ManuelV
Curveando
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- 13 Feb 2007
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Hola. La verdad es que es una pregunta retórica, porque pretendo contestarla yo mismo 
.
Algunos os acordaréis de que hace un tiempo puse un post con un manualillo -bueno, un manualibuscillo- de uso de motores. Lo discutimos algo y nos lo pasamos bien discutiéndolo (por lo menos yo) pero desde entonces me quedé con la impresión de que tendría que resumirlo y procurar condensar en poco espacio lo fundamental. De eso va este post: de que entendamos qué le pasa al motor cuando la moto gana o pierde velocidad a consecuencia de nuestras acciones sobre el puño del gas. Aunque seré criticado por ello
no puedo explicar nada sin apoyarme en unos gráficos, je, je. Aquí va el primero y fundamental, que todos conocéis:
He representado las curvas de par motor y potencia en el motor, tal y como se obtienen en el eje del cigüeñal. Normalmente (en los catálogos) se representa solamente una curva de potencia y otra de par, las correspondientes a la posición del acelerador con el puño a fondo. Pero no hay una, sino infinitas, tantas como posiciones del puño de gases existan intermedias entre la del puño al mínimo y el puño a fondo. Yo he representado dos: las de color rojo son las de puño a fondo y las de color azul las obtenidas en una posición intermedia del puño del gas. Lógicamente, a medida que vamos cerrando gas vamos obteniendo menos par y potencia en el motor. En lo que sigue vamos a suponer que el acelerador se queda fijo en esa posición intermedia, por lo que, pase lo que pase, el motor trabajará siempre en uno de los puntos de las curvas de par y potencia azules. Cuál es ese punto dependerá de la resistencia que encuentre el motor a su giro, pero eso lo veremos un poco después.
La potencia y el par que hay en el motor hay que enviarlos a la rueda trasera, lo cual se consigue pasando antes por una caja de cambios, a cuyo paso la potencia no cambia pero el par motor si. Esto se representa en la siguiente figura, en la que aparecen las curvas de potencia y fuerza motriz en rueda correspondientes a dos marchas consecutivas de la caja de cambios, la n y la n+1. En realidad tendría que haber tantas curvas como relaciones de cambio, pero solo he representado dos para no liar las cosas en exceso.
Fijaos que la escala del eje de abscisas ha cambiado de unidad. En el motor hay revoluciones por minuto y en la rueda kilómetros por hora, para indicar que lo que medimos ahora es la velocidad de avance de la moto. Fijáos también que las curvas de potencia en la marcha n y en la n+1 son idénticas ya que, como hemos dicho, la potencia no cambia en la caja de cambios. Simplemente la curva se extiende a lo largo de un rango de velocidades mayor a medida que vamos engranando marchas más largas que permiten alcanzar mayores velocidades punta.
En cambio, la fuerza motriz cambia y mucho. En la marcha más corta
se tendrá más fuerza que en la larga (n+1) a expensas de un rango de velocidades menor. Las dos curvas de fuerza son las que se obtienen al desmultiplicar la de par motor en el motor con relaciones de cambio diferentes.
