Optimización del Rendimiento y Potencia en Motores de Combustión Interna

Tipos de Pérdidas en Motores de Combustión Interna

Pérdidas de Calor

Producidas por el sistema de refrigeración y la radiación de calor al exterior. También influye la cantidad de calor que se evacúa a través de los gases de escape.

Pérdidas Mecánicas

Debidas al rozamiento entre las piezas en movimiento, como pistón-cilindro, válvulas y árbol de levas-empujadores.

Pérdidas Químicas

Ocasionadas por una combustión incompleta.

Tipos de Rendimiento en Motores

Rendimiento Térmico

Se puede definir como la relación entre la potencia efectiva y la potencia térmica del combustible. Cuanto mayor sea la temperatura en la combustión, menores serán las pérdidas de calor y el rendimiento térmico será mayor. En los motores Otto se producen unas pérdidas de entre el 35% y el 40%, mientras que en los diésel oscilan entre el 40% y el 50%.

Rendimiento Mecánico

Es la relación que existe entre la potencia efectiva que se obtiene en el eje del motor y la potencia indicada que se obtiene en el diagrama de trabajo.

Rendimiento Efectivo

Es el balance entre el total de pérdidas y el 100% de la energía contenida en el combustible.

Rendimiento Volumétrico

Se puede definir como el grado de eficacia con la que se logra llenar el cilindro. Solo es óptimo en un determinado régimen de revoluciones.

Par Motor y Potencia

Par Motor

Es la fuerza que aplica la biela sobre el codo del cigüeñal cuando el pistón se encuentra a mitad de carrera, descendiendo del PMS (Punto Muerto Superior) al PMI (Punto Muerto Inferior).

Potencia

Es la potencia mecánica que se define como la cantidad de trabajo realizado en una unidad de tiempo. Se calcula mediante la fórmula: P = (F * E) / t, donde P es potencia, F es fuerza, E es espacio y t es tiempo. Un CV (Caballo de Vapor) equivale a 75 kg*m/s.

Consumo Específico de Combustible

El consumo específico se define como la relación que existe entre la masa de combustible consumida y la potencia entregada. Se obtiene en el banco de potencia.

Tipos de Potencia

Potencia al Freno

Se calcula a partir del par motor obtenido en el freno dinamométrico y es la que ofrece el fabricante en los datos técnicos junto al número de revoluciones al que se obtiene.

Potencia Específica

Relaciona la potencia efectiva máxima obtenida en el motor con su cilindrada o con su peso.

Curvas Características del Motor

Las curvas características del motor se confeccionan a partir de datos obtenidos mediante pruebas en el banco de potencia. Estas curvas representan el par motor, el consumo y la potencia.

Curva de Potencia

Esta curva muestra los valores que va tomando la potencia en función del número de revoluciones. Se expresa en kW o CV.

Curva de Par

Representa la evolución del par motor en función del régimen del motor.

Curva de Consumo Específico

Representa el consumo de combustible respecto al número de revoluciones. Se mide en g/kW*h.

Bancos de Potencia

Freno Dinamométrico

El motor se conecta directamente sobre el banco y, por lo tanto, se obtiene la potencia en el eje motor.

Banco de Potencia Estacionario

La potencia se mide sobre las ruedas del vehículo.

Banco de Potencia Inercial

Está constituido por unos pesados rodillos que tienen una inercia conocida y que pueden girar libremente.