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Caballo de fuerza

El caballo de fuerza ( hp ) es una unidad de medida de potencia , o la velocidad a la que se realiza un trabajo , generalmente en referencia a la potencia de motores. Existen mu...

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El caballo de fuerza ( hp ) es una unidad de medida de potencia , o la velocidad a la que se realiza un trabajo , generalmente en referencia a la potencia de motores. Existen muchos estándares y tipos diferentes de caballos de fuerza. Dos definiciones comunes que se usan hoy en día son el caballo de fuerza imperial , abreviado hp o bhp , que es aproximadamente 745,7 vatios , y el caballo de fuerza métrico , también representado como cv o PS , que es aproximadamente 735,5 vatios . El caballo de fuerza eléctrico, hpE , es exactamente 746 vatios , mientras que el caballo de fuerza de caldera es 9809,5 o 9811 vatios, dependiendo del año exacto.

El término fue adoptado a finales del siglo XVIII por el ingeniero escocés James Watt para comparar la potencia de las máquinas de vapor con la de los caballos de tiro . Posteriormente se amplió para incluir la potencia de otras máquinas generadoras de energía, como motores de pistón , turbinas y motores eléctricos . [ 1 ] [ 2 ] La definición de la unidad variaba según las regiones geográficas. La mayoría de los países ahora utilizan la unidad SI vatio para medir la potencia. Con la implementación de la Directiva 80/181/CEE de la UE el 1 de enero de 2010, [ 3 ] el uso del caballo de fuerza en la UE solo está permitido como unidad suplementaria.

Historia

Un equipo de seis caballos cortando heno en East Lampeter Township, Pensilvania , EE. UU.

El desarrollo de la máquina de vapor proporcionó una razón para comparar el rendimiento de los caballos con el de las máquinas que podían reemplazarlos. En 1702, Thomas Savery escribió en The Miner's Friend : [ 4 ]

De modo que una máquina capaz de elevar tanta agua como dos caballos trabajando juntos simultáneamente en tal tarea, y para la cual se requieren constantemente diez o doce caballos, entonces, afirmo que dicha máquina puede ser lo suficientemente grande como para realizar el trabajo necesario empleando ocho, diez, quince o veinte caballos que deben mantenerse y mantenerse constantemente para tal labor.

Más tarde, James Watt utilizó esta idea para promocionar la máquina de vapor Watt , una versión mejorada de la máquina de vapor Newcomen . Anteriormente, Watt había acordado recibir regalías equivalentes a un tercio del ahorro en carbón derivado de las antiguas máquinas de vapor Newcomen. [ 5 ] Este sistema de regalías no funcionó con los clientes que no poseían máquinas de vapor y que, en su lugar, utilizaban caballos.

Watt determinó que un caballo podía hacer girar una rueda de molino 144 veces en una hora (o 2,4 veces por minuto). [ 6 ] La rueda tenía un radio de 12 pies (3,7 m) ; por lo tanto, el caballo recorría 2,4 × 2π × 12 pies en un minuto. Watt estimó que el caballo podía tirar con una fuerza de 180 libras-fuerza (800 N) . [ 7 ] Entonces:  

PAG=Wt=Fdt=180 lbf×2.4×2π×12 pie1 min=32.572 pie⋅lbfmin.{\displaystyle P={\frac {W}{t}}={\frac {Fd}{t}}={\frac {180~{\text{lbf}}\times 2.4\times 2\,\pi \times 12~{\text{ft}}}{1~{\text{min}}}}=32{,}572~{\frac {{\text{ft}}\cdot {\text{lbf}}}{\text{min}}}.}

En Engineering in History se relata que John Smeaton estimó inicialmente que un caballo podía producir 22 916 ft⋅lb (31 070 J) por minuto. [ 8 ] John Desaguliers había sugerido previamente 44 000 ft⋅lb (59 700 J) por minuto, y Thomas Tredgold sugirió 27 500 ft⋅lb (37 300 J) por minuto. «Watt descubrió mediante un experimento en 1782 que un " caballo de cervecería " podía producir 32 400 ft⋅lb [43 929 J] por minuto». [ 8 ] James Watt y Matthew Boulton estandarizaron esa cifra en 33 000 ft⋅lb (44 742,0 J) por minuto al año siguiente. [ 8 ]           