Bueno, y vamos a lo que importa. ¿Donde está el punto de funcionamiento? Como he dicho antes, ese dependerá de la resistencia con la que se encuentre el motor a girar o, lo que es lo mismo, la rueda a girar o, lo que también es lo mismo, la motocicleta a avanzar. Esa curva de resistencia al avance, que depende de la resistencia a la rodadura, de la resistencia aerodinámica y de la pendiente de la carretera, la he representado en negro en la siguiente figura:
El punto de funcionamiento en régimen estacionario es el de intersección entre la curva de fuerza motriz y la de fuerza resistente. Si vamos en la marcha n obtendremos la velocidad Vn y si vamos en una marcha mayor, la n+1, obtendremos una velocidad mayor Vn+1. Nada sorprendente ¿verdad? No hay que olvidar que la posición del puño del gas es la misma en ambas marchas. Lo que sucede es que, en la marcha más corta, a medida que se gana velocidad el motor va subiendo de vueltas y perdiendo cada vez más par motor, hasta que llega un momento en que el par motor se iguala con el resistente y su régimen de giro y, en consecuencia, la velocidad de la moto, no pueden seguir aumentando. Eso mismo pasa en la marcha más larga, pero a mayor velocidad. Fijáos en que cuando se cortan la curva roja y la azul pasa algo muy importante: a la izquierda del punto de corte la marcha n da más fuerza, pero a la derecha da menos. Esto supongo que a más de uno le sorprenderá, pero es así: es posible tener menos par en rueda en una marcha corta que en una larga. Precisamente por eso se cambia de marcha: cuando el par en la marcha corta cae más de la cuenta hay que subir una marcha. Y eso me lleva a hablar de algo interesantísimo, que es lo que sucede no en el régimen estacionario sino en el transitorio de aceleración. Esto lo he representado con dos pares de líneas verticales rojas y azules, uno a la izquierda del punto de corte entre las curvas de fuerza motriz y otro a la derecha. Mientras la fuerza motriz sea mayor que la resistente, la moto irá ganado velocidad, con aceleración tanto mayor cuanto mayor sea el segmento vertical que separa la fuerza motriz de la resistente. A la izquierda, el segmento rojo es mayor, y la moto acelera más en la marcha corta que en la larga. Pero la aceleración se va haciendo cada vez menor (todos hemos experimentado eso al abrir gas A LO BESTIA en primera: al principio la moto anda un web y a medida que va ganando velocidad cada vez nos deja menos pegados atrás). Llega un momemto, cuando se cruzan las dos curvas, en que el segmento azul se hace mayor que el rojo. Entonces, aunque cueste creerlo, nuestra ganancia de velocidad será mayor en la marcha larga que en la corta.
Lo dejo aquí. Se aceptan dudas. Se aceptan palmaditas en la espalda. Se aceptan dosis de motul sabiamente escanciadas...
. Algunos os acordaréis de que hace un tiempo puse un post con un manualillo -bueno, un manualibuscillo- de uso de motores. Lo discutimos algo y nos lo pasamos bien discutiéndolo (por lo menos yo) pero desde entonces me quedé con la impresión de que tendría que resumirlo y procurar condensar en poco espacio lo fundamental. De eso va este post: de que entendamos qué le pasa al motor cuando la moto gana o pierde velocidad a consecuencia de nuestras acciones sobre el puño del gas. Aunque seré criticado por ello
no puedo explicar nada sin apoyarme en unos gráficos, je, je. Aquí va el primero y fundamental, que todos conocéis:
He representado las curvas de par motor y potencia en el motor, tal y como se obtienen en el eje del cigüeñal. Normalmente (en los catálogos) se representa solamente una curva de potencia y otra de par, las correspondientes a la posición del acelerador con el puño a fondo. Pero no hay una, sino infinitas, tantas como posiciones del puño de gases existan intermedias entre la del puño al mínimo y el puño a fondo. Yo he representado dos: las de color rojo son las de puño a fondo y las de color azul las obtenidas en una posición intermedia del puño del gas. Lógicamente, a medida que vamos cerrando gas vamos obteniendo menos par y potencia en el motor. En lo que sigue vamos a suponer que el acelerador se queda fijo en esa posición intermedia, por lo que, pase lo que pase, el motor trabajará siempre en uno de los puntos de las curvas de par y potencia azules. Cuál es ese punto dependerá de la resistencia que encuentre el motor a su giro, pero eso lo veremos un poco después.
La potencia y el par que hay en el motor hay que enviarlos a la rueda trasera, lo cual se consigue pasando antes por una caja de cambios, a cuyo paso la potencia no cambia pero el par motor si. Esto se representa en la siguiente figura, en la que aparecen las curvas de potencia y fuerza motriz en rueda correspondientes a dos marchas consecutivas de la caja de cambios, la n y la n+1. En realidad tendría que haber tantas curvas como relaciones de cambio, pero solo he representado dos para no liar las cosas en exceso.
