Potencia Indicada

Potencia indicada y potencia efectiva en motores diesel.

Introducción.

La potencia de cualquier motor es su capacidad para realizar un trabajo. Ese trabajo, en un coche, consiste en moverlo. Tanto acelerar como mantenerse a velocidad constante implican un trabajo a realizar por el motor.

Potencia es el producto de dos factores: par y régimen de giro.

Par de giro es la fuerza con la que da vueltas el motor. Cuanta más fuerza tenga al dar cada vuelta, más capacidad tendrá para realizar un trabajo.

Régimen de giro es el número de vueltas que da por unidad de tiempo, en general, revoluciones por minuto. Cuantas más vueltas dé por minuto, más capacidad tendrá, también, para realizar un trabajo.

Un motor muy potente ha de tener, o bien un elevado par de giro (mucho trabajo en cada vuelta) o bien un elevado régimen de giro (capacidad de girar muy rápido) o bien ambas cosas. Por el contrario, si sólo puede girar lentamente y con poca fuerza, será un motor de baja potencia.

Investigación bibliográfica.

Potencia indicada.

La potencia desarrollada dentro del cilindro del motor por la expansión de los gases de la combustión se conoce como potencia indicada y la designamos como Ni. Parte de esta potencia es necesaria para vencer la fricción de las partes móviles de la máquina (perdidas mecánicas), mover los elementos y accesorios, cargar el aire fresco dentro del cilindro en la carrera de admisión y expulsar los gases residuales en la carrera de escape (trabajo de bombeo). Por lo tanto la potencia disponible en el eje En es inferior a la potencia desarrollada dentro del cilindro Ni. Siendo Nf la potencia de fricción. Ni será igual a:

Ni=Ne+Nf

La potencia de fricción Nf es la suma de las pérdidas mecánicas y el trabajo de bombeo. Esta potencia varía según las condiciones de operación del motor y es difícil de estimar experimentalmente con exactitud. Un método aproximado consiste en acoplar el motor a un dinamómetro eléctrico y considerar que Nf es la potencia requerida para impulsar el motor apagado. Dentro de una serie de condiciones específicas (Velocidad, Temperatura de aceite y Agua, Grado de Apertura del Acelerador, etc.).

Potencia efectiva.

La potencia efectiva, es la potencia disponible a la salida del eje motor, a diferencia de la potencia indicada. Es la potencia neta disponible de la máquina, también se le denomina potencia al freno, ya que en general esta potencia se mide con un dispositivo colocado en el eje del motor y denominado freno. Existen diversos tipos de frenos:

Hidráulicos

Eléctricos

Aerodinámicos.

Todos ellos se basan en equilibrar mediante un momento de fuerzas externas medibles, el momento en el eje producido por el motor. Esta potencia medida mediante estos sistemas, la podemos poner en función de una hipotética presión media efectiva (pme); para seguir en paralelismo con lo dicho con la potencia media indicada. Esta presión media efectiva corresponderá a la presión media que multiplicada por la cilindrada el mismo trabajo útil efectivo, que el medido por los frenos.

Presión de compresión (Pc).

Valor de la presión en el punto muerto superior, medida en el interior de la cámara de combustión por medio de un instrumento que se aplica al orificio de la bujía. Su valor da una indicación del estado de desgaste y de la eficacia del cilindro. Dicha prueba se efectúa aplicando un manómetro especial al orificio de la bujía (un tapón de caucho asegura la retención) mientras el motor está girando (con las bujías desmontadas), arrastrado por el motor de puesta en marcha y con la mariposa totalmente abierta.

Rendimiento mecánico (ηm).

El rendimiento mecánico considera las pérdidas debidas al trabajo de rozamiento desarrollado en los mecanismos y en los órganos auxiliares (bombas, distribución, etc.) y al trabajo de bombeo en los cilindros durante las fases de admisión y escape. El rendimiento mecánico se calcula como el cociente entre el trabajo útil obtenido en el cigüeñal y el trabajo del ciclo indicado.

Presión media efectiva (p.m.e).

Nos ofrece una indicación del empuje de los gases durante las fases de combustión y expansión, así como de las pérdidas por calor o fricción durante un ciclo operativo en un motor. Se trata, por tanto, de un parámetro fundamental para valorar las prestaciones del motor, pues multiplicando la p.m.e por el área de la cabeza del pistón, se obtiene la fuerza media que cada pistón desarrolla en la manivela del cigüeñal. La p.m.e es proporcional al par motor y, para un régimen de rotación determinado, también a la potencia suministrada. Se mide por lo general en kilopascales (kPa) o kg/cm2.

Presión media indicada (p.m.i).

Presión media calculada a partir del trabajo positivo medido que se realiza durante la fase cerrada del motor.

Rendimiento indicado (ηi).

Es el trabajo máximo de una cantidad determinada de combustible. El cociente entre el trabajo efectuado por los gases dentro de los cilindros y la energía calorífica, o energía térmica, del combustible suministrado durante el mismo tiempo.

Rendimiento efectivo (ηe).

Expresa "la calidad" con que se transforma la energía liberada por el combustible en energía mecánica en el eje (cigüeñal).

Objetivos.

Obtener los parámetros indicados y efectivos de un motor de combustión interna.

Material.

Motor.

Banco de pruebas.

Herramienta.

Combustible.

Desarrollo.

Determinación de compresión para cada cilindro del motor.

Estando el motor caliente se cerró la llave de alimentación de combustible y se desconectó la tubería de retorno de combustible de los inyectores.

Se desconectó la línea de alimentación de combustible de todos los inyectores para luego extraer los 4 inyectores.

Colocando la herramienta para la medición de compresión en el orificio del inyector 1. Se apretó a (1.3 N.m).

Se conectó la herramienta mediante enchufe rápido a manómetro para luego dar marcha al motor hasta que se alcanzó el valor máximo (P1), se registró el dato.

Se repitió el punto 3 y 4 para los inyectores 2, 3 y 4 para obtener P2,P3 y 4.

Se montaron los 4 inyectores (13 N.m), la tubería de retorno de combustible (7 N.m) y la línea de almacenamiento de los inyectores. Se abrió la llave de alimentación de combustible.

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