Potencia y par motor

Johnny

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#1
POTENCIA Y PAR MOTOR

En el foro ha surgido varias veces la duda acerca de la diferencia entre potencia y par motor. Podría desempolvar los libros de física del cole y empezar a escribir fórmulas para buscar explicación a esa diferencia, pero los conceptos teóricos no aclararían mucho las cosas a mucha gente. Lo mejor es intentar explicarlo de forma sencilla y con ayuda.

Las ayuda de imágenes y esquemas tampoco nos sirven de mucho en este caso, por lo que lo mejor es utilizar símiles de la vida cotidiana, como por ejemplo, esa llave inglesa que todo el mundo tiene para apretar los latiguillos de los grifos del lavabo, y esa bicicleta de montaña que más o menos todo el mundo tiene por ahí.

La llave inglesa nos ayudará a entender el concepto de par, y la bici nos servirá para comparar la potencia con el par.

Para definir la potencia no utilizaremos simil porque es un concepto más teórico, y se define como el trabajo realizado en la unidad de tiempo. Y el trabajo es la fuerza necesaria para relizar un desplazamiento.

Para apretar una tuerca con la llave inglesa aplicamos una fuerza en el extremo de la llave y se produce en la tuerca un par de apriete, que es el producto de la fuerza aplicada por el brazo (la distancia a la que aplicamos la fuerza). Cuanto más larga sea la llave inglesa, menor será la fuerza que tendremos que aplicar.

O sea, que en nuestro coche, el par motor es el producido por la fuerza de los pistones sobre el cigüeñal, o, lo que es lo mismo, sobre el eje de salida del motor.

Metamos la bici en el maletero de nuestro Mazda 6 y busquemos un terreno llano y bien asfaltado. Paremos el coche, apaguemos el motor, punto muerto y el freno de mano suelto. Empujemos apliquemos una fuerza horizontal en la parte de atrás del coche. El coche se mueve, como era de esperar.

Ahora cogemos una cuerda y la preparamos para remolcar el coche con la bici hasta una distancia de cien metros. Si, si, la bici va a remolcar al coche. Va a hacer un trabajo, y ese trabajo consistirá en aplicar una fuerza sobre la cuerda para arrastrar al coche a una distancia. El motor de este improvisado vehículo tractor son nuestras piernas, y el par motor la fuerza con que nuestras piernas empujan los pedales, que es la que es.

Situamos el cambio de la bici para pedalear con la catalina (plato) pequeña y el piñón grande. ¡Venga! ¡Ánimo! ¡Arranca! Efectivamente, esto anda. Somos capaces de remolcar el coche, tonelada y pico de coche, a pesar de la poca fuerza que tienen nuestras piernas, y a pesar de lo cortitas que son las bielas de la bici.

Al final hemos conseguido llevarlo hasta los cien metros a una velocidad de tres kilómetros por hora, y nuestras piernas pedaleaban a 180 r.p.m.

Ahora montemos a Lance Amstrong en la bici. Lo primero que hará será cambiar a la catalina (plato) del medio, porque tiene mucha más fuerza en las piernas que nosotros va más sobrado. Le pedimos que mantenga la misma velocidad que nosotros de tres kilómetros por hora, y sus piernas pedalean a 60 r.p.m.

Hemos hecho el mismo trabajo que Amstrong en el mismo tiempo, por lo tanto, hemos empleado la misma potencia.

¿De qué le sirve a Amstrong tener más fuerza en sus piernas (más par motor) si nosotros podemos hacer lo mismo que él? Nosotros también podemos arrastrar el coche. Los desarrollos del cambio de la bici nos lo permiten.

Dejémosle ahora que vaya a su aire. ¡Joder! Arrastró al coche a 6 kilómetros por hora en la mitad de tiempo que nosotros. Ahora sí ha hecho más trabajo que nosotros. Tiene más potencia.

Si nosotros pudiesemos pedalear a 360 r.p.m. con el plato pequeño hubiesemos igualado su marca, pero nuestro organismo no nos lo permite. No tiene tanta potencia. No es capaz de hacer ese trabajo en ese tiempo.

El Mazda 6 CRTD136 tiene “casi” el doble de par motor que el Mazda 6 2.0, sin embargo tienen casi la misma potencia, y sus velocidades punta y aceleraciones son “casi” las mismas. Ambos son capaces de hacer el mismo trabajo en el mismo tiempo, y ambos transmiten el mismo par a las ruedas porque andan “casi” lo mismo. Pero el régimen de revoluciones de diesel es “casi” la mitad que el del gasolina. El secreto está entonces en el desarrollo del cambio, la combinación de piñones y platos que les permite a los dos mover el mismo peso a la misma velocidad.

