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Las Graficas De Fuerza En Rueda

///Mito21///Mito21 MegaForero ✭✭✭
Bien, después de haber establecido el concepto de Fuerza en rueda ( http://debates.coches.net/showthread.php?t=67603 ), llega el momento de abandonar la farragosa teoría y meternos en aplicaciones más interesantes. ¿Para qué sirve calcular la fuerza en rueda?

Como hemos visto en el tema anterior, la fuerza en rueda viene siendo la fuerza real que las ruedas del coche aplican al asfalto, y viene dada por la potencia/par del motor y también por las desmultiplicaciones de la caja de cambios y el grupo cónico. Como es lógico, la fuerza en rueda no es una constante en toda la gama de revoluciones, como no lo es la potencia ofrecida por el motor. Asimismo, dada una velocidad del vehículo, se puede circular en distintas marchas, con unas revoluciones del motor distintas y, por tanto, con fuerzas en rueda distintas.

¿cómo representar entonces esas variaciones de fuerza en rueda? Pues la mejor manera, evidentemente, es a través de una gráfica. Creamos unos ejes de coordenadas y en ellos representamos la fuerza en rueda en el eje Y, así como la velocidad en el eje X. ¿La velocidad? Se preguntará alguno ¿porqué no las revoluciones? Representar directamente las revoluciones nos permitiría ver perfectamente cómo evoluciona la fuerza en rueda en una marcha concreta, pero si representamos la velocidad, representamos las revoluciones de forma indirecta, y esto nos permite representar las curvas de fuerza en rueda en cada una de las marchas desde 0 km/h hasta la velocidad máxima del vehículo. Para realizar esta gráfica, habrá que calcular, aparte de la fuerza en rueda que ofrece el motor en cada marcha y a cada número de revoluciones, la velocidad teórica del coche en esa marcha y a esas revoluciones para lo que usaremos el desarrollo en esa marcha concreta

Representando los resultados obtenidos, tendremos algo como esto:

fuerzaenruedacorsagsi16mg2.jpg

En la gráfica, que corresponde a un Opel Corsa GSI 16V 109cv de 1994, podemos apreciar perfectamente el nivel de la fuerza en rueda en cada una de las marchas, empezando por la izquierda, de la primera a la quinta relación. Podemos observar como, por ejemplo, a 40 Km/h podemos estar circulando en cualquiera de las 5 relaciones y apreciamos perfectamente como, de acuerdo a la lógica, tendremos mucha más fuerza en las ruedas cuanto más corta sea la relación insertada.

También podemos sacar conclusiones muy interesantes. Por ejemplo, vemos que las curvas de distintas marchas se cortan en alguna ocasión, como por ejemplo las curvas de fuerza en 4ª y 5ª relaciones, a 155 km/h. ¿qué significa esto? Pues, evidentemente, que a partir de 155 km/h el coche tiene más fuerza en rueda en 5ª marcha que en 4ª como consecuencia de la caída de potencia cerca del régimen de corte en 4ª marcha. Eso significa que, si bien en 1º y 2ª relaciones lo más rápido es apurar las marchas hasta el corte, en 3ª y 4ª vemos que sale más a cuenta cambiar un poco antes. Así aprovechamos mejor la fuerza del motor.

Como vemos, el uso de estas gráficas de fuerza en rueda nos pueden servir para, por ejemplo, conocer el momento óptimo para realizar el cambio a una relación superior, porque ya vemos que no siempre lo más eficaz es apurar todas las marchas hasta el corte.

Otra utilidad de esta gráfica es la de conocer la curva de fuerza en rueda global del coche, que saldría de obtener la envolvente superior de todas estas curvas en cada marcha. Vamos, "unir los puntos", como hacíamos en preescolar.

Pero, al margen de todos estos interesantes usos, el más útil de todos es la comparación de coches por este método. Lejos del arcaico y simple método “de barra de bar” de comparar potencias máximas sin más, tan del gusto de los profanos, la comparación de curvas de fuerza en rueda nos arroja unos resultados muchísimo más interesantes y exactos, y explica muchas diferencias entre la teoría “de barra de bar” y la práctica real.

No es extraño encontrarnos a gente medianamente entendida que ante las diferencias de prestaciones de dos coches con similar potencia máxima, achacan esas diferencias a revistas compradas o datos erróneos. Más o menos como cuando nuestros antepasados creían que un eclipse era cosa del Dios Sol que se había mosqueado y sacrificaban unas cuantas cabras vírgenes para complacerle. Cuando no sabemos cómo explicar algo se nos ocurren las más peregrinas ideas para intentar comprenderlo.

