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¿Por qué los motores diésel grandes y los motores de los coches de carreras tienen potencias tan diferentes?

¿Por qué los motores diésel grandes y los motores de los coches de carreras tienen potencias tan diferentes?

Primero respondamos la pregunta y luego veamos por qué el mundo funciona de esa manera.

La respuesta a su pregunta tiene que ver con cómo están diseñados los dos motores. Su motor diésel de 11 litros tiene una larga vida útil. soplar. Esto significa que el pistón recorre una distancia relativamente larga hacia arriba y hacia abajo en su cilindro en cada ciclo. Un motor de carreras, por otro lado, tiene una carrera corta. El pistón de un motor de carreras tiene un diámetro grande para el tamaño del motor y se mueve hacia arriba y hacia abajo una distancia relativamente corta con cada ciclo. Esto significa que el motor de un coche de carreras puede funcionar mucho más rápido, hasta 15.000 rpm en un motor Champ Car, pero tiene un par relativamente pequeño. Un motor diésel grande generalmente no puede superar las 2.000 rpm, pero tiene un par enorme debido a la carrera larga. El par es lo que permite a su motor tirar de una carga enorme cuesta arriba.

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Entonces, ¿por qué un motor con un par alto y una velocidad máxima baja obtiene tan poca potencia? Si ha leído el artículo titulado Cómo funciona la potencia, sabrá que la potencia equivale a 33.000 libras-pie de trabajo por minuto. Con esta medida, un caballo puede levantar 33 libras 1000 pies verticales en un minuto, o 330 libras 100 pies en un minuto, o 3300 libras 10 pies en un minuto y así sucesivamente.

Lo que un motor produce naturalmente, sin embargo, es Pareja. Piense en un pistón en un motor de gasolina. Cuando la gasolina se enciende, empuja el pistón y el pistón presiona el cigüeñal, lo que hace que gire. El cigüeñal siente varios pies-libras de torque en el proceso. Hay tres variables que afectan a la pareja:

  • El tamaño de la cara del pistón
  • La cantidad de presión que el combustible encendido aplica a la cara del pistón
  • La distancia recorrida por el pistón en cada carrera (de ahí el diámetro del cigüeñal). Cuanto mayor sea el diámetro del cigüeñal, mayor será el brazo de palanca y, por tanto, mayor será el par.

Existe una relación directa entre potencia y par. Puede convertir el par en potencia con la siguiente ecuación:

HP = Torque * RPM / 5,252

Por cierto, ese número de 5.252 proviene de dividir 33.000 por (2 * pi). Imagínese tomar 33.000 libras-pie y caminar en círculos en lugar de en línea recta. Por ejemplo, si tomó un mástil de 3 metros y lo unió a un eje vertical, la circunferencia de su círculo es:

circunferencia = 10 * 2 * pies = 62,8 pies

Se puede ver en la ecuación de potencia que los valores altos de RPM promueven la potencia. Si toma un motor con algo de par y lo opera a velocidades muy altas, puede generar mucha potencia, incluso si su par no ha cambiado en absoluto. Un motor de carreras puede producir un par relativamente bajo, pero debido a que puede girar tan alto, obtiene una potencia excelente. Un motor diesel grande tiene un par enorme, pero “no se respeta” en términos de potencia porque nunca puede superar las 2.000 rpm. Esto “tiene sentido”: si dos motores producen el mismo par, el que puede hacerlo varias veces por minuto trabaja más y por lo tanto tiene más potencia.

La diferencia de velocidad máxima también explica por qué los camiones necesitan tantas velocidades. El motor de un coche de carreras puede funcionar al ralentí a 1.000 rpm y acelerar a 15.000 rpm, un multiplicador de 15. Un diésel grande puede tener un multiplicador de solo 2 o 3. Porque el rango de RPM entre ralentí y máximo es tan pequeño en un diésel que debe tener muchas velocidades diferentes para mantener el motor en su rango productivo de revoluciones a cualquier velocidad.

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