cuando est% acelerado al m%(imo $ gira a 0144 revoluciones por minuto.8ecuerde que el motor esta acelerado al m%(imo )cnicamente conocido como9 7ide open t"rottle* $ no gira a las m%(imas revoluciones $a que se

encuentra frenado por el freno dinamomtrico. 'ientras ma$or sea el torque m%(imo de un motor, m%s fuerte este es. Estoes interesante al momento de comparar motores $a que sin importar el tama;o, eltipo, el sistema de encendido el de in$eccin, un motor tendr% m%s fuer#a queotro cuando su torque m%(imo sea ma$or. !a tendencia mundial es lograr motorescon el torque m%s alto posible en todas las revoluciones $ principalmente alarrancar. Este efecto se conoce como 5motor plano6

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9 3 =444 rpm.

Potencia @ orque ( velocidad angularAeamos las unidades:En el sistema internacional el torque se e(presa en 2m )2e7ton metro*!a potencia se e(presa en 9 )Aatios*Bebido a que los motores usados en la industria automotri#, tienen muc"os vatiosse acostumbra usar el 9 )ilovatio* /9 @ /444 9

8elaciones -tiles:Potencia )en 9* @ )orque )2m* . 8evoluciones por minuto del motor )rpm** D114/9 @ /,=F "p )Gorsepo7er caballo de potencia*El P+ es el caballo en el sistema mtrico. /9 @ /,=1 P+/2m @ 4,H=H1I lbf ft

Fuentes de energa

8udolf Biesel desarroll la idea del motor diesel $ obtuvo la patente alemana en/>0. +u logro era crear un motor con alta eficiencia. !os motores a gasolinafueron inventados en />HI $, especficamente en esa poca, no eran mu$eficientes.

Las diferencias principales entre el motor a gasolina y el Diesel son:J n motor a gasolina aspira una me#cla de gas $ aire, los comprime $ enciendela me#cla con una c"ispa. n motor diesel slo aspira aire, lo comprime $entonces le in$ecta combustible al aire comprimido. E! calor del aire comprimidoenciende el combustible espont%neamente.

J n motor diesel utili#a muc"a m%s compresin que un motor a gasolina. nmotor a gasolina comprime a un porcenta&e de >:/ a /0:/, mientras un motordiesel comprime a un porcenta&e de /F:/ "asta 01:/. !a alta compresin setraduce en me&or eficiencia.

J !os motores diesel utili#an in$eccin de combustible directa, en la cual elcombustible diesel es in$ectado directamente al cilindro. !os motores a gasolinageneralmente utili#an carburacin en la que el aire $ el combustible son me#cladosun tiempo antes de que entre al cilindro, o in$eccin de combustible de puerto enla que el combustible es in$ectado a la v%lvula de aspiracin )fuera del cilindro*.

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bserve que el motor diesel no tiene bu&a, toma el aire $ lo comprime, despusin$ecta el combustible directamente en la c%mara de combustin )in$eccindirecta*. Es el calor del aire comprimido lo que enciende el combustible en unmotor diesel.En esta animacin simplificada, el aparato verde pegado al lado i#quierdo del

cilindro es un in$ector de combustible. Be cualquier forma, el in$ector en un motordiesel es el componente m%s comple&o $ "a sido ob&eto de gran e(perimentacinen cualquier motor particular debe ser colocado en variedad de lugares. El in$ectordebe ser capa# de resistir la temperatura $ la presin dentro del cilindro $ colocarel combustible en un fino spra$. 'antener el roco circulando en el cilindro muc"otiempo, es tambin un problema, as que muc"os motores diesel de alta eficienciautili#an v%lvulas de induccin especiales, c%maras de precombustin u otrosdispositivos para me#clar el aire en la c%mara de combustin $ para que por otraparte me&ore el proceso de encendido $ combustin.na gran diferencia entre un motor diesel $ un motor a gasolina est% en el procesode in$eccin. !a ma$ora de los motores de barcos utili#an in$eccin de puerto oun carburador en lugar de in$eccin directa. en el motor de un barco, porconsiguiente, todo el combustible es guardado en el cilindro durante el c"oque deaspiracin, $ se quema todo instant%neamente cuando la bu&a dispara. n motordiesel siempre in$ecta su combustible directamente al cilindro, $ es in$ectadomediante una parte del c"oque de poder. Esta tcnica me&ora la eficiencia delmotor diesel.!a ma$ora de motores diesel nos ofrecen un testigo de lu# de alg-n tipo que nose muestra en la figura. Cuando el motor diesel est% fro, el proceso decompresin no debe elevar el aire a una temperatura suficientemente alta paraencender el combustible. El tapn de lu# es un alambre calentado elctricamente)recuerde los cables calientes que "a$ en una tostadora* que a$uda a encender elcombustible cuando el motor est% fro.Combustible Biesel +i usted "a comparado el combustible diesel $ la gasolina,sabr% que son diferentes. Guelen diferente. El combustible diesel es m%s pesado $aceitoso. El combustible diesel se evapora muc"o m%s lento que la gasolina , supunto de ebullicin es m%s alto que el del agua. sted oir% a menudo que alcombustible diesel lo llaman gasoil por lo aceitoso.El combustible diesel se evapora m%s lento porque es m%s pesado. Contiene m%s%tomos de carbn en cadenas m%s largas que la gasolina )la gasolina tpica esCG04 mientras el diesel es tpicamente C/FG=4*. oma menos tiempo refinarpara crear el combustible diesel, $a que es generalmente m%s barato que lagasolina.El combustible diesel tiene una densidad de energa m%s alta que la gasolina. Enpromedio, un galn de combustible diesel)=K>H1 !.* contiene apro(imadamente/FH(/4I&oules, mientras que un galn de gasolina contiene /01(/4I&oules. Esto,combinado con la eficiencia me&orada de los motores diesel, e(plica porqu losmotores diesel poseen me&or ilometra&e que el equivalente en gasolina.