Según una leyenda popular, la unidad se creó cuando uno de los primeros clientes de Watt, un cervecero, exigió específicamente un motor que igualara la potencia de un caballo, y eligió el más fuerte que tenía, llevándolo al límite. En esa leyenda, Watt aceptó el reto y construyó una máquina que, de hecho, era incluso más potente que la lograda por el cervecero, y la potencia de esa máquina se convirtió en la medida en caballos de fuerza. [ 9 ]

En 1993, RD Stevenson y RJ Wassersug publicaron correspondencia en Nature resumiendo mediciones y cálculos de las tasas de trabajo máximas y sostenidas de un caballo. [ 10 ] Citando mediciones realizadas en la Feria Estatal de Iowa de 1925 , informaron que la potencia máxima durante unos segundos se ha medido en hasta 14,88 hp (11,10 kW) [ 11 ] y también observaron que para la actividad sostenida, una tasa de trabajo de aproximadamente 1 hp (0,75 kW) por caballo es consistente con los consejos agrícolas de los siglos XIX y XX y también consistente con una tasa de trabajo de aproximadamente cuatro veces la tasa basal gastada por otros vertebrados para la actividad sostenida. [ 10 ]    

Al considerar equipos impulsados ​​por energía humana , un ser humano sano puede producir aproximadamente 1,2 hp (0,89 kW) brevemente (ver órdenes de magnitud ) y mantener aproximadamente 0,1 hp (0,07 kW) indefinidamente; los atletas entrenados pueden manejar hasta aproximadamente 2,5 hp (2 kW) brevemente [ 12 ] y 0,35 hp (0,26 kW) durante un período de varias horas. [ 13 ] El velocista jamaicano Usain Bolt produjo un máximo de 3,5 hp (2,6 kW) a los 0,89 segundos de su récord mundial de sprint de 9,58 segundos en 100 metros (109,4 yardas) en 2009. [ 14 ]           

En 2023, un grupo de ingenieros modificó un dinamómetro para poder medir la potencia que puede producir un caballo. Este caballo registró una potencia de 5,7 hp (4,3 kW) . [ 15 ]  

Calculando potencia

Cuando el par motor T se expresa en libras-pie y la velocidad de rotación N en rpm , la potencia resultante en caballos de fuerza es

{PAG}hpag={T}Ft⋅lbF{norte}rpagmetro5252.{\displaystyle \{P\}_{\mathrm {hp} }={\frac {\{T\}_{\mathrm {ft{\cdot }lbf} }\{N\}_{\mathrm {rpm} }}{5252}}.}[ 16 ]

La constante 5252 es el valor redondeado  de (33 000 ft⋅lbf/min)/(2π  rad/rev).

Cuando el par T está en pulgadas-libras,

{PAG}hpag={T}inorte⋅lbF{norte}rpagmetro63.025.{\displaystyle \{P\}_{\mathrm {hp} }={\frac {\{T\}_{\mathrm {in{\cdot }lbf} }\{N\}_{\mathrm {rpm} }}{63{,}025}}.}

La constante 63.025 es la aproximación de

33.000 pie⋅lbfmin×12 enpie2π rad≈63.025en⋅lbfmin.{\displaystyle 33{}000~{\frac {{\text{ft}}{\cdot }{\text{lbf}}}{\text{min}}}\times {\frac {12~{\frac {\text{in}}{\text{ft}}}}{2\pi ~{\text{rad}}}}\approx 63{}025{\frac {{\text{in}}{\cdot }{\text{lbf}}}{\text{min}}}.}

Definiciones

caballos de fuerza imperiales

Suponiendo que se utilice la tercera definición de gravedad estándar de la CGPM (1901, CR 70) , g n = 9,80665 m/s 2 , para definir la libra-fuerza, así como el kilogramo-fuerza, y la libra avoirdupois internacional (1959), un caballo de fuerza imperial es:

O dado que 1  hp = 550  ft⋅lbf/s, 1  ft = 0,3048  m, 1  lbf  ≈ 4,448  N, 1  J = 1  N⋅m, 1  W = 1  J/s: 1  hp ≈ 745,7  W

Potencia métrica (PS, KM, cv, hk, pk, k, ks, ch)

Se necesita un caballo de fuerza métrico para levantar 75 kilogramos a una altura de 1 metro en 1 segundo .   