En las curvas de par y potencia de un motor, los valores de par a cada rango de revoluciones no nos sirven de mucho, porque el par que se va a transmitir a las ruedas va a depender no sólo de las revoluciones, sino también de la marcha que llevemos metida. Por ejemplo, si quieres saber el par que da el motor a 4000 vueltas, siempre verás el valor de par que transmite el motor al cambio, pero lo que importa es el par que se transmite a las ruedas, que no es el mismo si vas en 3ª que si vas en 4ª.

La curva de par nos da otro tipo de información muy importante, y es la de la forma que tiene el motor de entragarnos la potencia. Lo ideal sería que la de par no fuese una curva, sino una recta horizontal en el gráfico, ya que eso indicaría que el motor nos entrega el máximo par en todo su rango de revoluciones. Ese sería el motor ideal, pero, por desgracia, no existe.
Esa entrega de potencia se hace más brusca y evidente cuando aceleramos y el motor se encuentra en el régimen de revoluciones correspondiente al par máximo.

Por eso, la forma más eficiente de conducir el motor es llevarlo a ese régimen, ya que su rendimiento en ese momento es muy bueno, y el consumo mínimo (me refiero al consumo específico, o sea el consumo de combustible por unidad de potencia entregada).

En el caso del motor 2.0 del Mazda 6, la curva de par tiene dos zonas planas en las que entrega diferente valor de par a diferentes revoluciones. Es una de las cosas que más me gusta de ese motor, que es el de mi coche. Tienes una zona plana entre 2500 y 3500 r.p.m. en la que el motor va tranquilo y permite una conducción tranquila y suave pero entregando un par constante. Más arriba, entre 4000 y 5000 r.p.m., la cosa ya se anima. El motor ruge como una fiera y se comporta como tal. Está dando su par máximo, y si lo mantienes a ese régimen por carreteras de montaña utilizando el cambio, es una gozada, parece que has cambiado de coche.

En el diesel, el comportamiento es diferente (hablo de memoria, sin tener delante la curva de ese motor, de momento), ya que la entrega de potencia es más brusca a menos revoluciones, pero en la zona alta del cuentavueltas el comportamiento no es tal.

Como el par hemos visto que varía de acuerdo con el régimen de revoluciones, el par transmitido a las ruedas también variará de acuerdo con una curva similar.
Se puede construir entonces un gráfico que nos indique qué par se está entregando a las ruedas en cada desarrollo y en función del número de revoluciones a que gire el motor.
Estas curvas son muy útiles para ver el comportamiento de nuestro coche durante los cambios de una marcha a otra, ya que de él podemos deducir el punto óptimo de cambio de marcha.
Por ejemplo, la curva azul nos va indicando cuánto par se está transmitiendo a las ruedas y qué velocidad lleva el coche a cada rango de revoluciones cuando circulamos en primera. Los puntos indican las revoluciones en rangos desde 1500 a 6000.
Si cambiamos a segunda a 6000 r.p.m. (último punto de la curva), el par transmitido disminuirá, y lo harán también las r.p.m. del motor, que pasarán a 3500. No hay más que trazar una línea vertical para comprobarlo.
Si nos fijamos en las curvas para el resto de marchas, veremos que a medida que subimos de marcha, el par transmitido será menor, y que no siempre el punto óptimo de cambio es el tope de vueltas en cada marcha, sino que, a veces, ese punto está mucho antes del tope. Esto se puede comprobar en la curva amarilla, correspondiente a 3ª. Si cambiamos de 3ª a 4ª a 4500 r.p.m., las revoluciones bajarán a 3000, pero el par que se transmite en 4ª será el máximo posible para esa velocidad.



Estas curvas se pueden obtener para los diferentes motores y desarrollos, y pueden ayudar a resolver la pregunta que ya se ha hecho varias veces en este foro: ¿A qué revoluciones cambiar de marcha?

(Iré actualizando el artículo a medida que vaya ordenando y subiendo las curvas de par de al menos dos modelos, pero en el mismo formato. Si alguien las tiene en el mismo formato, agradecería me las hiciera llegar para meterlas aquí y poder compararlas, completando así el artículo con más comentarios que seguro que resultarán muy útiles.)

Saludos
 

AngelGR

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#2
Muy buen artículo Johnny. Completándolo con unas gráficas comentadas y alguna definición técnica (que tampoco hacen daño) al lado de la "explicación sencilla", quedará redondo. =<>
 

Johnny

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#4
Aunque supongo que ya la habrías buscado
Gracias, DonPelayo, sí las había buscado, y esa ya la tengo. Estaría bien conseguir la de los otros en ese formato, y creo haberlas visto alguna vez.
fjcb, echa una mano, que seguro que tú las tienes.
 

