Puede compararse con respirar por una pajilla. Los pulmones poseen un volumen determinado, pero el tubo estrecho dificulta llenarlos con rapidez. En el motor sucede algo parecido cuando el filtro est\u00e1 restringido, la mariposa limita el paso, los conductos son estrechos o las v\u00e1lvulas no permanecen abiertas durante el tiempo suficiente.<\/p>\n\n\n\n
El pist\u00f3n que desciende genera una presi\u00f3n menor dentro del cilindro. La atm\u00f3sfera exterior empuja entonces el aire a trav\u00e9s del filtro, el m\u00faltiple y la v\u00e1lvula de admisi\u00f3n. Cuanto m\u00e1s libre sea ese recorrido, mayor ser\u00e1 la masa de aire atrapada y mayor podr\u00e1 ser la cantidad de combustible quemada de forma controlada.<\/p>\n\n\n\n
El llenado no depende \u00fanicamente del tama\u00f1o de los conductos. El aire posee masa e inercia. Una corriente que ya est\u00e1 avanzando por el m\u00faltiple puede continuar entrando aunque el pist\u00f3n haya comenzado a subir. Por esta raz\u00f3n, la longitud de los conductos, la apertura de las v\u00e1lvulas y el r\u00e9gimen del motor influyen en la eficiencia volum\u00e9trica.<\/p>\n\n\n\n
Un conducto demasiado grande tampoco garantiza una mejora. A bajas revoluciones puede reducir la velocidad del aire y perjudicar la mezcla. El dise\u00f1o correcto busca suficiente caudal sin perder el movimiento necesario para llenar y mezclar bien la carga.<\/p>\n\n\n\n
Los motores turboalimentados pueden superar el llenado natural porque el compresor introduce aire a una presi\u00f3n superior a la atmosf\u00e9rica. En ese caso, el cilindro recibe una masa de aire mayor que la que ingresar\u00eda \u00fanicamente por el descenso del pist\u00f3n. Aun as\u00ed, el calor generado durante la compresi\u00f3n y las restricciones del sistema contin\u00faan influyendo en el resultado.<\/p>\n\n\n\n
Bombeo<\/h2>\n\n\n\n
El motor no utiliza toda su energ\u00eda para mover el veh\u00edculo. Una parte se consume simplemente en hacer entrar y salir los gases. Este trabajo interno recibe el nombre de p\u00e9rdidas por bombeo<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n En un motor de gasolina tradicional, la mariposa regula la cantidad de aire. Cuando el conductor pisa poco el acelerador, la mariposa permanece parcialmente cerrada. El pist\u00f3n desciende intentando llenar el cilindro, pero encuentra una entrada limitada.<\/p>\n\n\n\n La situaci\u00f3n se parece a intentar aspirar aire con la mano cubriendo parcialmente la punta de una manguera. Es necesario realizar esfuerzo, pero entra poco caudal. El pist\u00f3n debe trabajar contra una presi\u00f3n baja en el m\u00faltiple, consumiendo parte del torque que podr\u00eda haberse aprovechado en las ruedas.<\/p>\n\n\n\n Estas p\u00e9rdidas son especialmente importantes a cargas bajas, como durante la circulaci\u00f3n urbana suave. El motor gira, mueve pistones y acciona la admisi\u00f3n, pero la mariposa restringe gran parte del aire. Por eso, ciertas tecnolog\u00edas intentan controlar la carga mediante la apertura de las v\u00e1lvulas, la desactivaci\u00f3n de cilindros o ciclos de funcionamiento que permiten mantener la mariposa m\u00e1s abierta.<\/p>\n\n\n\n Los motores di\u00e9sel convencionales presentan menores p\u00e9rdidas de estrangulaci\u00f3n porque normalmente regulan la potencia modificando la cantidad de combustible inyectado, no cerrando intensamente el paso de aire. Sin embargo, tambi\u00e9n deben vencer resistencias en la admisi\u00f3n, el escape, el turbo y los sistemas de control de emisiones.<\/p>\n\n\n\n Despu\u00e9s de la combusti\u00f3n, el motor necesita expulsar los gases quemados. Si estos encuentran una salida libre y bien dise\u00f1ada, el pist\u00f3n puede desalojarlos con un esfuerzo razonable. Si chocan contra una restricci\u00f3n, aumenta la presi\u00f3n dentro del escape y el motor debe trabajar m\u00e1s para vaciar el cilindro.<\/p>\n\n\n\n Esta resistencia recibe el nombre de contrapresi\u00f3n<\/strong>. Puede aparecer por un catalizador obstruido, un filtro de part\u00edculas saturado, un silenciador colapsado o un conducto deformado.