Las distintas unidades utilizadas para indicar esta definición ( PS , KM , cv , hk , pk , k , ks y ch ) se traducen todas a caballos de fuerza en inglés. Los fabricantes británicos suelen mezclar caballos de fuerza métricos y mecánicos, dependiendo del origen del motor en cuestión. [ 17 ]

La norma DIN 66036 define un caballo de fuerza métrico (Pferdestärke, o PS) como la potencia necesaria para elevar una masa de 75 kilogramos contra la fuerza gravitatoria terrestre a lo largo de una distancia de un metro en un segundo: [ 18 ] 75  kg × 9,80665  m/s 2 × 1  m / 1  s = 75 kgf ⋅m/s = 1 PS. Esto equivale a 735,49875 W, o el 98,6 % de un caballo de fuerza imperial. En 1972, el PS fue reemplazado por el kilovatio como unidad oficial de medición de potencia en las directivas de la CEE. [ 19 ]   

Otros nombres para los caballos de fuerza métricos son el italiano cavallo vapore (cv) , el holandés paardenkracht (pk) , el francés cheval-vapeur (ch) , el español caballo de vapor y el portugués cavalo-vapor (cv) , el ruso лошадиная сила (л.  с.) , el sueco hästkraft (hk) , el danés y noruego hestekraft (hk) . el finlandés hevosvoima (hv) , el estonio hobujõud (hj) , el húngaro lóerő (LE) , el checo koňská síla y el eslovaco konská sila (k o ks ), el serbocroata konjska snaga (KS) , el búlgaro конска сила , el macedonio коњска сила (KC) , el polaco koń Mechanicalzny (KM) ( literalmente , ' caballo mecánico ' ), el esloveno konjska moč (KM) , el ucraniano кінська сила (к. с.) , el rumano cal-putere (CP) y el alemán Pferdestärke (PS) . 

En el siglo XIX, la Francia de la época revolucionaria tenía su propia unidad utilizada para reemplazar el cheval vapeur (caballo de fuerza); basada en un estándar de 100 kgf ⋅m/s, se llamaba poncelet y se abreviaba p .

potencia impositiva

La potencia fiscal es una clasificación no lineal de un vehículo de motor para fines fiscales. [ 20 ] Las clasificaciones de potencia fiscal estaban originalmente más o menos directamente relacionadas con las cilindradas del motor, pero, a partir del año 2000Muchos países han adoptado sistemas basados ​​en las emisiones de CO₂ , por lo que los sistemas actuales no son directamente comparables con los antiguos sistemas de impuestos sobre la potencia. El Citroën 2CV recibe su nombre de su clasificación fiscal francesa en caballos de fuerza, deux chevaux (2CV).

potencia eléctrica

Las placas de características de los motores eléctricos muestran la potencia de salida disponible en el eje, no la potencia eléctrica de entrada. Esta potencia de salida se suele indicar en vatios o kilovatios. En Estados Unidos, la potencia de salida se indica en caballos de fuerza. [ 21 ]

Potencia hidráulica

La potencia hidráulica puede ser la potencia disponible dentro de la maquinaria hidráulica o la potencia a través de la boquilla de fondo de pozo de una plataforma de perforación , [ 22 ] o puede utilizarse como una estimación de la potencia mecánica necesaria para generar un caudal hidráulico determinado.

Se puede calcular como [ 22 ]

potencia hidráulica=presión×caudal volumétrico1714,{\displaystyle {\text{potencia hidráulica}}={\frac {{\text{presión}}\times {\text{caudal volumétrico}}}{1714}},}

donde la presión se expresa en psi y el caudal en galones estadounidenses por minuto.

