Carrera Mecanica Automotriz

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QUE ES EL TORQUE
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Casi siempre, en las notas y fichas técnicas de los autos encontraremos las palabras “torque” y “potencia” ambas representan dos medidas distintas: una la fuerza y la otra la rapidez, para decirlo de una manera simple.

 

Que es el torque?

La potencia de un auto se mide en caballos de fuerza ( HP) lo que es importante, pero en el tráfico normal juega un papel secundario. Mucho más importante es el torque que proporciona un empuje poderoso aún a bajas revoluciones.

Por ejemplo: dos autos del mismo modelo y motores diferentes están detenidos frente al semáforo. Uno desarrolla una potencia de 170 HP, el otro sólo 150 HP.

El semáforo cambia a verde, los dos conductores aceleran. ¿Cuál auto atraviesa más rápido el cruce? ¿Será el que tiene más caballos de fuerza?

Para responder esta pregunta, primero debemos saber que es el “torque”
Técnicamente es la fuerza aplicada en una palanca que hace rotar alguna cosa. 
Por ejemplo, si aplicamos fuerza en el extremo de una llave para apretar una tuerca esa fuerza la llamamos torque. La velocidad con la que, una vez floja la tuerca, logremos hacer girar la llave, eso es la potencia.

Aplicado a los motores de autos: al generarse la explosión en la cámara de combustión, la presión de la explosión empuja al pistón hacia abajo y esa fuerza con la que baja y transmite al cigueñal es llamada “torque”

 

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El valor del par depende del radio de acción de la fuerza (brazo). La mayor o menor torsión que genera una fuerza, depende de la distancia al punto de pivote. A mayor brazo mayor par.

El par o torque es un número que expresa el valor de la fuerza de torsión. Se expresa en kilos x metros. Es decir, si ejercemos una fuerza de 1 kilo con un un brazo de 1 metro el torque o par será de 1 kilo x metro (1 kilográmetro).

En un motor de pistones la capacidad de ejercer fuerza de torsión es limitada. Depende de la fuerza de expansión máxima que logran los gases en el cilindro. El torque máximo se consigue cuando el rendimiento volumétrico es máximo y por lo tanto, se dispone de mayor temperatura para expandir los gases.

El punto decisivo: el número HP especificado en un vehículo es más bien un valor numérico teórico que se alcanza sólo acelerando a fondo y a un número determinado de revoluciones, el llamado número de revoluciones nominal.

Sin embargo, éste es tan alto que muy pocas veces es aprovechado por el conductor común y corriente. La mayor parte del tiempo, el auto se mueve a bajo y medio régimen de revoluciones.

 

Fuerza por longitud

Para entender cómo surge el torque en un motor de combustión vamos a analizar el mecanismo de pedales de una bicicleta.

 

BICI

 

Sería la fuerza del pié sobre el pedal que hace girar al eje. Entonces: 2 ciclistas en bicicletas iguales, el que mayor fuerza aplique sobre el pedal obtendrá más torque.
Una vez que la bicicleta tome velocidad, la velocidad de los giros impulsados por las piernas de los ciclistas darán lo que llamamos potencia.

En un motor funcionan de la siguiente manera: la explosión del combustible en el cilindro genera la fuerza que actúa a través de pistones y biela sobre el cigüeñal.
En este caso, el torque es el producto de la fuerza del pistón y la longitud de eje del cigüeñal.

 

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Durante el funcionamiento del motor, la longitud del cigüeñal es siempre la misma, no así la fuerza del pistón (para el caso del ciclista, la fuerza que aplique sobre el pedal) que varía dependiendo de las revoluciones del motor. A un régimen de revoluciones muy bajas, la fuerza de combustión de la explosión todavía es muy débil y, por lo tanto, el torque es pequeño.

Como el motor es sometido a poco esfuerzo, llega poca mezcla de combustible-aire a los cilindros. Sin embargo, a mayores revoluciones – el conductor acelera, llegando más combustible a los cilindros – aumenta la presión de combustión y, por ende, también el torque.

A un determinado régimen de revoluciones del motor se alcanza la mayor presión de combustión y, por lo tanto, el torque máximo. En este punto resultan óptimos el intercambio de gases, la formación de mezcla y la combustión. Este es el valor numérico que se especifica en los datos técnicos del vehículo junto con el respectivo número de revoluciones. Por ejemplo: 310 Newton/metro a 2.500 rpm. Sin embargo, si el número de revoluciones sigue aumentando – es decir, se acelera más – vuelve a disminuir el torque. Esto se debe a que ya no hay suficiente tiempo para crear una presión de combustión elevada en el cilindro; el motor sencillamente gira demasiado rápido. Por lo tanto, desmejoran los parámetros de intercambio de gases, formación de mezcla y combustión.

La regla de oro es: cuanto más alto sea el torque máximo y más bajo el número de revoluciones del motor al que se alcanza, tanta más fuerza de empuje tendrá el auto.

