TORQUE - El poderoso empuje

 

             La potencia de un auto en caballos de fuerza es importante, pero en el tráfico normal juega un papel secundario. Mucho más importante es el torque que proporciona un empuje poderoso aún a bajas revoluciones.

             Por ejemplo dos autos del mismo modelo y motores diferentes están detenidos frente al semáforo. Uno desarrolla una potencia de 170 HP, el otro sólo 155. El semáforo cambia a verde, los dos conductores aceleran. ¿Cuál auto atraviesa más rápido el cruce? ¿Será el que tiene más caballos de fuerza?

             Esta pregunta podrá ser contestada sólo después de examinar el torque de los motores, y es que la potencia depende del torque multiplicado por el número de revoluciones en que gira el motor (P = T x rpm).

             El punto decisivo: el número HP especificado en un vehículo es más bien un valor numérico teórico que se alcanza sólo acelerando a fondo y a un número determinado de revoluciones, el llamado número de revoluciones nominal.

             Sin embargo, éste es tan alto que muy pocas veces es aprovechado por el conductor común y corriente. La mayor parte del tiempo, el auto se mueve a bajo y medio régimen de revoluciones. Lo que, por cierto, significa una acción muy inteligente desde el punto de vista del consumo pero, además, cuando el motor trabaja a altas revoluciones, el desgaste es considerablemente mayor. Sólo los motores de Fórmula 1 aceleran al límite máximo, con la desventaja de que sólo resisten dos carreras.

             Fuerza por longitud Para entender cómo surge el torque en un motor de combustión, debemos imaginarnos éste como el mecanismo de pedales de una bicicleta (ver el gráfico).

             En la práctica las cosas funcionan de la siguiente manera: la explosión del combustible en el cilindro genera la fuerza que actúa a través de pistones y biela sobre el cigüeñal. En este caso, el torque es el producto de la fuerza del pistón y la longitud de la muñequilla del cigüeñal.

             Durante el funcionamiento del motor, la longitud de la muñequilla del cigüeñal es siempre la misma, no así la fuerza del pistón que varía dependiendo de las revoluciones del motor. A un régimen de revoluciones muy bajas, la fuerza de combustión de la explosión todavía es muy débil y, por lo tanto, el torque es pequeño. Como el motor es sometido a poco esfuerzo, llega poca mezcla de combustible-aire a los cilindros. Sin embargo, a mayores revoluciones – el conductor acelera, llegando más combustible a los cilindros – aumenta la presión de combustión y, por ende, también el torque.

             A un determinado régimen de revoluciones del motor se alcanza la mayor presión de combustión y, por lo tanto, el torque máximo. En este punto resultan óptimos el intercambio de gases, la formación de mezcla y la combustión. Este es el valor numérico que se especifica en los datos técnicos del vehículo junto con el respectivo número de revoluciones. Por ejemplo: 310 Newton/metro a 2.500 rpm. Sin embargo, si el número de revoluciones sigue aumentando – es decir, se acelera más – vuelve a disminuir el torque. Esto se debe a que ya no hay suficiente tiempo para crear una presión de combustión elevada en el cilindro; el motor sencillamente gira demasiado rápido. Por lo tanto, desmejoran los parámetros de intercambio de gases, formación de mezcla y combustión.

             La regla de oro es: cuanto más alto sea el torque máximo y más bajo el número de revoluciones del motor al que se alcanza, tanta más fuerza de empuje tendrá el auto. El motor se comporta más “elástico”, pudiéndose concluir que el torque es más importante para el desplazamiento del vehículo que la potencia.

             Un vistazo al funcionamiento de la antigua locomotora a vapor explica esto: cuando la locomotora se pone en marcha, la máxima presión de vapor actúa sobre el pistón y el torque llega al máximo. En cambio el rendimiento – el producto del trabajo realizado y el tiempo – es igual a cero. El enorme torque permite, por lo tanto, que este pesado “monstruo de acero” se ponga en movimiento haciendo girar las ruedas. Esto es similar en el auto: cuanto más elevado sea el torque de un motor, tanto más empuje desarrolla durante la aceleración. Si el torque máximo se alcanza a bajas revoluciones, el auto se considera “dinámico” y se puede conducir con pocos cambios de velocidad.