Las plataformas de perforación se impulsan mecánicamente mediante la rotación de la broca desde arriba. Sin embargo, todavía se necesita energía hidráulica, ya queSe requieren de 1500 a 5000  W para impulsar el lodo a través de la broca y eliminar la roca estéril. También se puede utilizar energía hidráulica adicional para accionar un motor de lodo de fondo de pozo para impulsar la perforación direccional . [ 22 ]

Al utilizar unidades del SI, la ecuación se vuelve coherente y no hay constante divisoria.

energía hidráulica=presión×caudal volumétrico{\displaystyle {\text{hydraulic power}}={\text{pressure}}\times {\text{volumetric flow rate}}}

donde la presión se expresa en pascales (Pa) y el caudal en metros cúbicos por segundo (m³ ) .

potencia de la caldera

La potencia de una caldera es su capacidad para suministrar vapor a una máquina de vapor y no es la misma unidad de potencia que la  definición de 550 ft⋅lb/s. Una potencia de caldera equivale a la tasa de energía térmica necesaria para evaporar 34,5 libras (15,6 kg) de agua dulce a 212 °F (100 °C) en una hora. En los inicios del uso del vapor, la potencia de la caldera era aproximadamente comparable a la potencia de las máquinas alimentadas por ella. [ 23 ]   

El término « caballo de fuerza de caldera» se desarrolló originalmente en la Exposición del Centenario de Filadelfia en 1876, donde se probaron las mejores máquinas de vapor de la época. El consumo promedio de vapor de esas máquinas (por caballo de fuerza de salida) se determinó como la evaporación de 14 kg de agua por hora, con agua de alimentación a 38 ° C y vapor saturado generado a 480 kPa . Esta definición original equivale a una potencia calorífica de caldera de 9,813 kW . Unos años más tarde, en 1884, la ASME redefinió la potencia de caldera como la potencia térmica equivalente a la evaporación de 15,6 kg de agua por hora a 100 ° C . Esto simplificó considerablemente las pruebas de calderas y permitió comparaciones más precisas entre las calderas de la época. Esta definición revisada equivale a una potencia calorífica de la caldera de 33 469 Btu/h (9,809 kW) . La práctica industrial actual consiste en definir la potencia de la caldera como una potencia térmica de 33 475 Btu/h (9,811 kW) , cifra muy cercana a las definiciones original y revisada.             

En Estados Unidos, la potencia de la caldera (en caballos de fuerza) se sigue utilizando para medir su rendimiento en la ingeniería de calderas industriales. La potencia de la caldera se abrevia como BHP , que también se usa en muchos lugares para simbolizar la potencia al freno.

Potencia de la barra de tiro

La potencia en la barra de tracción (dbp) es la potencia disponible de una locomotora para arrastrar un tren o un tractor agrícola para tirar de un implemento. Se trata de una cifra medida, no calculada. Un vagón especial , denominado vagón dinamométrico , acoplado a la locomotora, registra continuamente la tensión y la velocidad de la barra de tracción . A partir de estos datos, se puede calcular la potencia generada. Para determinar la potencia máxima disponible, se requiere una carga controlable; normalmente, se trata de una segunda locomotora con los frenos aplicados, además de una carga estática.

Si la fuerza de tracción ( F ) se mide en libras-fuerza (lbf) y la velocidad ( v ) se mide en millas por hora (mph), entonces la potencia de tracción ( P ) en caballos de fuerza (hp) es

{PAG}hpag={F}lbF{v}metropagh375.{\displaystyle \{P\}_{\mathrm {hp} }={\frac {\{F\}_{\mathrm {lbf} }\{v\}_{\mathrm {mph} }}{375}}.}

Ejemplo: ¿Cuánta potencia se necesita para tirar de una carga de 2025 libras-fuerza a 5 millas por hora?

{PAG}hpag=2025×5375=27.{\displaystyle \{P\}_{\mathrm {hp} }={\frac {2025\times 5}{375}}=27.}

La constante 375 se debe a que 1  hp = 375  lbf⋅mph. Si se utilizan otras unidades, la constante es diferente. Al usar unidades del SI coherentes (vatios, newtons y metros por segundo), no se necesita ninguna constante y la fórmula se convierte en P = Fv .

Esta fórmula también puede utilizarse para calcular la potencia de un motor a reacción, utilizando la velocidad del motor y el empuje necesario para mantener dicha velocidad.

Ejemplo: ¿Cuánta potencia se genera con un empuje de 4000 libras a 400 millas por hora?

