OPTIMIZACIÓN DEL RENDIMIENTO DEL VEHÍCULO
A COMPARACION DE MOTORES
Para que un motor sea mejor que otro u otros, debe ser mas: FUERTE.- Osea, que su Par sea mayor.
POTENTE.- Es decir, que pueda realizar más trabajo por unidad de tiempo. ECONÓMICO- Que comparativamente su Consumo de Combustible sea menor.
Veamos dos métodos de evaluación:
a. Calculando el Consumo Específico de Combustible de los Motores, independientemente del vehículo.
Fórmula: 1000 G
ge = --- (gr/CV.h) ---(7) Ne
donde : G = Consumo horario (balanza milimétrica) Kg/h. Ne = Potencia efectiva, CV.
Para determinar ge se hace la Prueba de Consumo, para lo cual se debe contar con el equipo necesario y la Característica del Motor.
La frecuencia de rotación (n, RPM) se registra con Tacómetro.
EJEMPLO:
Después de haber realizado la Prueba de Consumo durante una hora, se obtuvieron los siguientes datos:
MOTOR A: G =12.60 Kg (o 17.26 lit, o 4.56 G1) MOTOR B : G = 12.47 Kg (o 17.03 lit, o 4.52 G1)
Aplicando la fórmula: 1000 x 12.60 MOTOR A : ge = --- = 210 gr/CV.h 60 1000 x 12.47 MOTOR B : ge = --- = 215 gr/CV.h 58
MEJOR : Motor A, por que en cada hora, por cada CV, consume 5 gr menos que el Motor B.
EI comparativo mayor ge del Motor B puede ser a que éste, aparte de sus funciones vitales o indispensables, cuando trabaja el Motor complectado al vehículo es fuente de energía para:
aire acondicionado.
mando hidráulico de la dirección. turboembrague.
Que también son factores disminuyentes de la Potencia del Motor. Defectos de diseño o fabricación pueden también contribuir a ello.
b- Unificando los parámetros más representativos con el fin de obtener un resultado numérico.
Una forma de comparar numéricamente es sumando algebraicamente Ios parámetros, multiplicando éstos por coeficientes, por ejemplo en un rango de cero a dos.
Los parámetros que pueden ser considerados como Ios más representativos son:
Par Motor, M (Kgf.m)
Potencia efectiva, Ne (CV) Consumo especifico de combustible, ge (gr/CV.h)
Masa, m (Kg)
La suma algebraica de estos parámetros dará un resultado adimensional que será asignado por puntos.
Para ello se asignarán coeficientes de tal modo que se podrá suprimir toda y cada una de las unidades de Ios parámetros correspondientes.
Los valores de Ios coeficientes teniendo en cuenta la magnitud de su importancia serían:
* Coeficiente del Par, CM. = 2.0 / K.gf.m * Coeficiente de Potencia, CNe.= 1.8 / CV * Coeficiente del Consumo específico de
Combustible Cge = - 0.3 CV. h/gr * Coeficiente de Masa, Cm = - 0.1 / Kg
Los valores de los coeficientes son resultado de pruebas de cálculo efectuado de sobre diversos tipos de, Motor existentes en el Mercado Mundial.
FUNDAMENTO:
El Motor debe tener buen Par para poder adaptarse y superar la sobrecarga; aparte que el máximo valor del Par se efectúa a menos RPM que la correspondiente a la Potencia Máxima, lo que significará mejor aprovechamiento del combustible (al régimen del Par máximo).
Un valor elevado de ge significa que el consumo de combustible es excesivo respecto a la Potencia que el Motor debiera desarrollar.
La masa del Motor es un factor que también deberá tomarse en cuenta, más aún si se compararía Motores Otto con Motores Diesel.
FORMULA :
M.Cr1 + Ne.CNe, - ge.Cge - m.Cm ---(8) EJEMPLO :
MOTOR A : 9.1x 2.0+60 x l.8 – 210 x 0.3 – 110 x 0.1= 52.2 MOTOR B : 8.8x2.0 + 5Bx1.8 – 215 x 0.3 – 105 x 0.1 = 47.0 MEJOR : Motor A. Su ventaja sobre el Motor B es 5.2 puntos.
Este método aparte de determinar cuantitativamente la ventaja de un motor -ya sea el otro de su mismo principio de funcionamiento o de principio diferente (Diesel vs. Otto, segundo caso)- nos permitiría establecer hasta que punto el Diesel puede dentro de la factibilidad técnica completar un vehículo liviano. Este punto, al comparar un Diesel con Otto llegaría cuando la diferencia de los resultados sería CERO. Si desde este punto seria factible sustituir al Otto por el Diesel, se deberá considerar la resistencia del chasis (soportes del Motor), así como la capacidad del sistema de amortiguación y suspensión.
La limitaciones del Diesel son su masa y volumen. NOTA:
Si no hubiera información sobre, ge y/o m. no incluir en la fórmula, aunque no sería la solución más correcta; en todo caso, si se aplicara esta modalidad o variante, la ventaja del mejor sería bastante relativa.
B. COMPARACION DE VEHICULOS.
1. Cálculo de la Diferencia de los ge, relacionados al trabajo del Motor vinculado al vehículo.-
Aunque este ge figura en Ios datos que algunas firmas incluyen en su Catálago, es importante saber cómo éste se calcula y de qué parámetros depende.
Este tratamiento nos permite efectuar un análisis fundamentado de Ios fenómenos que influyen sobre Q.
FORMULA : ge = 10 Q V ɣ (gr/CV.h) Ne EJEMPLO : VEHICULO A : ge = 213 VEHICULO B : ge = 220
MEJOR: Vehículo A, con un ventaja de 7 gr/CV.h.
Comúnmente, el estudio y la determinación de ge se realiza bajo las condiciones de desplazamiento uniforme, con la marcha directa, teniendo disposición horizontal el camino, entre otras. Bajo las citadas condiciones se calcula Ne (aunque, esta es información que el fabricante debe dar):
……… (9)
PΨ+W : Factor que representa a los elementos, resistivos, tales como el tipo de
camino y fuerza del aire que se opone desplazamiento del vehículo, Kgf.
η
tr : Rendimiento de la transmisión. Reemplazando en la fórmula, anterior:Como se puede observar, éste ge será siempre mayor que el ge del Motor solo. Esto se debe a la influencia de Q y
η
tr vinculados íntimamente a la carga, resistencias y pérdidas inevitables, como el del sistema de transmisión.De otro lado, sobre Q y Pφ+W influyen considerablemente:
La habilidad y grado de preparación del conductor. Las condiciones topográficas como:
- Traficabilidad.
- Estado, configuración y disposición del camino - Grado de congestionamiento del tránsito. Presencia de lluvia y viento.
Temperatura y altura del medio ambiente. Aerodinamismo del vehículo.
2. Cálculo de la economía obtenida al utilizar el vehículo elegido adecuadamente.- Para hacer este cálculo consideraremos que los vehículos han de recorrer en promedio 100000 Km.
La información de entrada necesaria para realizar cálculo se presenta en el siguiente cuadro:
CUADRO N° 5