Curvas del Motor en los Tractores. Como son y para qué sirven
Este artículo está dedicado a las curvas de los motores de los tractores. El funcionamiento del motor viene definido por diferentes curvas, en las que se determinan las características y rendimientos del mismo.
¿Cómo son las curvas de los motores de los tractores?
En la imagen podemos ver una figura con varias curvas de funcionamiento del motor de un tractor. En este ejemplo se trata de un tractor New Holland T4.115, ensayado en la estación de mecánica agrícola DISTAL, de la Universidad de Bolonia, en Italia.
¿Para qué sirven las curvas del motor?
Con estas curvas del motor podemos visualizar, en una sola figura, el consumo de combustible, el par motor y la potencia, a distintas revoluciones. Lo que en España se denomina par motor, en otros países de habla hispana se conoce como torque motor.
Existen diversas aplicaciones en el uso de las curvas características de un motor:
- Proporcionar al usuario información sobre el funcionamiento dentro de un rango de operación.
- Evaluar la idoneidad de un motor para una determinada aplicación.
- Comparar distintos motores entre sí.
Todas estas aplicaciones y muchas más nos ayudan a elegir el tractor que más se adapte a nuestras necesidades.
Para determinar las curvas características del motor tomamos como base de cálculo el régimen de giro del motor (n), el consumo específico (Cs), la potencia (N) y el par motor o torque motor (M). Siendo posible la obtención de éstas dos últimas por medio de ensayos, en concreto con el freno dinamométrico. Posteriormente, con estos datos se conoce el consumo horario (cantidad de combustible consumida en la unidad de tiempo, (L/h).
¿Qué es el par motor?
Entendemos como par motor o torque motor (M) el producto de una fuerza por una distancia. Esto es, la fuerza que genera la combustión de los gases sobre los pistones por el recorrido que experimenta éste, y que es transmitido al cigüeñal por medio de la biela. El par motor o torque se mide en Newtons por metro (Nm).
Así mismo el motor desarrolla una potencia (Watios) que es producto del par motor por la velocidad angular, w (rad/s).
Fórmula para calcular la potencia de un motor
Vamos a ver cómo se hace el cálculo de la potencia de un motor a partir del par motor, en Newtons por metro (NM) y del régimen de giro (n), en revoluciones por minuto (rpm):
Potencia (W)=Par (Nm)x 2πn/60 (rpm)
¿Qué es el consumo específico del motor?
El consumo específico Cs ( g/kWh) se puede definir como la cantidad de combustible consumida por la potencia desarrollada por el motor, o lo que es lo mismo, toda la energía de la que se dispone para producir trabajo. Este parámetro es de gran importancia pues ayuda a conocer el rendimiento del equipo a estudio, es decir, relaciona la energía obtenida en función de la energía consumida.
Buscaremos por tanto el máximo rendimiento posible, teniendo en cuenta que éste será mayor cuanto menor sea el consumo específico.
La elección del punto óptimo de funcionamiento implicará un equilibrio adecuado al tipo de trabajo que se pretenda realizar.
Por ejemplo, si la tarea a realizar fuese muy uniforme en cuanto a demanda de potencia se podrá elegir una marcha más larga y el motor llevará un régimen de giro bajo.
Sin embargo, si se prevén oscilaciones de carga, se utilizará una marcha más corta, en la que la velocidad de giro del motor, la potencia máxima y la reserva de potencia son mayores, con una elevación de consumo de combustible.
Un motor no debe hacerse trabajar en condiciones extremas (máximo régimen), tan solo en periodos muy cortos de tiempo.
Curvas de isopotencia y de isoconsumo
En este otro tipo de figura con curvas del motor vemos que en el eje de ordenadas (eje vertical) de la figura se representan los valores de potencia y los valores del par motor; estos valores están representados en porcentajes. En el eje de abscisas (eje horizontal) se representa el régimen de giro, en revoluciones por minuto (rpm).
Las curvas de isopotencia son las que representan puntos que tienen la misma potencia. Y las curvas que representan puntos con el mismo consumo, se denominan curvas de isoconsumo.
Observando las curvas podemos contemplar como la potencia aumenta con las revoluciones hasta un valor máximo, a partir del cual disminuye, pero el aumento no es directamente proporcional al número de revoluciones, ya que influyen otros factores como la presión en el pistón y el consumo específico. Así mismo, el par motor va aumentando hasta el punto de par máximo y luego disminuye.
¿Dónde puedo encontrar las curvas de isopotencia e isoconsumo del motor de mi tractor?
Actualmente los fabricantes de motores no suelen proporcionar esta información. Hace años si era posible ver como eran estas curvas que indican como se comporta el motor a distintas revoluciones, pero actualmente está información está muy restringida y pocas personas tienen acceso a ella.
Valores nominales
Es habitual en las figuras de curvas del motor que algunos parámetros lleven el «apellido» de nominal, como por ejemplo velocidad de giro nominal, potencia nominal o par motor nominal.
Se denominan nominales a aquellos puntos que se obtienen durante el ensayo del motor cuando el regulador ha dejado de actuar.
El regulador es un elemento del motor, que se encuentra en la bomba de inyección. Su función es impedir que el motor llegue a un número tan alto de revoluciones que produzca daños en dicho motor. Es decir, el regulador se encarga de proteger el motor para que no se revolucione en exceso.
El regulador funciona en un determinado rango de revoluciones previamente establecido. La velocidad de giro del motor (revoluciones, régimen) a la que el regulador deja de actuar se denomina velocidad nominal, el par motor a esa velocidad se denomina par motor nominal, y la potencia a esa velocidad se denomina potencia nominal.
Revisado por: Prof. Dr. Luis Ruiz García el 15/02/2023