{PAG}hpag=4000×400375=4266.7.{\displaystyle \{P\}_{\mathrm {hp} }={\frac {4000\times 400}{375}}=4266.7.}

Potencia RAC (potencia imponible)

Esta medida fue instituida por el Royal Automobile Club y se utilizaba para indicar la potencia de los automóviles británicos de principios del siglo XX. Muchos coches tomaron su nombre de esta cifra (de ahí el Austin Seven y el Riley Nine), mientras que otros tenían nombres como "40/50 hp", que indicaban la cifra del RAC seguida de la potencia real medida.

La potencia fiscal no refleja la potencia desarrollada; más bien, es una cifra calculada en función del diámetro del cilindro, el número de cilindros y una presunción (ahora arcaica) de eficiencia del motor. A medida que se diseñaban nuevos motores con una eficiencia cada vez mayor, dejó de ser una medida útil, pero se mantuvo en uso por las regulaciones del Reino Unido, que utilizaban la clasificación con fines fiscales . El Reino Unido no fue el único país que utilizó la clasificación RAC; muchos estados de Australia utilizaron la potencia RAC para determinar los impuestos. [ 24 ] [ 25 ] La fórmula RAC también se aplicó a veces en colonias británicas, como Kenia (África Oriental Británica) . [ 26 ]

RAC hp=D×D×norte2.5{\displaystyle {\text{RAC h.p.}}={\frac {D\times D\times n}{2.5}}}

dónde

D es el diámetro (o orificio ) del cilindro en pulgadas,
n es el número de cilindros. [ 27 ]

Dado que la potencia imponible se calculaba en función del diámetro y el número de cilindros, y no de la cilindrada real, esto dio lugar a motores con dimensiones inferiores a la carrera (diámetro menor que la carrera), lo que tendía a imponer un límite artificialmente bajo a la velocidad de rotación , lo que dificultaba la potencia potencial y la eficiencia del motor.

La situación persistió durante varias generaciones de motores británicos de cuatro y seis cilindros: por ejemplo, el motor XK de 3,4 litros de Jaguar de la década de 1950 tenía seis cilindros con un diámetro de 83 mm (3,27 pulgadas) y una carrera de 106 mm (4,17 pulgadas) [ 28 ] , mientras que la mayoría de los fabricantes de automóviles estadounidenses ya habían adoptado motores V8 de carrera corta (diámetro grande, carrera corta) . Véase, por ejemplo, el primer motor Hemi de Chrysler .    

Medición

La potencia de un motor puede medirse o estimarse en varios puntos de la transmisión de energía desde su generación hasta su aplicación. Se utilizan diversos nombres para la potencia desarrollada en las distintas etapas de este proceso, pero ninguno indica claramente el sistema de medición o la definición empleada.

En general:

La potencia nominal se deriva del tamaño del motor y de la velocidad del pistón y solo es precisa a una presión de vapor de 48 kPa (7 psi) ; [ 29 ]  
La potencia indicada o bruta es la capacidad teórica del motor [PLAN/ 33000];
La potencia neta /del cigüeñal (potencia entregada directamente al cigüeñal del motor y medida en él) es igual a:
potencia indicada menos las pérdidas por fricción dentro del motor (arrastre de cojinetes, pérdidas por fricción en bielas y cigüeñal, arrastre de la película de aceite, etc.);
La potencia del eje (potencia entregada y medida en el eje de salida de la transmisión, cuando está presente en el sistema) es igual a:
potencia del cigüeñal menos las pérdidas por fricción en la transmisión (cojinetes, engranajes, arrastre de aceite, resistencia del aire, etc.);
efectivo o verdadero (thp), comúnmente conocido como caballos de fuerza en las ruedas (whp), es igual a
potencia del eje menos pérdidas por fricción en la(s) junta(s) universal(es), diferencial, cojinetes de rueda, neumático y cadena (si los hay).

Todo lo anterior presupone que no se han aplicado factores de inflación de potencia a ninguna de las lecturas.

Los diseñadores de motores utilizan expresiones distintas a la potencia para indicar objetivos o rendimiento, como la presión media efectiva al freno (BMEP). Esta es un coeficiente que relaciona la potencia teórica al freno con las presiones en los cilindros durante la combustión.