Smunoz

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#5
Johnny dijo:
El Mazda 6 CRTD136 tiene “casi” el doble de par motor que el Mazda 6 2.0, sin embargo tienen casi la misma potencia, y sus velocidades punta y aceleraciones son “casi” las mismas. Ambos son capaces de hacer el mismo trabajo en el mismo tiempo, y ambos transmiten el mismo par a las ruedas porque andan “casi” lo mismo. Pero el régimen de revoluciones de diesel es “casi” la mitad que el del gasolina. El secreto está entonces en el desarrollo del cambio, la combinación de piñones y platos que les permite a los dos mover el mismo peso a la misma velocidad.
Esta es una verdad que en muchos casos "tergiversan" los comerciales para hacer creer los futuros compradores que los CV diesel son más que los gasolina por el par (eso es cierto, lo he oído). Incluso en algunos anuncios de TV se anuncia más el valor del par que el de la potencia, cuando ésta última es la que da una idea real de las prestaciones, mientras que el par da idea del comportamiento. Y con los valores absolutos no podemos hacer nada, y que son convertidos por la transmisión, y una vez en la rueda son muy parecidos a los de un coche de gasolina. Lo importante son las gráficas.

Saludos.
 

Johnny

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#6
He actualizado el artículo con un gráfico y unos comentarios. ¿Algún experto en Excel me podría decir por qué no salen las líneas uniendo los puntos de cada curva?
 
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#7
Johnny dijo:
He actualizado el artículo con un gráfico y unos comentarios. ¿Algún experto en Excel me podría decir por qué no salen las líneas uniendo los puntos de cada curva?
¿Has comprobado el color de las líneas? No sea que estén en el mismo color que el fondo.
Edito: Si quieres, envía el archivo a davidclio12@hotmail.com y si puedo te lo arreglo.
 

Siul24

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#8
No se que habrás hecho con las líneas que sólo te salen tramos, pero creo que yo podría arreglartelo, trabajo bastante con las gráficas de excel.
Lo más probable es que sea un error de formato.
Si quieres mandame un privado o en siul@tele2.es y le echo un vistazo.
También puedo hacerte todas las gráficas si tienes los datos.

Por cierto, sabeís donde encontrar las gráficas o datos equivalentes a estás para un mazda 3 2.0, y también me gustaría echar un vistazo a las de par y potencia.

Gracías por el articulo, muy interesante.
 

Siul24

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Karabanchel
#9
Si quieres probar tu mismo.

Pincha sobre la serie de datos, click boton derecho, y en Formato serie de datos
entras en una ventana donde decides como se presentan los datos.
 

Johnny

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#10
Por cierto, sabeís donde encontrar las gráficas o datos equivalentes a estás para un mazda 3 2.0, y también me gustaría echar un vistazo a las de par y potencia.
Esas gráficas te las tienes que currar tú partiendo de las de par motor y potencia, ya que conoces los desarrollos de cada marcha y el desarrollo final del diferencial.

En las mías, supongo que los puntos no se unen porque faltan datos intermedios, como se puede ver en la tabla, pero tiene que haber una forma de que se unan. Esa es mi duda.



Si te parece, te mando la tabla por correo y a ver qué te sale a tí.

Saludos y gracias.
 

saldevita

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#13
Muy buen trabajo Johnny! =<> =<> =<> Macho, qué imaginación!. 8O
Un favor, no decaigas en completar tu estupendo artículo con más gráficas. A mi personalmente me interesaría conocer las curvas del M3 CRTD 1.6 109cv.
¿Donde las podría encontrar?

Gracias
 

rulass

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Cacabelos-Leon
#18
Johnny dijo:
Parece que hay gente que todavía no lo tiene muy claro...
hola foreros es la primera vez que entro en el foro , tengo un mazda3 sportive 1.6crtd, y quisiera haceros una pregunta sobre una duda que me han comentado: me han dicho que se le puede anular la valvula erg y asi ganaria algo mas de potencia. es cierto? si alguien sabe algo, me gustaria que me lo contara. muxas gracias.
 

manubrio

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21 Nov 2008
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60
#19
Hola.

Me estreno aquí con mi primera intervención en el foro ya que es un tema que me interesa.

Solo añadir un matiz

¡Ojo con las gráficas! puesto que se hacen con "el pié a tabla", lo cual hace que para la mayoría de los conductores (creo) sólo sea válido en momentos puntuales: Una incorporación a una autopista, un adelantamiento o cambiar a una marcha superior subiendo un puerto. Por otro lado, ir a 1500 rpm con el pié a fondo es algo que produce grima.

Un saludo
 

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