El motor se comporta más “elástico”, pudiéndose concluir que el torque es más importante para el desplazamiento del vehículo que la potencia.

Un vistazo al funcionamiento de la antigua locomotora a vapor explica esto: cuando la locomotora se pone en marcha, la máxima presión de vapor actúa sobre el pistón y el torque llega al máximo. En cambio el rendimiento – el producto del trabajo realizado y el tiempo – es igual a cero. El enorme torque permite, por lo tanto, que este pesado “monstruo de acero” se ponga en movimiento haciendo girar las ruedas. Esto es similar en el auto: cuanto más elevado sea el torque de un motor, tanto más empuje desarrolla durante la aceleración.

Si el torque máximo se alcanza a bajas revoluciones, el auto se considera “dinámico” y se puede conducir con pocos cambios de velocidad.

Esto no sólo es muy agradable, sino también redunda en un ahorro de combustible, ya que el motor a este régimen funciona con óptima combustión.

Los conductores avezados, que conocen esto, conducen sus vehículos a revoluciones bajas y medias.

 

Relación de torque y potencia

La elasticidad de un motor se puede comprobar, especialmente cuando se conduce en pendientes hacia arriba. Que es lo que pasa?:  aumenta la resistencia a la traslación que el vehículo tiene que vencer. Esto significa que la velocidad y el número de revoluciones disminuyen y, a su vez, el rendimiento del motor. Sin embargo, al principio el torque no varía y hasta puede aumentar. Si no sigue bajando el número de revoluciones se puede vencer la pendiente sin necesidad de cambiar la velocidad. Sólo cuando el número de revoluciones está por debajo del torque máximo es que se debe cambiar la velocidad (bajando uno o dos cambios)y así poder alcanzar de nuevo el rango de rendimiento óptimo del motor y obtener los mejores valores de consumo.

La caja de cambios actúa entonces como una especie de convertidor de torque que aumenta el número de revoluciones, proporcionando de nuevo al motor un empuje vigoroso.

otro ejemplo: Cuando se lleva un trailer de remolque, se experimenta rápidamente lo importante que es el torque. Contar con muchos caballos de fuerza no es suficiente para llegar a la cima y, además, sólo en pocas ocasiones se puede ir por el carril rápido.

Tan importante como tener un torque elevado a bajas revoluciones es el desarrollo del torque. Esto quiere decir, durante cuánto tiempo se mantiene el torque elevado dependiendo de las revoluciones. Esto está representado en la curva de potencia y torque

 

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En base a las líneas trazadas se puede determinar el comportamiento del vehículo:

¿Tiene el motor un buen régimen de giro?

¿Tiene un despliegue de fuerza constante?

¿Tiene, en especial, fuerza de empuje?

Interesante resulta la comparación de un motor turbo-diesel y un motor naftero; mientras que el motor turbo-diesel alcanza su torque máximo muy pronto, en el motor naftero ocurre en el régimen a altas revoluciones.

La turbocompresión del diesel incrementa el grado de llenado en el cilindro, especialmente a bajas revoluciones. Por consiguiente, sube la presión de combustión y, también el torque. De ello se infiere que un motor diesel moderno, por lo general, se maneja más cómodamente, desarrolla una mayor aceleración a muy bajas revoluciones y requiere menos cambios de velocidades; esto permite que se deslice relajadamente por el flujo vehicular.

Por supuesto seria ideal si desde las revoluciones en ralentí hasta las revoluciones máximas hubiera también un torque elevado. Justamente ésta ha sido siempre la meta más importante de los ingenieros de motores. Ellos buscan acercarse a este concepto ideal incorporando controles de válvulas variables, turbocompresores con aletas ajustables, colectores de admisión variables, cuatro válvulas por cilindro y una ingeniosa electrónica digital en el motor.

Qué tan cerca está el deseo de la realidad?: lo demuestran los candidatos mencionados al principio, detenidos en la esquina del semáforo: mientras que el Audi A6 equipado con motor naftero de 170 HP desarrolla un torque máximo de 230 Newton/metro a 3.200 rpm, el motor turbodiesel de inyección directa (TDI) de 155 HP desarrolla un máximo de 310 Newton/metro a 1.400 rpm. El resultado: sin arranque a la “Schumi” a altas revoluciones el motor naftero no tiene chance; con toda facilidad, el A6 TDI deja atrás alnaftero en el cruce.

Todo es cuestión de torque. Por otra parte y en descargo del motor naftero del A6, debemos mencionar que comparado con el diesel, seduce por su suavidad de marcha y su motor silencioso.

 

nuestro objetivo en estas notas es poder explicar de forma simple y genérica, que son y cómo funcionan  las distintas partes de un vehículo. Tratamos de no utilizar términos técnicos ya que no están pensados para los expertos sino para ayudar a todos aquellos que no tienen mayores conocimientos sobre mecánica automotriz . fuente:fierrosclasicos



Creado 2015-11-11 10:23:38
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