PAR MOTOR EN VEHICULOS A MOTOR DEFINICION Y CALCULO

DEFINICION DE PAR

El PAR es un esfuerzo de rotación. Un ejemplo: la fuerza que aplicáis para abrir una puerta. ¿Por qué hay que aplicar una fuerza mucho menor si empujamos por el pomo que si empujamos justo al lado de las bisagras? Pues porque para obtener un mismo par (el necesario para abrir la puerta) la fuerza a

aplicar en el pomo es mucho menor porque el brazo de palanca es mucho mayor. Es decir: si llamamos "F" a la fuerza que aplicamos y "r" al brazo de palanca con que aplicamos dicha fuerza (es decir la distancia desde el punto donde ejercemos la fuerza y el eje de giro, es decir del pomo a las bisagras) se define el par como: PAR = FX r

A medida que disminuye el radio "r", la fuerza "F" que debemos aplicar para obtener un mismo par es mayor.

PAR MOTOR

PAR DE  UN MOTOR

Si lo aplicamos al motor de un coche: el cigüeñal tiene un radio de giro "r" y sobre el actúa una fuerza "F" que le transmite la biela y que proviene de la explosión de la mezcla aire-combustible: a medida que esas explosiones son más enérgicas la fuerza crece y por lo tanto el par también. Podemos tener par (fuerza) de sobra, que si no tenemos potencia de nada servirá. Y al revés, podemos tener potencia que si no hay par no hay nada que hacer. Todo ello sin olvidarnos de que: Pot = Par*W

(es decir la potencia es el producto de un esfuerzo de rotación por una velocidad de rotación, que he llamado "W")

Es decir, que un alto par nos permitirá disponer de potencia (más cuanto más rápido sea el giro del motor). Y una alta potencia indica que hay alto par (más cuanto más lento gire el motor). Tendréis que usar Pot = Par*rpm/716 si queréis que os de la potencia en cv, usando el par en mkg y la velocidad de rotación en revoluciones por minuto.

En el caso de los coches se hace una selección inteligente de los desarrollos del cambio de manera que lo que limita SIEMPRE es la potencia, es decir SIEMPRE tendremos fuerza (par) para avanzar (lo de "siempre" debería ir así, entrecomillado, porque hay excepciones). Es decir, que para poder acelerar (avanzar) el motor debe entregar una potencia capaz de vencer las resistencias (fuerzas) que se oponen al avance, que en caso de circular sobre llano son:

Resistencia ® = Resistencia a la rodadura + Resistencia aerodinámica

La resistencia a la rodadura es el rozamiento que oponen los neumáticos al avance y la aerodinámica es la fuerza que opone el aire. No viene a cuento ahora que os explique el porqué pero creedme si os digo que la resistencia total "R" se puede aproximar por una función cuadrática de la velocidad, es decir:

R =k v^2

donde "k" es una constante y "v" es la velocidad a la que se desplaza el coche. Y como ya sabéis, la potencia que va a consumir esa fuerza resistente será el producto de fuerza por velocidad:

Pot = R v = k v^3

Es decir, la potencia necesaria para avanzar crece (aproximadamente) con el cubo de la velocidad: Para rodar a 100km/h (en un coche típico de calle: un Golf por ejemplo) necesitamos unos 15cv. Para rodar a 200km/h, el doble de velocidad, necesitaremos 8 veces (2^3 = 8) más potencia: 120cv. Pues bien, el motor de nuestro coche debe entregar una potencia mayor a esa potencia que consumen las resistencias al avance. Una vez le sobre potencia, el par en exceso acelerará el coche. Imaginaos que vamos a 100km/h y que a esa velocidad necesitamos los 15cv de los que hablábamos antes. Y en ese instante nuestro motor gira a 3000rpm entregando un par de 15mkg, es decir, tiene una potencia de:

Pot = 15*3000/716 = 63cv

que es mayor que la resistente: nos sobran: 63-15=48cv, que a esas 3000rpm son 11.5mkg (Par = 48*716/3000) y ese es el par que va a acelerar nuestro coche (recordad que lo que proporciona aceleración a una masa es una fuerza: F = m a).

En resumen: Para avanzar a una determinada velocidad necesitamos una determinada potencia (que crece, aproximadamente, con el cubo de la velocidad). Si queremos acelerar tendremos que ser capaces de desarrollar una potencia mayor que la que necesitamos. Luego a un determinado régimen, el par desarrollado se "divide" en dos componentes: una componente debe "generar" la potencia mínima que necesitamos para rodar a la velocidad a la que vamos; y otra componente que "sobra". Y ese par que tenemos en exceso (equivalente a la potencia que nos sobra a ese régimen) es lo que acelerará el coche.