Caballos de potencia y torque: lo que significan e influyen en el rendimiento de los automóviles.

En el mundo automotriz con frecuencia leemos o escuchamos hablar del torque y de los caballos de potencia, siendo ésta última cifra para algunos, casi la única que les da una idea de lo bien o mal que caminará su auto. En gran parte se puede tener razón pues de las cantidades de éstas 2 variables dependerá el rendimiento de su carro, ya sea acelerando al máximo en cada cambio, circulando a revoluciones (rpm) normales, o llevando bajas las mismas para sin hacer el cambio, acelerar y  recuperarse en cambios largos como  cuarta, quinta o sexta velocidad por ejemplo. En consecuencia, la mayor parte de las veces un auto será más rápido entre más caballos de potencia y torque tenga su motor.

El torque y los caballos de potencia están íntimamente relacionados como veremos más adelante. ¿Entonces, que es el  torque en un motor? Físicamente en éste caso consiste en el trabajo desarrollado al aplicar una fuerza a una palanca de largo x en uno de sus extremos, ya que el otro es el punto de apoyo. En un motor, el par es el resultado de aplicar una fuerza x (proveniente de el piston-biela) al codo que coge la respectiva biela en el cigueñal, de largo x.

Por ejemplo cuando hablamos de un motor de 4 cilindros que rinde 8 kgm (kilogramos metro) de torque máximo, ésta cantidad se obtiene en algún punto de las rpm en que dicho motor rendirá su máximo, los 8 kgm citados. ¿De donde se obtienen los 8 kgm en su punto máximo?

Fácil: quiere decir que en ese punto de las rpm, donde se obtiene el máximo valor, cada uno de los pistones en sus cilindros genera 20 kilos de fuerza descendente producto de la explosión de la mezcla aire-gasolina, que aplicados a 10cm (0,1mts) del codo del cigueñal producirá 2kgm por pistón-cilindro. Al multiplicar por los 4 cilindros nos dá el total: 8kgm.

Ahora la teoría de la potencia: físicamente, la fórmula es trabajo sobre tiempo. Aplicada a los motores, es torque  -el trabajo-   sobre tiempo  -las revoluciones del motor (RPM)-  o sea que siempre la potencia dependerá del torque que se desarrolle a determinado régimen de rpm. Por éste motivo es que siempre van de la mano.

En lo explicado atrás empieza a quedar despejada una duda que siempre nos acecha: ¿Porqué el torque máximo se obtiene siempre antes de la potencia máxima? Pasemos a lo que es el motor. La cantidad de  torque que entregue un motor, depende más que todo de la cilindrada, o sea de la cantidad de mezcla aire-gasolina que se logre quemar, pues entre más mezcla se queme mayor será la fuerza de los pistones hacia abajo, sobre el codo del cigueñal y habrá mayor torque.

Lo que más determina el momento de máximo torque,   -el máximo llenado de los cilindros-   es el diagrama de distribución, o sea el momento en que abren, cierran, y duran abiertas las válvulas, además de otros aspectos como múltiples de admisión-escape, relación de compresión, etc. Y dependiendo de éste diagrama el punto de par máximo, o sea las rpm donde se da el máximo torque, es diferente en todos los motores.

Pero siempre habrá un punto de torque máximo, que sólo es máximo en un punto exacto, pues debido a las diferentes velocidades que desarrolla el motor, y a que el momento de apertura y cierre de las válvulas es fijo en los motores antiguos, existe más o menos tiempo para llenar los cilindros. Por eso mismo, el llenado y torque no son constantes. ¿Ahora, porque en las curvas de torque se ve que este cae después de su punto máximo?

Simplemente porque pasado este punto (el de máximo llenado), empieza a entrar menos mezcla en los cilindros por lo explicado anteriormente. ¿Pero porqué sigue subiendo la curva de potencia? Porque a pesar de que el torque va cayendo, las rpm van subiendo, y compensan la pérdida del mismo.

Recordemos que la fórmula es torque sobre tiempo (rpm). ¿Finalmente, porque la potencia cae ya en el extremo alto de las rpm? Porque ya es tan poco el llenado de cilindros, y por lo tanto tan poco el torque desarrollado, que las rpm no compensan la falta de torque. Y en esta situación influyen también el peso de los componentes del motor (cigueñal, bielas, pistones), que con inercias y roces frenan el aumento de las rpm; igual el tren de válvulas, al tender a quedarse estas abiertas (flotación) por las altas velocidades a las que se ven sometidas.

El video lo sintetiza todo perfectamente; observarán la válvula de admisión que se abre (intake valve) para dejar entrar la mezcla aire gasolina. Se cierra, salta la chispa de la bujía sobre la mezcla, explota impulsando hacia abajo el piston, para luego ser expulsados los gases residuales (los que salen por el exhosto) una vez que se abre la válvula de escape (exhaust valve). El pistón en su movimiento ascendente-descendente se mueve solidariamente con la biela, la cual transmite el movimiento al cigüeñal, el que gira de manera circular; fácil.

Feliz fin de semana a todos