             Esto no sólo es muy agradable, sino también redunda en un ahorro de gasolina, ya que el motor a este régimen funciona con óptima combustión. Los conductores avezados, que conocen esto, conducen sus vehículos a revoluciones bajas y medias.

Relación de torque y potencia

             La elasticidad de un motor se puede comprobar, especialmente cuando se conduce en pendientes. En las pendientes aumenta la resistencia a la traslación que el vehículo tiene que vencer. Esto significa que la velocidad y el número de revoluciones disminuyen y, a su vez, el rendimiento del motor. Sin embargo, al principio el torque no varía y hasta puede aumentar. Si no sigue bajando el número de revoluciones se puede vencer la pendiente sin necesidad de cambiar la velocidad. Sólo cuando el número de revoluciones está por de- bajo del torque máximo es que se debe cambiar la velocidad para poder alcanzar de nuevo el rango de rendimiento óptimo del motor y obtener los mejores valores de consumo.

             La caja de cambios actúa entonces como una especie de convertidor de torque que aumenta el número de revoluciones, proporcionando de nuevo al motor un empuje vigoroso. Cuando se lleva un trailer de remolque, se experimenta rápidamente lo importante que es el torque. Contar con muchos caballos de fuerza no es suficiente para llegar a la cima y sólo en pocas ocasiones se puede ir por el canal rápido.

             Tan importante como tener un torque elevado a bajas revoluciones es el desarrollo del torque. Esto quiere decir, durante cuánto tiempo se mantiene el torque elevado dependiendo de las revoluciones. Esto está representado en la curva de potencia y torque (véase ilustración).

             En base a las líneas trazadas se puede determinar el comportamiento del vehículo: ¿Tiene el motor un buen régimen de giro? ¿Tiene un despliegue de fuerza constante? ¿Tiene, en especial, fuerza de empuje? Interesante resulta la comparación de un motor turbodiesel y un motor de gasolina; mientras que el motor turbodiesel alcanza su torque máximo muy pronto, en el motor de gasolina ocurre en el régimen a altas revoluciones. La turbocompresión del diesel incrementa el grado de llenado en el cilindro, especialmente a bajas revoluciones. Por consiguiente, sube la presión de combustión y, por ende, también el torque. De ello se infiere que un motor diesel moderno, por lo general, se maneja más cómodamente, desarrolla una mayor aceleración a muy bajas revoluciones y requiere menos cambios de velocidades; esto permite que se deslice relajadamente por el flujo vehicular.

             Por supuesto seria ideal si desde las revoluciones en ralentí hasta las revoluciones máximas hubiera también un torque elevado. Justamente ésta ha sido siempre la meta más importante de los ingenieros de motores. Ellos buscan acercarse a este concepto ideal incorporando controles de válvulas variables, turbocompresores con aletas ajustables, colectores de admisión variables, cuatro válvulas por cilindro y una ingeniosa electrónica digital en el motor.

             Qué tan cerca está el deseo de la realidad, lo demuestran los candidatos mencionados al principio, detenidos en la esquina del semáforo: mientras que el Audi A6 equipado con motor de gasolina de 170 HP desarrolla un torque máximo de 230 Newton/metro a 3.200 rpm, el motor turbodiesel de inyección directa (TDI) de 155 HP desarrolla un máximo de 310 Newton/metro a 1.400 rpm. El resultado: sin arranque a la “Schumi” a altas revoluciones el motor de gasolina no tiene chance; con toda facilidad, el A6TDI deja atrás al de gasolina en el cruce. Todo es cuestión de torque. Por otra parte y en descargo del motor de gasolina del A6, debemos mencionar que comparado con el diesel, seduce por su suavidad de marcha y su motor silencioso.

   

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