Este documento describe los diferentes tipos de potencia generada por un motor de combustión interna, incluyendo la potencia ideal, indicada, al freno y de fricción. También explica cómo calcular estas potencias usando datos técnicos del motor como el diámetro del pistón, número de revoluciones y torque. Además, introduce los conceptos de rendimiento térmico, térmico al freno, mecánico y volumétrico para evaluar la eficiencia del motor.

1. CALCULOS DE POTENCIAS Y RENDIMIENTOS.
El combustible posee energía potencial que es transformada en energía calorífica
o térmica mediante una
Reacción química exotérmica entre el hidrocarburo y el oxigeno del aire. Esta
combustión es originada por
Una chispa eléctrica en los motores a gasolina, a queroseno y a gas, o por auto
combustión, en los motores
Diesel. El resultado final de este proceso es la generación de potencia que pueda
ser utilizada para el
Arrastre o movimiento de aperos agrícolas que efectúen diferentes labores.
Se llama potencia (P) (desarrollada por un hombre o una maquina), al cociente
entre el trabajo
Efectuado (T) y el tiempo empleado (t) en realizarlo; por lo tanto, P = T/t.
CALCULO DE POTENCIAS DEL MOTOR:
En la actualidad, prácticamente toda la potencia de campo proviene de motores de
combustión
Interna y la mayoría de estos motores están montadas en tractores agrícolas. La
selección del nivel
Adecuado de potencia en una granja es un problema muy complicado; no
obstante, debido a que el
Costo de la potencia es un aspecto de gran importancia en muchas operaciones,
debe encontrarse
Algún procedimiento lógico. Para su estudio, la potencia desarrollada por un motor
de combustión
Interna montado en tractores agrícolas, se puede clasificar de la siguiente manera:
1. Potencia ideal; Pid
2. Potencia indicada, Pin
3. Potencia al freno, Pb
4. Potencia de fricción, Pf
A continuación se desarrollaran una serie de ejercicios sobre estas potencias para
un mismo motor
Tipo que se pone a trabajar en una labor especifica y que tiene las siguientes
especificaciones técnicas:
– Consumo horario de combustible, Ch = 3gl/hr
– Presión media efectiva, pme = 5Kg/ cm2
– Diámetro del pistón, d = 10 cm
– Carrera del pistón, L = 12 cm
– Numero de cilindros, n = 4
– Revoluciones a las que se determinan las potencias, N = 2400 rpm
– Torque que ofrece el motor @ 2400 rpm = 12 Kg-m
Potencia Ideal (P id):
La potencia Ideal, como su nombre lo dice, es una potencia teórica, ya que
Resulta de la energía liberada durante el proceso de la combustión.

2. Se calcula a partir del consumo de combustible para una determinada operación,
dado en volumen por unidad de tiempo. Además se deben conocer algunas
especificaciones del combustible a utilizar. Así se tiene que para el combustible
Diesel se pueden utilizar los datos siguientes:
· Densidad, D = 0.85 Kg/L =7.08 Ib/gl.
· Poder calorífico, PC = 10,865 Kcal/Kg=43,098 BTU/Kg =45.46 MJ/Kg.
· Equivalente Mecánico del Calor EMC = 427 kg-m/Kcal.
Ejemplo: En cierta operación mecanizada, un MCI de tractor consume 3 galones
de combustible por
Hora de trabajo, para determinar la potencia ideal que desarrolla el motor Diesel
se procede de la
Siguiente manera:
Se parte del consumo horario de combustible, y se van con versionando las
unidades, tomando como
Base el sistema de unidades conveniente, de tal manera de ir usando los datos del
combustible diesel
Indicados arriba.
Pid = 3gl/hr x 1 hr/3600 seg x 3.785 L/gl x 0.85 Kq/L x 10865 Kcal/Kg x 427 Kg-
m/Kcal
Pid = 3x1x3.785x0.85x10865x427
3600x1x1x1x1
Pid = 12438.3 Kq-m/seg x 1 CV/75 Kg-m/seg
Pid = 165.8 CV id
Potencia Indicada (P in):Esta potencia es aun teorica, yaque es medida en la
camara de combustion por instrumentosespeciales, los cuales miden la presion
media efectiva que es una presion constante que se ejerce durante cada carrera
de fuerza del motor. Esta potencia es considerada teorica porque no toma en
cuenta las perdidas por friccion, es decir que su calculo nosepara las potencias
que demandan las partes periféricas (bombas, generadores, arranques,
etc) para su operacion, por lo que no se refiere a potencia mecánica efectiva, que
es la necesaria para realizar el trabajo. Para calcular esta potencia se necesita
conocer algunos datos tecnicos del motor,
como los siguientes:
• Diametro y carrera del piston
• Numero de cilindros
• Numero de revoluciones a las que se obtiene la p.m.e.
Para calcular esta potencia se utiliza la siguiente formula:
Donde:
pme = Presion media efectiva (Kg/cm2 o lb/pu!g2)
A= Area de la cabeza del piston (cm2 o pu!g2)
L= Longitud de la carrera (cm o pulg.)
n= Numero de cilindros del motor
N= Revoluciones a las que se obtiene la p.m.e. (rps o rpm).

