Guía Completa sobre Ensayos de Motores: Tipos, Pruebas y Componentes Clave

Ensayos de Motores: Tipos, Pruebas y Componentes Clave

Los ensayos de motores son cruciales para evaluar su rendimiento, fiabilidad y cumplimiento de normativas. A continuación, se describen los diferentes tipos de ensayos y las pruebas más comunes realizadas.

Tipos de Ensayos

• De investigación: Investigan nuevos tipos de motores y combustibles.
• De producción: Comprueban las prestaciones del motor y la durabilidad de sus componentes.
• De homologación: Deben cumplir con los estándares de organismos de comercialización (DIN, SAE, ISO).
• De recepción: Verifican las prestaciones del motor.

Pruebas Comunes en Ensayos

• De potencia: Se obtiene la presión media efectiva, el par motor, la potencia y el consumo.
• De emisiones contaminantes: Se ajustan parámetros para reducir las emisiones.
• De fiabilidad: Se evalúa la durabilidad de los componentes del motor.
• De ruidos y vibraciones: Se mide y controla el nivel de vibración para evitar la degradación o rotura de elementos.

Componentes del Banco de Ensayo

Un banco de ensayo típico incluye:

• Celda de ensayo
• Sala de control
• Cimentación
• Bancada
• Motor de ensayo
• Freno dinamométrico
• Transmisión
• Redes de agua
• Sistema de aspiración de gases de escape
• Sistema de presurización de admisión
• Sistema de climatización
• Unidad de control del motor
• Rack de control
• Equipo informático

Conceptos Clave

Par Motor

El par motor (M) es el producto de una fuerza (F) que actúa perpendicularmente sobre un objeto que puede girar alrededor de un eje a una distancia (d): M = F x d

Descomposición de la Fuerza

• Fn: Fuerza normal, perpendicular a la superficie del cilindro, causa pérdida de potencia por rozamiento y desgaste.
• Fb: Descomposición de la fuerza F a lo largo de la biela.
• Fe: Fuerza centrífuga en la dirección del radio de la manivela.
• Ft: Fuerza tangencial, perpendicular al radio de giro.

Frenos

Tipos de frenos utilizados en ensayos:

• Frenos de fricción (o freno de Pony)
• Freno hidráulico (o freno Froude)
• Freno eléctrico

Potencia

La potencia (N) es el trabajo (W) realizado por unidad de tiempo (t): N = W / t

Presión Media Efectiva (PME)

Es el valor de la presión media en el cilindro a lo largo del ciclo: Pme = Ne / (V x n x i)

Dosado

Es la relación combustible-aire en la combustión:

• Dosado absoluto: Relación combustible-aire en cada momento.
• Dosado estequiométrico: Relación ideal para una reacción perfecta.
• Dosado relativo: Relación entre el dosado absoluto y el estequiométrico (Fr = F / Fe). Puede ser rico (13:1), estequiométrico (14.7:1) o pobre (16:1).

Consumo Específico

Es el gasto másico de combustible por kW de potencia entregada por hora. Se calcula mediante métodos volumétricos o gravimétricos.

Rendimiento Efectivo

Mide el grado de aprovechamiento del motor en relación al combustible empleado.

Elasticidad

Mide el aprovechamiento del motor según el régimen de giro, comparando la entrega de potencia a bajas y medias revoluciones con la entrega a altas revoluciones en condiciones de plena carga.