<\/p>\n\n\n\n Puede imaginarse una persona intentando correr mientras exhala a trav\u00e9s de un tubo casi tapado. Los m\u00fasculos contin\u00faan trabajando, pero la respiraci\u00f3n se vuelve dif\u00edcil. En el motor, el pist\u00f3n sube durante el escape y encuentra gases que no pueden salir con rapidez. Parte del torque se utiliza en empujarlos contra la obstrucci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n La contrapresi\u00f3n tambi\u00e9n deja m\u00e1s gases residuales dentro del cilindro. Estos ocupan espacio que deber\u00eda llenarse con aire fresco, reduciendo la eficiencia volum\u00e9trica y la potencia disponible en el siguiente ciclo.<\/p>\n\n\n\n Un escape completamente abierto tampoco es siempre ideal. Los pulsos de presi\u00f3n y la velocidad de los gases pueden utilizarse para favorecer el barrido de los cilindros. El dise\u00f1o correcto busca reducir las restricciones perjudiciales sin perder el comportamiento de flujo necesario para el r\u00e9gimen de trabajo del motor.<\/p>\n\n\n\n Una gran parte de la energ\u00eda del combustible nunca se convierte en movimiento mec\u00e1nico. La combusti\u00f3n genera calor intenso, y una porci\u00f3n considerable abandona el motor a trav\u00e9s del escape y del sistema de refrigeraci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n Los gases expulsados todav\u00eda conservan mucha temperatura. Esa energ\u00eda t\u00e9rmica sale por el m\u00faltiple, el catalizador y el tubo de escape. El turbo puede recuperar una parte para impulsar su compresor, pero no consigue aprovecharla por completo.<\/p>\n\n\n\n Otra parte del calor atraviesa los pistones, los cilindros y la culata. El refrigerante lo recoge y lo transporta hacia el radiador, donde se entrega al aire exterior. El radiador es indispensable para impedir que el motor se funda o se deforme, pero desde el punto de vista energ\u00e9tico representa calor del combustible que no lleg\u00f3 a las ruedas.<\/p>\n\n\n\n La eficiencia t\u00e9rmica<\/strong> indica qu\u00e9 proporci\u00f3n de la energ\u00eda liberada durante la combusti\u00f3n se transforma en trabajo \u00fatil. Mejorarla significa aprovechar una fracci\u00f3n mayor antes de que el calor escape.<\/p>\n\n\n\n Puede compararse con calentar una pieza met\u00e1lica para doblarla. Si gran parte del calor se pierde en el aire antes de realizar el trabajo, ser\u00e1 necesario gastar m\u00e1s combustible. El motor enfrenta el mismo desaf\u00edo: necesita mantener temperaturas seguras, pero debe evitar desperdiciar innecesariamente la energ\u00eda de la combusti\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n Una mayor relaci\u00f3n de compresi\u00f3n, una combusti\u00f3n r\u00e1pida y bien controlada, una expansi\u00f3n m\u00e1s aprovechada y una gesti\u00f3n t\u00e9rmica correcta pueden mejorar la eficiencia. Sin embargo, aumentar demasiado la temperatura o la presi\u00f3n favorece la detonaci\u00f3n, eleva las emisiones de \u00f3xidos de nitr\u00f3geno y aumenta la carga sobre los componentes.<\/p>\n\n\n\n Dentro del motor existen muchas superficies en movimiento. Los pistones rozan mediante sus anillos contra los cilindros, el cig\u00fce\u00f1al gira sobre cojinetes, el \u00e1rbol de levas empuja taqu\u00e9s o balancines y las bombas desplazan aceite y refrigerante. Cada contacto ofrece resistencia.<\/p>\n\n\n\n Puede comprobarse el efecto de la fricci\u00f3n frot\u00e1ndose las manos. El movimiento se vuelve m\u00e1s dif\u00edcil y aparece calor. Dentro del motor ocurre lo mismo, aunque las superficies trabajan lubricadas para evitar el contacto met\u00e1lico directo.<\/p>\n\n\n\n La eficiencia mec\u00e1nica<\/strong> representa cu\u00e1nto trabajo sobrevive despu\u00e9s de vencer esas resistencias internas. La presi\u00f3n de combusti\u00f3n puede producir una fuerza elevada sobre el pist\u00f3n, pero parte se consume antes de llegar al volante del motor.<\/p>\n\n\n\n La lubricaci\u00f3n reduce considerablemente la fricci\u00f3n, pero no la elimina. El aceite tambi\u00e9n debe ser cortado, bombeado y desplazado. Si es demasiado viscoso cuando est\u00e1 fr\u00edo, el motor necesita m\u00e1s esfuerzo para moverlo. Si es demasiado delgado bajo alta temperatura, la pel\u00edcula puede perder capacidad para separar las superficies.