3. 2= Numero de revoluciones necesarias para completar el
ciclo del motor de cuatro tiempos.
Ejemplo: Un motor de 4 cilindros de 10 cm de diametro y 12 cm de carrera
desarrolla una p.m.e. de
5Kg/ cm2 a 2400 rpm. Calcular la potencia indicada que desarrolla este motor de
cuatro tiempos.
Sustituyendo datos queda de la siguiente manera:
Pin = 5 Kg/ cm2 x 78.5 cm2 x I2cm x lm/100 cm x 4 x 2400 rev/min x 1 min/60 seg
2
Pin = 5x78.5x12x4x2400
2x100x60
Pin = 3768 kg-m x 1 CV
seg. 75 Kg-m/seg.
Potencia al freno (Pb).
Esta potencia es la primera unidad practica que da el motor para realizar un
esfuerzo util, o sea, que es una potencia real del motor ya que en este caso si
se toman en cuenta las perdidas por friccion. Para calcular esta
potencia se utilizan datos obtenidos del dinamometro de Freno Prony, de alli su
nombre de potencia al freno, asi se obtiene el torque o par motor que se desarrolla
a cierta revoluciones. Al aumentar las revoluciones aumenta la potencia pero
disminuye el torque. Esta potencia se calcula por con la siguiente formula:
pme x A x L x n x N
P in = ------------------------------------
2
Pin = 50.3 CV in
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Autor: Francisco Javier Ortiz Arevalo
Ingeniero Agronomo
Donde:
T = Torque del motor ( Kg-m o lb-pie)
N= Numero de revoluciones a las que se produce dicho torque (rps o rpm)
716.2 = factor de conversion cuando T se usa en Kg-m y N en rpm. Se usa el
factor de 5252 cuando T se usa en lib-pie y N en rpm.
Ejemplo: Un motor de 4 cilindros desarrolla un torque de 12 Kg-m a 2400 rpm.
Calcule la potencia al
freno.
Pb = 12 x 2400
716.2
Potencia de friccion (Pf).
La friccion es un factor de perdida de potencia y un productor de calor.
Recuerdese que la energia no se destruye sino que unicamente se transforma.
Las perdidas de energia en los MCI se estiman en terminos generales,
en:
– Transferencia de calor al medio
ambiente (por radiacion y el
escape), al sistema de
enfriamiento y al sistema de

4. lubricacion.
– Absorcion de calor por las
piezas del motor.
– Proporcionar potencia a las
piezas que la necesitan para su
funcionamiento, asi como
alternador, distintas bombas,
distribuidor, direccion, etc.
Por lo tanto, la potencia de friccion es la suma de todas las perdidas por friccion
(Pf = Σ perdidas de
potencia), partiendo de que la Pin no toma en cuenta las perdidas por friccion y
que la Pb si, entonces
la potencia de friccion se puede determinar por la diferencia entre ambas.
Pb = TN
716.2
Pb = 40.2 CV b
Pf = Pin - Pb
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Autor: Francisco Javier Ortiz Arevalo
Ingeniero Agronomo
Ejemplo: Usando los datos de los ejemplos anteriores, la potencia de friccion se
calcula asi:
Pf = 50.3 CV in- 40.2 CV b
En resumen, podemos observar que las potencias del motor estudiadas hasta el
momento son muy
variadas en su magnitud, debido a que representan momentos diferentes de la
transformacion de la
materia, y siendo estas para un mismo motor tipo, se puede observar en la
siguiente tabla resumen, la
diferencia entre una y otra. Algunas de estas potencias tienen poca aplicacion
practica, pero al
combinarlas con otras tienen mucha relevancia, de alli que a partir de ellas se
pueden obtener otros
parametros de mucha utilidad para la seleccion de tractores en la administracion
de potencias.
Tipo de Potencia Magnitud (CV)
Pid 165.8
Pin 50.3
Pb 40.2
Pf 10.1
RENDIMIENTOS DEL MOTOR:
Algunos valores de potencia vistos anteriormente no tienen aplicacion directa o no
tienen importancia
relativa en estos tipos de calculos, pero al combinarlos dan como resultado otros
parametros que
pueden servir para la toma de decisiones. En un motor de combustion se deben
tener en cuenta los