Potencia nominal

La potencia nominal (nhp) es una regla empírica de principios del siglo XIX que se utilizaba para estimar la potencia de las máquinas de vapor. [ 29 ] Se asumía una presión de vapor de 7 psi (48 kPa) . [ 30 ]  

Potencia nominal = 7 × área del pistón en pulgadas cuadradas × velocidad equivalente del pistón en pies por minuto / 33.000.

Para los buques de paletas, la regla del Almirantazgo establecía que la velocidad del pistón en pies por minuto se tomaba como 129,7 × (carrera) 1/3,38 . [ 29 ] [ 30 ] Para los vapores de hélice, se utilizaba la velocidad prevista del pistón. [ 30 ]

La carrera (o longitud de la carrera) era la distancia recorrida por el pistón, medida en pies.

Para que la potencia nominal sea igual a la potencia real, sería necesario que la presión media del vapor en el cilindro durante la carrera fuera de 7 psi (48 kPa) y que la velocidad del pistón fuera la generada por la relación supuesta para los barcos de paletas. [ 29 ]  

La Armada francesa utilizó la misma definición de potencia nominal que la Marina Real. [ 29 ]

Potencia indicada

La potencia indicada (ihp) es la potencia teórica de un motor alternativo si no presenta fricción alguna al convertir la energía del gas en expansión (presión del pistón × desplazamiento) en los cilindros. Se calcula a partir de las presiones desarrolladas en los cilindros, medidas por un dispositivo llamado indicador de motor ; de ahí su nombre: potencia indicada. A medida que el pistón avanza a lo largo de su carrera, la presión sobre él generalmente disminuye, y el indicador suele generar una gráfica de presión frente a carrera dentro del cilindro. A partir de esta gráfica, se puede calcular el trabajo realizado durante la carrera del pistón.

La potencia indicada era una mejor medida de la potencia del motor que la potencia nominal (nhp) porque tenía en cuenta la presión del vapor. Pero a diferencia de medidas posteriores como la potencia al eje (shp) y la potencia al freno (bhp), no consideraba las pérdidas de potencia debidas a las pérdidas por fricción interna de la maquinaria, como el deslizamiento del pistón dentro del cilindro, además de la fricción de los cojinetes, la transmisión y la caja de cambios, etc.

caballos de fuerza al freno

La potencia al freno ( bhp ) es la potencia medida mediante un dinamómetro de tipo freno (carga) en una ubicación específica, como el cigüeñal, el eje de salida de la transmisión, el eje trasero o las ruedas traseras. [ 31 ]

En Europa, la norma DIN 70020 prueba el motor con todos sus componentes auxiliares y el sistema de escape tal como se usa en el automóvil. La antigua norma estadounidense ( SAE, potencia bruta , denominada bhp ) utilizaba un motor sin alternador , bomba de agua ni otros componentes auxiliares como la bomba de dirección asistida, el sistema de escape con silenciador, etc., por lo que las cifras eran superiores a las europeas para el mismo motor. La nueva norma estadounidense (denominada SAE, potencia neta ) prueba un motor con todos los componentes auxiliares (detallados en Normas de prueba de potencia del motor ). [ 32 ]

El freno es el dispositivo que se utiliza para proporcionar una fuerza de frenado equivalente, equilibrar la carga o igualar la fuerza de salida del motor y mantenerla a la velocidad de rotación deseada. Durante las pruebas, se miden el par de salida y la velocidad de rotación para determinar la potencia al freno. La potencia se medía y calculaba originalmente mediante el diagrama indicador (un invento de James Watt de finales del siglo XVIII) y, posteriormente, mediante un freno Prony conectado al eje de salida del motor. Los dinamómetros modernos utilizan diversos métodos de frenado para medir la potencia al freno del motor, es decir, la potencia real del motor antes de las pérdidas en la transmisión.

Potencia del eje

La potencia al eje (shp) es la potencia que se entrega al eje de una hélice o turbina. [ 33 ] La potencia al eje es una medida común para motores turboeje y turbohélice, turbinas industriales y algunas aplicaciones marinas.