<\/p>\n\n\n\n El r\u00e9gimen tambi\u00e9n influye. Al aumentar las revoluciones, las piezas recorren m\u00e1s distancia por minuto, las bombas trabajan con mayor rapidez y la fricci\u00f3n total puede crecer. Por eso, mantener innecesariamente un motor a RPM elevadas aumenta el consumo incluso cuando el veh\u00edculo no necesita m\u00e1s fuerza.<\/p>\n\n\n\n El torque<\/strong> y la potencia suelen confundirse, pero describen aspectos distintos del trabajo del motor. El torque es la fuerza de giro aplicada al cig\u00fce\u00f1al. Puede imaginarse como la fuerza con que una llave intenta aflojar una tuerca.<\/p>\n\n\n\n Un motor con mucho torque puede aplicar un empuje rotatorio intenso. Esta caracter\u00edstica resulta importante para iniciar el movimiento, subir pendientes, remolcar o acelerar sin necesidad de utilizar revoluciones muy altas.<\/p>\n\n\n\n Los caballos de fuerza<\/strong> o la potencia indican qu\u00e9 tan r\u00e1pido puede realizarse ese trabajo. No describen \u00fanicamente la fuerza del giro, sino la combinaci\u00f3n entre torque y velocidad de rotaci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n Puede pensarse en dos mec\u00e1nicos apretando tornillos. Ambos aplican la misma fuerza con la llave, pero uno consigue terminar el doble de tornillos en el mismo tiempo. Los dos producen un torque semejante, aunque el segundo desarrolla m\u00e1s potencia porque realiza el trabajo con mayor rapidez.<\/p>\n\n\n\n Un motor puede entregar un torque considerable a bajas revoluciones, pero su potencia ser\u00e1 limitada si no puede mantenerlo mientras gira m\u00e1s r\u00e1pido. Otro puede producir menos torque por cada giro, pero alcanzar muchas revoluciones y realizar m\u00e1s trabajo por unidad de tiempo.<\/p>\n\n\n\n La transmisi\u00f3n utiliza relaciones de engranajes para multiplicar el torque que llega a las ruedas, pero no crea potencia adicional. Intercambia fuerza por velocidad. Una marcha corta aumenta el empuje en las ruedas a costa de reducir su velocidad de giro.<\/p>\n\n\n\n Para comparar motores no basta con observar cu\u00e1ntos litros consumen en una hora. Un motor grande realizando mucho trabajo puede quemar m\u00e1s combustible que uno peque\u00f1o y, aun as\u00ed, ser m\u00e1s eficiente. Es necesario relacionar el combustible utilizado con la potencia producida.<\/p>\n\n\n\n El consumo espec\u00edfico de combustible al freno<\/strong>, conocido como BSFC, indica cu\u00e1ntos gramos de combustible necesita el motor para producir una determinada cantidad de potencia durante un tiempo establecido. En la pr\u00e1ctica t\u00e9cnica suele expresarse en gramos por kilovatio-hora, aunque tambi\u00e9n puede relacionarse con caballos de fuerza.<\/p>\n\n\n\n La idea es sencilla: se pesa el combustible consumido y se compara con el trabajo \u00fatil medido en el eje. Un valor menor significa que el motor necesita menos gramos para producir la misma potencia y, por tanto, trabaja con mayor eficiencia.<\/p>\n\n\n\n Puede compararse con dos trabajadores que deben mover la misma cantidad de cajas. Si uno necesita dos comidas completas para realizar la tarea y el otro solo una, el segundo aprovecha mejor la energ\u00eda recibida.<\/p>\n\n\n\n El BSFC cambia seg\u00fan las revoluciones y la carga. Un motor no posee una eficiencia fija para todas las condiciones. Normalmente existe una zona donde produce torque con un consumo espec\u00edfico especialmente favorable. Trabajar muy descargado, demasiado revolucionado o cerca de ciertos l\u00edmites puede alejarlo de esa regi\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n Por esta raz\u00f3n, las transmisiones modernas intentan mantener el motor cerca de sus zonas eficientes. Una marcha superior reduce las RPM, pero si obliga a abrir demasiado el acelerador o produce vibraciones por carga excesiva, no siempre representa la mejor condici\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n El cig\u00fce\u00f1al no mueve \u00fanicamente el veh\u00edculo. Tambi\u00e9n impulsa accesorios necesarios para el funcionamiento y el confort. El alternador, la bomba de agua, la bomba de direcci\u00f3n en sistemas hidr\u00e1ulicos y el compresor del aire acondicionado consumen parte del torque disponible.