5. siguientes rendimientos:
– Rendimiento termico (Rt).
– Rendimiento termico al freno (Rtf)
– Rendimiento mecanico (Rm)
– Rendimiento volumetrico (Rv)
Pf = 10.1 CV f
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Autor: Francisco Javier Ortiz Arevalo
Ingeniero Agronomo
Rendimiento termico (Rt).
Es un indice de como el motor transforma la energia calorifica desarrollada por la
combustion en la
camara de combustion, en un trabajo mecanico. De otra manera, el rendimiento
termico es la
relacion entre la potencia indicada y la potencia ideal, el cual para un motor en
buenas condiciones es
del 20% al 35%.
Ejemplo: Si se necesita calcular el rendimiento termico con los datos de los
ejercicios anteriores se
resuelve de la siguiente manera:
Rt = 50.3/ 165.8 *100
En vista que el rango aceptable para el valor de rendimiento termico de un MCI es
del 20 % al 35 %,
la respuesta de este ejercicio refleja que este motor esta en buenas condiciones.
Rendimiento termico al freno (Rtf).
Es un indice de la eficiencia con que el motor convierte la energia calorifica en
potencia util, por lo
cual, el Rendimiento termico al freno se puede relacionar entre las potencia al
freno y la potencia
ideal. Para un motor en buenas condiciones su valor debe estar entre 15% y 30%.
Ejemplo: Si se necesita calcular el rendimiento termico al freno con los datos de
los ejercicios
anteriores se resuelve de la siguiente manera:
Rtf =40.2/165.8 x 100 Este valor significa que el motor esta en
en buenas condiciones.
Rendimiento mecanico (Rm).
Es un indice del funcionamiento de las piezas del motor. De otra manera, el
rendimiento mecanico es
la relacion entre la potencia al freno y la potencia indicada.
Ejemplo: Si se necesita calcular el rendimiento mecanico con los datos de los
ejercicios anteriores se
resuelve de la siguiente manera:
Rm = 40.2/50.3 x 100 Este valor significa que el motor esta en
en buenas condiciones.
Rt = 30 %
Rt = 24 %
Rt = 80 %

6. Rt = Pjn x 100
Pid
Rtf = Pb x 100
Pid
Rm= Pb x 100
Pin
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Autor: Francisco Javier Ortiz Arevalo
Ingeniero Agronomo
Rendimiento Volumetrico (Rv):
Es la relacion entre el peso real del aire inducido por el motor en la carrera de
admision (mr) y el
peso teorico de aire que debiera inducirse (mt), llenando el volumen de
desplazamiento del piston
(VC+VCC) con aire a temperatura y presion atmosfericas. Este dato se utiliza para
determinar la
eficiencia con la que un motor puede operar bajo diferentes condiciones de
temperatura y presion
atmosferica. El rendimiento volumetrico de un motor puede ser afectado por las
condiciones
atmosfericas que se tengan en el lugar donde el tractor valla a trabajar, asi se
tiene que:
– La temperatura atmosferica: los motores diesel o gasolina pierden el 1% de su
potencia por
cada 5°C de temperatura, a partir de los 15°C.
– La presion atmosferica: debido a que la presion atmosferica disminuye a medida
que se esta a
mayor altura sobre el nivel del mar, por la menor densidad del aire (menor
cantidad de
oxigeno por unidad de volumen). Por lo tanto, se ha estimado que los motores
diesel y
gasolina pierden el 1% de su potencia por cada l00 m de altura sobre el nivel del
mar, a partir
de los l00 msnm.
– Los motores sobrealimentados, mantienen mas estable la potencia en cualquier
rango de
temperatura y presion atmosferica, pudiendo el rendimiento volumetrico, tener
valores
menores o mayores del 100 %.
Por lo anterior, el rendimiento volumetrico se calcula a partir de la siguiente
ecuacion:
Para determinar el rendimiento volumetrico de un motor debemos hacer las
siguientes
consideraciones:
– El peso real del aire inducido por el motor en la carrera de admision (mr),
podemos asociarlo

