Cómo calcular la potencia de un motor con una fórmula súper simple
Hoy vamos a hablar del tema que todo el mundo pregunta siempre de forma reiterada, no solo una vez, no solamente tres veces, sino 1000 veces por semana. La potencia del motor, potencia máxima y la curva de potencia máxima. Pero para hacerlo un poco más interesante, no vamos a hablar de la potencia o la curva de potencia máxima, sino que vamos a ver una fórmula muy pero muy sencilla para poder calcularla.
Pues al fin y al cabo lo que nos gusta a todos es poder un poco calcular, poder ver qué es lo que podemos modificar para aumentar nuestra potencia. Así que hoy nos vamos a encargar de eso. Y para arrancar este tema, lo primero que tenemos que decir es potencia máxima o la curva de potencia máxima de un motor no es simplemente un número como todos quieren hacerse entender o decirlo o tratar de expresarlo, sino que es mucho más que un simple valor o una simple curva. Y para poder entender eso, lo primero que vamos a hacer es distinguir un poco dos tipos de motores.
Vamos a hablar siempre de motores de combustión interna y la diferencia que vamos a marcar es entre motores aspirados y sobrealimentados. Un motor aspirado es aquel que el aire ingresa al cilindro, ingresa al motor por diferencia de presión. Es decir, cuando nuestro pistón baja a lo largo del del cilindro, va a aspirar aire. Ese aire va a pasar del medio ambiente a través del filtro, a través de la de la válvula de admisión, va a ingresar en nuestro cilindro.
Eso es lo que nosotros llamamos un motor aspirado. Mientras que por otro lado tenemos motores que son sobrealimentados, es decir, que nosotros la forma de poner o de meter aire en el cilindro del motor no va a ser por diferencia de presión, sino que vamos a tener un elemento, un mecanismo, un sistema que va a meter el aire a la fuerza, a presión. Esto puede ser un turbocompresor, como todos conocen.
El turbocompresor no es ni más ni menos que una turbina que es movida por los gases del escape. Es decir, cuando los gases del escape salen del de la cámara de combustión o salen del cilindro, en el múltiple de escape se van a encontrar con esa turbina y al salir la van a hacer girar. En ese movimiento de giro de la turbina le van a entregar energía y esa turbina va a entregar esa energía a un compresor que lo que va a hacer es comprimir el aire del medio ambiente y meterlo a presión en el cilindro. Es por eso se llama turbocompresor. Y la otra forma de sobrealimentación es también por un compresor mecánico.
En vez de tener una turbina que utiliza los gases del escape, simplemente sacamos parte de la energía generada por nuestro motor. Por medio de una polea, hacemos girar un compresor y ese compresor mete aire a presión en el cilindro. Son nuestras dos alternativas, turbocompresores o simplemente compresores. Pero hoy nos vamos a dedicar exclusivamente a los motores aspirados. Los turbocompresores los vamos a dejar de lado y ya ahora vas a entender por qué. Y obviamente para arrancar este tema, como siempre les digo, vamos a necesitar libros. La mejor fuente de conocimiento son los libros. Este es bastante viejo.
Esta edición es de 1986, así que bastante bastante antiguo. De todas formas, lo que encontramos acá vale oro y no tiene desperdicio a pesar del tiempo que pasó, porque vamos a lo básico. Así que si nos vamos a la página 53, vamos a tener acá un poco todo lo relacionado a la cámara de combustión y al cilindro del motor. Así que lo primero que vamos a hacer es esquizar lo que nosotros hacemos con el cilindro y un poco la cilindrada. Es decir, en primer lugar vamos a tener que dibujar nuestro cilindro. En este cilindro vamos a tener las válvulas de admisión y de escape.
Y dentro de este cilindro vamos a poner el pistón. Y este pistón se va a desplazar del punto muerto superior al punto muerto inferior. Y lo vamos a poder diagramar nosotros de esta manera. Vamos a trazar una línea en el punto muerto superior como para marcar bien el rango en el cual se desplaza nuestro pistón, que va a ser algo así. Nosotros acá vamos a poder identificar varias cosas. En primer lugar, el volumen de nuestro cilindro, que es BH minúscula. Después vamos a tener el diámetro del cilindro, que ahora que lo simplificamos, vamos a hacer de cuenta que el diámetro del pistón es igual al diámetro del cilindro.
Hay una pequeña diferencia, pero ahora como para hacer algo todavía más sencillo y más básico, vamos a hacer que sea igual. Y obviamente cuando el pistón se desplaza del punto muerto superior al punto muerto inferior, lo que vamos a determinar es la carrera, que la vamos a llamar s. Ahora que tenemos ya todas estas cosas determinadas, nosotros vamos a esquematizar nuestro volumen del cilindro. Sí que lo vamos a pensar como si fuese realmente un cilindro normal con un diámetro D y una carrera S. Acá en un primer momento lo teníamos en una forma en 2D y aquí en 3D vemos que el diámetro y la carrera forman realmente un volumen.
Entonces, obviamente el volumen de nuestro cilindro BH minúscula no va a ser ni más ni menos que la superficie del círculo. Pi por diámetro al cuadrado sobre 4. También lo pueden escribir como pi* radio al cuadrado. Simplemente me gusta más expresarlo así, pues ya tenemos la dimensión D, que es nuestro diámetro, y no tenemos que andar jugando con diámetro y radio. Y esto que simboliza nuestra superficie del círculo, si lo multiplicamos por la carrera, nos va a dar el volumen. Es decir, esto lo multiplicamos por ese. Y este volumen del cilindro no es ni más ni menos que esa superficie del círculo, como habíamos dicho, por la carrera, es decir, A por S. A es el área de nuestro pistón, ¿sí? o el área de nuestro cilindro, pero esto es nada más que un solo cilindro.
En realidad, nuestro motor tiene varios cilindros, varía. Hay motores de un cilindro, de dos, de tres, de cuatro, de 5, 6, 8, 12, lo que quieras. Así que acá la cilindrada va a ser en realidad la suma del volumen de cada uno de los cilindros. Es decir, que nuestra cilindrada es el volumen del cilindro multiplicado por la cantidad de cilindros que tenemos. Entonces, BH mayúscula es la cilindrada de nuestro motor. VH minúscula es la cilindrada o el volumen de un cilindro y Z es el número de cilindros. Esta forma la vamos a marcar bien porque es realmente muy importante. Ahora vamos a otra ecuación muy buena. En el mismo libro, estamos siempre en el mismo, pero si me voy a la página 58, voy a encontrar una fórmula de potencia. Exacto. Aquí está.
Y acá me está dando la fórmula de potencia. Me dice que la potencia es el área por la presión media indicada por la carrera, por el número de vueltas, por el número de cilindros dividido 12,000. Así que si nosotros escribimos esto en nuestro papel, nos va a quedar algo como