<\/p>\n\n\n\n Este consumo recibe el nombre de arrastre par\u00e1sito<\/strong> porque la potencia se utiliza en elementos auxiliares antes de llegar a la transmisi\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n El compresor del aire acondicionado es uno de los ejemplos m\u00e1s claros. Cuando se activa, comprime el refrigerante del sistema y aumenta la carga sobre la correa. En un motor peque\u00f1o puede sentirse una ligera ca\u00edda de revoluciones o una respuesta m\u00e1s lenta.<\/p>\n\n\n\n Puede imaginarse una cinta de correr que, adem\u00e1s de mover a una persona, debe accionar otro mecanismo mediante una correa lateral. El motor el\u00e9ctrico de la cinta necesita entregar m\u00e1s energ\u00eda aunque la velocidad principal no cambie.<\/p>\n\n\n\n El alternador tambi\u00e9n aumenta su resistencia cuando debe producir m\u00e1s corriente. Encender desempa\u00f1adores, ventiladores, luces y calefactores el\u00e9ctricos obliga al sistema de carga a realizar m\u00e1s trabajo, y esa energ\u00eda procede finalmente del combustible.<\/p>\n\n\n\n Los sistemas modernos intentan controlar estas cargas. Algunos compresores utilizan capacidad variable, ciertas bombas son el\u00e9ctricas y el alternador puede cargar con mayor intensidad durante desaceleraciones. El objetivo es evitar el consumo continuo de potencia cuando el accesorio no necesita trabajar al m\u00e1ximo.<\/p>\n\n\n\n La potencia anunciada por el fabricante suele medirse en el motor bajo condiciones controladas. Sin embargo, entre el cig\u00fce\u00f1al y las ruedas existen embragues, convertidores, engranajes, diferenciales, rodamientos y neum\u00e1ticos. Todos consumen una parte de la energ\u00eda.<\/p>\n\n\n\n El dinam\u00f3metro de chasis<\/strong> permite medir la fuerza que realmente llega a las ruedas. El veh\u00edculo se coloca sobre rodillos y acelera mientras el equipo registra el torque y la velocidad.<\/p>\n\n\n\n Esta medici\u00f3n muestra la potencia que ha sobrevivido a las p\u00e9rdidas del tren motriz. Por eso, la cifra en las ruedas suele ser menor que la potencia declarada en el motor.<\/p>\n\n\n\n Puede imaginarse una cadena de personas pas\u00e1ndose una caja pesada. La primera levanta toda la carga, pero en cada entrega se pierde tiempo y esfuerzo. El dinam\u00f3metro de motor mide lo que produce la primera persona; el dinam\u00f3metro de chasis mide lo que finalmente recibe la \u00faltima.<\/p>\n\n\n\n La diferencia no puede utilizarse siempre como una cifra exacta de p\u00e9rdida porque intervienen el neum\u00e1tico, la temperatura, el amarre del veh\u00edculo, la transmisi\u00f3n seleccionada y el procedimiento del banco. Aun as\u00ed, es una herramienta muy \u00fatil para comparar cambios, comprobar la entrega y observar si el motor mantiene su rendimiento.<\/p>\n\n\n\n La unidad electr\u00f3nica supervisa constantemente la cantidad de aire, el combustible inyectado, la combusti\u00f3n y los gases de escape. Utiliza sensores de ox\u00edgeno, presi\u00f3n, temperatura, detonaci\u00f3n y posici\u00f3n para determinar si el motor est\u00e1 funcionando dentro de los l\u00edmites esperados.<\/p>\n\n\n\n Cuando la eficiencia disminuye, no siempre aparece inmediatamente una p\u00e9rdida de potencia f\u00e1cil de sentir. Una mezcla incorrecta, una combusti\u00f3n incompleta, un catalizador deteriorado o una falla de encendido pueden desperdiciar combustible y aumentar las emisiones antes de que el conductor perciba un cambio importante.<\/p>\n\n\n\n El sistema compara las se\u00f1ales y realiza correcciones. Puede modificar el tiempo de inyecci\u00f3n, el avance del encendido, la posici\u00f3n de la mariposa y otros actuadores. Si la correcci\u00f3n necesaria supera el margen previsto o una se\u00f1al indica que las emisiones ya no pueden controlarse, se registra un c\u00f3digo de diagn\u00f3stico.