La potencia equivalente al eje (eshp) se utiliza a veces para clasificar los motores turbohélice . Incluye la potencia equivalente derivada del empuje residual del escape de la turbina. [ 34 ] Se estima que se producen 2,5 libras-fuerza (11 N) de empuje residual a partir de una unidad de potencia. [ 35 ] 

Estándares de prueba de potencia del motor

Existen diversas normas que determinan cómo se miden y corrigen la potencia y el par motor de un motor de automóvil. Se utilizan factores de corrección para ajustar las mediciones de potencia y par a las condiciones atmosféricas estándar, lo que permite una comparación más precisa entre motores, ya que estos se ven afectados por la presión, la humedad y la temperatura del aire ambiente. [ 36 ] Algunas de estas normas se describen a continuación.

Sociedad de Ingenieros Automotrices/SAE Internacional

"Potencia SAE temprana"

A principios del siglo XX, se utilizaba a veces la denominada «SAE horsepower» para referirse a los automóviles estadounidenses. Esta denominación es muy anterior a los estándares de medición de potencia de la Sociedad de Ingenieros Automotrices (SAE) y era otro nombre para la cifra de potencia estándar de la industria, ALAM o NACC , y la misma que la RAC británica, utilizada también con fines fiscales. Alliance for Automotive Innovation es la sucesora actual de ALAM y NACC.

potencia bruta SAE

Antes del año modelo 1972, los fabricantes de automóviles estadounidenses calificaban y anunciaban sus motores en caballos de fuerza al freno, bhp , que era una versión de caballos de fuerza al freno llamada caballos de fuerza brutos SAE porque se medía de acuerdo con los estándares de la Sociedad de Ingenieros Automotrices (SAE) (J245 y J1995) que requieren un motor de prueba estándar sin accesorios (como dinamo/alternador, ventilador del radiador, bomba de agua), [ 37 ] y a veces equipado con colectores de prueba de tubo largo en lugar de los colectores de escape OEM . Esto contrasta con los estándares de potencia neta SAE y DIN 70020 , que tienen en cuenta los accesorios del motor (pero no las pérdidas de la transmisión). Los estándares de corrección atmosférica para la presión barométrica, la humedad y la temperatura para las pruebas de potencia bruta SAE eran relativamente idealistas.

potencia neta SAE

En Estados Unidos, el término bhp cayó en desuso entre 1971 y 1972, cuando los fabricantes de automóviles comenzaron a indicar la potencia en términos de caballos de fuerza netos SAE, de acuerdo con la norma SAE J1349. Al igual que los protocolos de potencia bruta SAE y otros protocolos de caballos de fuerza al freno, la potencia neta SAE se mide en el cigüeñal del motor y, por lo tanto, no tiene en cuenta las pérdidas de transmisión. Sin embargo, de forma similar a la norma DIN 70020 , el protocolo de prueba de potencia neta SAE requiere accesorios accionados por correa de tipo estándar de producción, filtro de aire, controles de emisiones, sistema de escape y otros accesorios que consumen energía. Esto produce valores que se ajustan mejor a la potencia que produce el motor tal como se configura y comercializa realmente.

Potencia certificada por SAE

En 2005, la SAE introdujo "SAE Certified Power" con SAE J2723. [ 38 ] Para obtener la certificación, la prueba debe seguir la norma SAE en cuestión, realizarse en una instalación certificada ISO 9000/9002 y ser presenciada por un tercero aprobado por la SAE.

Algunos fabricantes como Honda y Toyota cambiaron a las nuevas clasificaciones de inmediato. [ 39 ] La clasificación para el Toyota Camry 3.0  L 1MZ-FE V6 bajó de 210 a 190 hp (157 a 142 kW) . [ 39 ] El Lexus ES 330 y el Camry SE V6 de la compañía tenían una clasificación previa de 225 hp (168 kW) pero el ES 330 bajó a 218 hp (163 kW) mientras que el Camry bajó a 210 hp (157 kW) . El primer motor certificado bajo el nuevo programa fue el LS7 de 7.0 litros utilizado en el Chevrolet Corvette Z06 de 2006. La potencia certificada aumentó ligeramente de 500 a 505 hp (373 a 377 kW) .          