7. con la potencia que realmente desarrolla un MCI bajo las condiciones de
temperatura y presion
atmosfericas en que se este trabajando.
– El peso teorico de aire que debiera inducirse (mt), llenando el volumen de
desplazamiento del
piston (VC+VCC) con aire a temperatura y presion atmosfericas, podemos
asociarlo con la
potencia calculada sin considerar las perdidas por los factores atmosfericos.
Si se tiene trabajando un tractor agricola de 40.2 CVb en un lugar cuya
temperatura ambiente es de
28°C y se encuentra ubicado a una altitud de 1000 msnm, el rendimiento
volumetrico deberemos
proceder a calcularlo de la siguiente manera:
– Se calculan las perdidas por la temperatura atmosferica de la siguiente manera:
28oC – 15oC = 13 oC, el MCI es afectado solamente por 13 oC
13 oC , entonces las perdidas por temperatura sera de 2.6 %
Rendimiento de un motor de combustión interna.
Sick Customs el Miér Dic 28, 2011 11:01 pm
Muy buenas!
Ahora voy a explicar como funciona realmente un motor de combustión interna.
Como todos sabemos, un motor de combustión interna es una máquina que
transforma energía mediante el siguiente proceso:
Energía química ------ Energía térmica ----- Energía mecánica
Combustible ------ Combustión ----- Desplazamiento del pistón
La energía contenida en el combustible se transforma en calor mediante la combustión.
De este modo, al aumentar la temperatura de los gases, hacemos que aumente la
presión dentro del cilindro (los gases aumentan de volumen al subir de temperatura y
viceversa); lo que hace que mueva el pistón, obteniéndose energía mecánica.
La ecuación para calcular el balance de rendimiento (al que llamamos η) es ésta:
Energía obtenida
η = ______________ . 100 (%)
Energía aportada

8. El rendimiento del motor será mayor cuanto menos sean las pérdidas durante la
transformación.
Pérdidas de energía
- Pérdidas de calor: Producidas por el sistema de refrigeración, la radiación de calor al
exterior y los gases de escape.
- Pérdidas mecánicas: Rozamiento de piezas en movimiento y accionamiento de
disposivos auxiliares (bomba de agua, bomba de aceite, etc).
- Pérdidas químicas: Motivadas por una combustión incompleta (mala carburación, mal
reglaje de válvulas, etc).
Tipos de rendimiento
- Rendimiento térmico:El rendimiento térmico será mayor cuanto más alta sea la
temperatura alcanzada y menores sean las pérdidas de calor.
Las pérdidas de calor a través de los gases de escape suponen el 35% en los motores
Otto y el 30% en los motores Diesel:
Por el sistema de refrigeración se evacua aproximadamente el 30% del calor en ambos
motores.
Del 100% de la energía calorífica que posee el combustible, los motores de combustión
interna sólo son capaces de transformar entre el 35% y el 50%. ¿Preocupante,
verdad?
- Rendimiento de motores Otto: de 35% a 40%.
- Rendimiento de motores Diesel: de 40% a 50%.
Rendimiento mecánico
Se podría expresar como la relación que existe entre la potencia efectiva que se
obtiene en el eje del motor y la potencia indicada que se obtiene en el diagrama de
trabajo, el cual expresa el trabajo interno obtenido dentro del cilindro y en el que no

9. intervienen las pérdidas mecánicas.
El conjunto de pérdidas mecánicas supone entre un 10% y un 15%.
Rendimiento efectivo
Balance final de pérdidas:
Motores Otto:
- Pérdidas térmicas: 60% - 65%
- Pérdidas mecánicas: 10% - 15%
- Total pérdidas: 70% - 75%
- Rendimiento efectivo: 25% - 30%
Motores Diesel
- Pérdidas térmicas: 50% - 60&
- Pérdidas mecánicas: 10% - 15%
- Total pérdidas: 60% - 70%
- Rendimiento efectivo: 30% - 40%
Rendimiento volumétrico
Se puede definir como la eficacia con que se logra llenar el cilindro. Se expresa como
la relación entre la masa de gas que es introducida en el cilindro y la masa que
teóricamente cabe en el cilindro.
El llenado de los cilindros influye directamente sobre el par y, por tanto, sobre la
potencia desarrollada por el motor, ya que cuanto mejor sea llenado, más energía se
obtiene de la combustión.
La presión interna del cilindro al final de la carrera de compresión es siempre inferior a
la admosférica y está entre 0.8 y 0.9 bares. El rendimiento volumétrico máximo está
entre el 70% y el 90% y depende de varios factores:
- Régimen de giro
- Las condiciones ambientales exteriores, que determinan la densidad del aire.
- El diagrama de distribución
- La sección de las válvulas y los conductos de admisión

10. - La eficacia de barrido de los gases quemados
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Bueno, eso es todo. Perdón si no he explicado ciertas cosas como tenía que explicarlo,
pero para cualquier pregunta aquí estoy.