<\/p>\n\n\n\n En esas condiciones puede encenderse el testigo del motor<\/strong>, tambi\u00e9n llamado Check Engine. La luz no significa simplemente que \u201cel motor perdi\u00f3 eficiencia\u201d, sino que el sistema de gesti\u00f3n o control de emisiones ha detectado un funcionamiento fuera de los par\u00e1metros aceptables.<\/p>\n\n\n\n Una falla de encendido, por ejemplo, reduce el torque, desperdicia combustible y env\u00eda hidrocarburos sin quemar hacia el catalizador. Una mezcla excesivamente rica aumenta el consumo y puede sobrecalentar el sistema de escape. Una fuga de admisi\u00f3n altera el aire medido y obliga a la ECU a corregir la inyecci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n El encendido del testigo es, por tanto, una advertencia de que el equilibrio entre aire, combustible, combusti\u00f3n y emisiones ya no est\u00e1 siendo controlado correctamente. Ignorarlo puede convertir una ineficiencia inicial en da\u00f1o mec\u00e1nico o t\u00e9rmico.<\/p>\n\n\n\n El rendimiento real surge de la suma de todos los procesos anteriores. El cilindro debe llenarse correctamente, la mezcla debe quemarse de manera controlada, la expansi\u00f3n debe producir trabajo, los gases deben salir sin una restricci\u00f3n excesiva y la fricci\u00f3n debe mantenerse bajo control.<\/p>\n\n\n\n Un motor puede tener una excelente capacidad de respiraci\u00f3n y perder buena parte de su ventaja por un escape obstruido. Puede producir una combusti\u00f3n eficiente y desperdiciar energ\u00eda mediante accesorios pesados. Puede mostrar gran potencia m\u00e1xima, pero consumir demasiado combustible fuera de una zona muy peque\u00f1a de funcionamiento.<\/p>\n\n\n\n Por eso, la eficiencia no debe confundirse con potencia m\u00e1xima. Un motor potente puede ser eficiente si aprovecha bien cada gramo de combustible, y uno poco potente puede ser ineficiente si desperdicia gran parte de la energ\u00eda en calor, bombeo o fricci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n El objetivo de la ingenier\u00eda moderna es obtener el trabajo necesario utilizando la menor cantidad posible de combustible y manteniendo las emisiones bajo control. Para conseguirlo se optimizan la admisi\u00f3n, la combusti\u00f3n, la refrigeraci\u00f3n, la lubricaci\u00f3n, el escape y la gesti\u00f3n electr\u00f3nica.<\/p>\n\n\n\n Comprender el rendimiento y eficiencia del motor<\/strong> significa seguir el camino completo de la energ\u00eda. El combustible entra con un potencial qu\u00edmico; la combusti\u00f3n lo convierte en presi\u00f3n y calor; el pist\u00f3n transforma una parte en fuerza; el cig\u00fce\u00f1al la convierte en giro; y la transmisi\u00f3n intenta llevarla hasta las ruedas.<\/p>\n\n\n\n En ese recorrido, cada restricci\u00f3n cobra un precio. La mariposa parcialmente cerrada obliga a bombear con esfuerzo, el escape tapado impide vaciar los cilindros, la fricci\u00f3n convierte movimiento en calor y los accesorios toman parte del torque. El radiador y el escape eliminan energ\u00eda que ya no puede aprovecharse, mientras el tren motriz consume otra fracci\u00f3n antes de que la fuerza llegue al suelo.<\/p>\n\n\n\n Un motor eficiente no es simplemente el que consume poco ni el que produce muchos caballos. Es el que respira bien, quema de forma controlada, pierde poca energ\u00eda y entrega una gran cantidad de trabajo \u00fatil por cada gramo de combustible.<\/p>\n\n\n\n El rendimiento de un motor describe su capacidad para transformar la..<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":10921,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[2],"tags":[160],"class_list":["post-10540","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-mecanica-automotriz","tag-motor"],"yoast_head":"\nEscape<\/h2>\n\n\n\n
Calor<\/h2>\n\n\n\n
Fricci\u00f3n<\/h2>\n\n\n\n
Fuerza<\/h2>\n\n\n\n
Consumo<\/h2>\n\n\n\n
Accesorios<\/h2>\n\n\n\n
Medici\u00f3n<\/h2>\n\n\n\n
Control<\/h2>\n\n\n\n
Rendimiento<\/h2>\n\n\n\n
Referencias<\/h2>\n\n\n\n
\n
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