Mientras que Toyota y Honda están volviendo a probar toda su gama de vehículos, otros fabricantes de automóviles generalmente solo vuelven a probar aquellos con sistemas de propulsión actualizados. [ 39 ] Por ejemplo, el Ford Five Hundred 2006 tiene una potencia nominal de 203 hp (151 kW) , la misma que la del modelo 2005. Sin embargo, la potencia nominal de 2006 no refleja el nuevo procedimiento de prueba de la SAE, ya que Ford no optó por incurrir en el gasto adicional de volver a probar sus motores existentes. [ 39 ] Con el tiempo, se espera que la mayoría de los fabricantes de automóviles cumplan con las nuevas directrices.  

La SAE endureció sus normas sobre la potencia de los motores para evitar que los fabricantes pudieran manipular factores que afectan al rendimiento, como la cantidad de aceite en el cárter, la calibración del sistema de control del motor y si se probó con combustible de alto octanaje. En algunos casos, estos factores pueden provocar una variación en la potencia declarada.

Instituto Alemán de Normas 70020 (DIN 70020)

La norma DIN 70020 es un estándar alemán para la medición de la potencia de vehículos de carretera. La potencia DIN se mide en el eje de salida del motor, en unidades métricas en lugar de mecánicas . Al igual que la potencia neta SAE , y a diferencia de la potencia bruta SAE , las pruebas DIN miden el motor instalado en el vehículo, con el sistema de refrigeración, el sistema de carga y el sistema de escape originales conectados.  La potencia DIN se suele abreviar como " PS ", derivada de la palabra alemana Pferdestärke (literalmente, "fuerza de caballo").

CUNA

En Italia se utilizaba anteriormente una norma de ensayo de la CUNA ( Comisión Técnica para la Unificación del Automóvil ), entidad federada de la organización de normalización UNI . La CUNA prescribía que el motor se probara con todos los accesorios necesarios para su funcionamiento instalados (como la bomba de agua), mientras que los demás —como el alternador/dinamo, el ventilador del radiador y el colector de escape— podían omitirse. [ 37 ] Toda la calibración y los accesorios debían ser los mismos que en los motores de producción. [ 37 ]

Comisión Económica para Europa R24

ECE R24 es una norma de la ONU para la aprobación de emisiones, instalación y medición de la potencia de motores de encendido por compresión. [ 40 ] Es similar a la norma DIN 70020, pero con requisitos diferentes para la conexión del ventilador del motor durante las pruebas, lo que hace que absorba menos potencia del motor. [ 41 ]

Comisión Económica para Europa R85

ECE R85 es una norma de la ONU para la aprobación de motores de combustión interna en lo que respecta a la medición de la potencia neta. [ 42 ]

80/1269/CEE

La Directiva 80/1269/CEE, de 16 de diciembre de 1980, es una norma de la Unión Europea relativa a la potencia de los motores de los vehículos de carretera.

Organización Internacional de Normalización

La Organización Internacional de Normalización (ISO) publica varias normas para medir la potencia de los motores.

  • La norma ISO 14396 especifica los requisitos adicionales y el método para determinar la potencia de los motores de combustión interna alternativos cuando se someten a una prueba de emisiones de escape según la norma ISO 8178. Se aplica a los motores de combustión interna alternativos para uso terrestre, ferroviario y marítimo, excluyendo los motores de vehículos de motor diseñados principalmente para uso en carretera. [ 43 ]
  • ISO 1585 es un código de prueba de potencia neta del motor destinado a vehículos de carretera. [ 44 ]
  • ISO 2534 es un código de prueba de potencia bruta del motor destinado a vehículos de carretera. [ 45 ]
  • ISO 4164 es un código de prueba de potencia neta del motor destinado a ciclomotores. [ 46 ]
  • ISO 4106 es un código de prueba de potencia neta del motor destinado a motocicletas. [ 47 ]
  • ISO 9249 es un código de prueba de potencia neta del motor destinado a máquinas de movimiento de tierras. [ 48 ]

Norma Industrial Japonesa (JIS) D 1001

JIS D 1001 es un código japonés de prueba de potencia neta y bruta del motor para automóviles o camiones que tienen un motor de encendido por chispa, diésel o de inyección de combustible. [ 49 ]

Véase también

Referencias

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