MOTOR DE COMBUSTIÓN INTERNA (II PARTE)

CÁLCULOS DE UN M.C.I.

Trabajo y Potencia

La física define como trabajo el desplazamiento de un cuerpo por efecto de una fuerza.

El trabajo se mide en términos numéricos, multiplicando la fuerza ejercida por la distancia recorrida. Es decir, si movemos un cuerpo con la fuerza de un kilógramo para que recorra 1 metro, estamos efectuando un trabajo de 1 kg x metro. A mayor fuerza ejercida mayor trabajo efectuado. Cuando se realiza trabajo y la trayectoria es circular, como es el caso de un motor, el cálculo del trabajo se expresa:
Trabajo = Fuerza x 2¶r, donde ¶ es una constante (3,1416) y r es el radio de giro.

Potencia PS y HP

La potencia es trabajo mecánico que incorpora en su valor el parámetro tiempo. Es decir, la potencia se expresa con un número que cuantifica el trabajo efectuado durante un lapso de tiempo. Mientras más rápido se realiza el trabajo la potencia que se desarrolla es mayor.
La medida original de potencia se expresa en caballos de fuerza o PS (Pferdestärke), y proviene del sistema métrico alemán.
El valor de 1 PS equivale a levantar 75 kilógramos a 1 metro de altura en 1 segundo, (75 kg x metro/segundo). Su equivalencia en el sistema de medida inglés es el HP (Horsepower). El valor de un PS se diferencia levemente del HP: 1 PS = 0.9858 HP.
1 HP es igual a levantar 1 libra a 550 pies de altura en 1 segundo. La capacidad de ejercer torque y potencia en un motor es limitada. Depende de la fuerza de expansión que logran los gases en el cilindro. El torque máximo se consigue cuando el rendimiento volumétrico (% de llenado de los cilindros) es máximo.

La potencia en términos generales, expresa la capacidad para ejecutar un trabajo en el menor tiempo posible. Una fuente de energía que puede mover 1 kg de peso por una distancia de 1 metro en un sólo segundo es más 'potente' que otra capaz de desplazar el mismo peso en 2 segundos.

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</></></></></></></></> ©dr.croxwell 2004-10. Prohibida la reproducción con propósito comercial.

Cilindrada

Cilindrada, denominación que se da a la suma del volumen útil de todos los cilindros de un motor alternativo. Es muy usual que se mida en centímetros cúbicos (cc). Se calcula en forma siguiente:

d = diametro del cilindro h = carrera del pistón En otras palabras, cilindrada es el volumen geométrico ocupado por el conjunto de pistones desde el punto muerto inferior (PMI) hasta el más alto (PMS), también llamado punto muerto superior. La cilindrada da una buena medida de la capacidad de trabajo que puede tener un motor.

Fiscalidad

La cilindrada ha sido habitualmente usada en muchos paises como punto de partida para el cálculo de los impuestos aplicados al automóvil. En Alemania hasta el año 1989 se calculaba la cilindrada fiscal mediante una fórmula diferente, siguiendo la normativa StVZO:

d = diámetro del cilindro en mm. redondeado a la baja hasta el medio mm.
h = carrera del pistón en mm. redondeado a la baja hasta el medio mm.

Relación de compresión (motores)

La relación de compresión en un motor de combustión interna es el número que permite medir la proporción en que se ha comprimido la mezcla de aire-combustible (Motor Otto ) o el aire (Motor Diésel) dentro de la cámara de combustión de un cilindro. Para calcular su valor teórico se utiliza la fórmula siguiente:

donde

• d = diámetro del cilindro
• s = carrera del pistón desde el punto muerto superior hasta el punto muerto inferior
• Vc = volumen de la cámara de combustión.
• RC = es la relación de compresión y es adimensional.

Efecto sobre el ciclo del motor

Artículo principal: Rendimiento térmico

Se demuestra que la relación de compresión define el rendimiento térmico del motor de combustión interna , es decir el grado de aprovechamiento de la energía del combustible. En los motores de ciclo Otto el rendimiento aumenta al aumentar la compresión, ventaja cuya aplicación se ve limitada por el encendido espontáneo de la mezcla o Detonación (motor alternativo). En los motores de ciclo diesel debido a la relación de compresión, normalmente en un rango doble del motor Otto, el rendimiento térmico es mayor por este motivo.