Fijaos que la escala del eje de abscisas ha cambiado de unidad. En el motor hay revoluciones por minuto y en la rueda kilómetros por hora, para indicar que lo que medimos ahora es la velocidad de avance de la moto. Fijáos también que las curvas de potencia en la marcha n y en la n+1 son idénticas ya que, como hemos dicho, la potencia no cambia en la caja de cambios. Simplemente la curva se extiende a lo largo de un rango de velocidades mayor a medida que vamos engranando marchas más largas que permiten alcanzar mayores velocidades punta.
En cambio, la fuerza motriz cambia y mucho. En la marcha más corta
se tendrá más fuerza que en la larga (n+1) a expensas de un rango de velocidades menor. Las dos curvas de fuerza son las que se obtienen al desmultiplicar la de par motor en el motor con relaciones de cambio diferentes.Bueno, y vamos a lo que importa. ¿Donde está el punto de funcionamiento? Como he dicho antes, ese dependerá de la resistencia con la que se encuentre el motor a girar o, lo que es lo mismo, la rueda a girar o, lo que también es lo mismo, la motocicleta a avanzar. Esa curva de resistencia al avance, que depende de la resistencia a la rodadura, de la resistencia aerodinámica y de la pendiente de la carretera, la he representado en negro en la siguiente figura:
El punto de funcionamiento en régimen estacionario es el de intersección entre la curva de fuerza motriz y la de fuerza resistente. Si vamos en la marcha n obtendremos la velocidad Vn y si vamos en una marcha mayor, la n+1, obtendremos una velocidad mayor Vn+1. Nada sorprendente ¿verdad? No hay que olvidar que la posición del puño del gas es la misma en ambas marchas. Lo que sucede es que, en la marcha más corta, a medida que se gana velocidad el motor va subiendo de vueltas y perdiendo cada vez más par motor, hasta que llega un momento en que el par motor se iguala con el resistente y su régimen de giro y, en consecuencia, la velocidad de la moto, no pueden seguir aumentando. Eso mismo pasa en la marcha más larga, pero a mayor velocidad. Fijáos en que cuando se cortan la curva roja y la azul pasa algo muy importante: a la izquierda del punto de corte la marcha n da más fuerza, pero a la derecha da menos. Esto supongo que a más de uno le sorprenderá, pero es así: es posible tener menos par en rueda en una marcha corta que en una larga. Precisamente por eso se cambia de marcha: cuando el par en la marcha corta cae más de la cuenta hay que subir una marcha. Y eso me lleva a hablar de algo interesantísimo, que es lo que sucede no en el régimen estacionario sino en el transitorio de aceleración. Esto lo he representado con dos pares de líneas verticales rojas y azules, uno a la izquierda del punto de corte entre las curvas de fuerza motriz y otro a la derecha. Mientras la fuerza motriz sea mayor que la resistente, la moto irá ganado velocidad, con aceleración tanto mayor cuanto mayor sea el segmento vertical que separa la fuerza motriz de la resistente. A la izquierda, el segmento rojo es mayor, y la moto acelera más en la marcha corta que en la larga. Pero la aceleración se va haciendo cada vez menor (todos hemos experimentado eso al abrir gas A LO BESTIA en primera: al principio la moto anda un web y a medida que va ganando velocidad cada vez nos deja menos pegados atrás). Llega un momemto, cuando se cruzan las dos curvas, en que el segmento azul se hace mayor que el rojo. Entonces, aunque cueste creerlo, nuestra ganancia de velocidad será mayor en la marcha larga que en la corta.
Lo dejo aquí. Se aceptan dudas. Se aceptan palmaditas en la espalda. Se aceptan dosis de motul sabiamente escanciadas...
pero no entiendo como puede surgir una curva de par y potencia sin que movamos el gas. Yo pensaba que si dejamos el gas en una determinada posición obtendremos un punto de esa curva, y que todo el recorrido del gas nos daba la curva completa. Así es como nos lo enseñan, en función de las revoluciones vemos la curva, y las revoluciones aumentan al abrir gas ¿no? :-/