Para hacer las comparaciones más ajustadas a la realidad, nos falta un detalle más a considerar, y es el peso de los coches. No es lo mismo mover un coche de una tonelada que uno de dos, dada una curva de par y unos desarrollos, así que vamos a establecer una ponderación de los resultados de fuerza en rueda, ofreciendo el resultado por tonelada de peso. De esta manera tenemos en cuenta el peso de cada coche en la comparación y esta es mucho más ajustada a la realidad.

Por ejemplo, comparamos las gráficas de fuerza en rueda del Corsa ya comentado con las de un Seat Córdoba TDI 110, de similar potencia máxima nominal (Los más observadores se darán cuenta de que ambos modelos comparados han sido míos, una licencia de autor) y podemos apreciar muchas curiosidades interesantes. Vemos primero las curvas de potencia de ambos vehículos, y a continuación la comparativa de curvas de fuerza en rueda por tonelada.

curvasdepotenciacorsacoct0.jpg
comparativafuerzaenruedbo8.jpg

Podemos apreciar cómo las curvas de fuerza en rueda del Cordoba TDI son mucho más “picudas” que las del Corsa, al igual que pasa con la curva de potencia. Vemos como, por ejemplo, en primera marcha y a 20 km/h, el Corsa ofrece unos 700 kilos de fuerza por tonelada, contra los casi 950 del Cordoba TDI en la misma marcha y a la misma velocidad. A pesar de ser dos motores de similar potencia máxima (con lo que según los entendidos de “barra de bar” andan siempre igual) vemos que la diferencia de fuerza real en rueda es de un 33% a favor del Córdoba. Esta es la explicación clara de porqué un moderno motor turbodiesel nos da la sensación de empujar tan bien a medio régimen. Porque realmente empuja muy bien. Por eso suelen tener también unas cifras de recuperaciones en marchas largas tan buenas.

Pero también vemos cómo la situación se invierte a medida que subimos de revoluciones en la misma marcha. Esta exhuberancia de fuerza del motor TDI a medio régimen se convierte en flojedad al subir de vueltas, y la curva de fuerza cae en picado, mientras el motor de gasolina multiválvulas todavía está subiendo, lo que hace que, en la referida primera marcha, las curvas se corten en 35 km/h, momento en que el Corsa toma la delantera en fuerza en rueda hasta el corte de inyección. Esto viene a explicar perfectamente cómo un motor turbodiesel, tan satisfactorio y pleno de empuje a medio régimen, deja de serlo si se le “aprietan las tuercas” y se le fuerza al máximo. En esas circunstancias, el motor de gasolina multiválvula es mucho más satisfactorio y prestacional.

Este comportamiento es similar en todas las marchas, pero vemos que se va suavizando según ascendemos de relación, llegando a ser el caso en a quinta marcha de que el TDI sólo es superior entre 90 y 125 km/h debido a su desarrollo mucho más largo y pensado para obtener bajos consumos y un bajo ruido de rodadura.

Se vuelve a demostrar que un motor turbodiesel es especialmente adecuado para conducir a medio régimen y para mover coches pesados (ya que su fuerza en rueda máxima es claramente superior al del motor de gasolina) y que el motor atmosférico de gasolina es mucho más satisfactorio en conducción a saco apurando al máximo las marchas y usando la caja de cambios con frecuencia.

De momento dejamos el tema aquí para no sobrecargar este hilo con demasiada información. Más adelante estableceremos nuevas comparaciones.

Antes de finalizar, quiero constatar que las gráficas aquí ofrecidas han sido calculadas gracias al programa diseñado y creado por el gran ex-forero Correcaminos, y que sin su ayuda y conocimientos este hilo nunca hubiera sido posible.
fkbrz6.jpg

Comentarios

  • victorasecasvictorasecas MegaForero ✭✭✭✭✭
    interesante postimage

    5 estrellasimage
    ......................................................20170519140822.jpg.................................................
  • Alex#3Alex#3 Forero Senior
    Muy buen post. La verdad que es interesante para hacer comparativas más fiables.
    05veyronclosesawh8.jpg
  • bujiobujio MegaForero ✭✭
    Mito,un tema muy muy interesante.

    Con estos mimbres que acabas de darnos podemos plantear comparativas la mar de interesantes: BMW 330i-330d , Golf 2.0 TDI 170-Golf 1.4 TSI170...

    Un saludo.
    "Desde ahora quiero que todos unáis vuestros esfuerzos para encontrar la manera de fabricar vehículos de calidad superior"
    Kiichiro Toyoda, mayo 1939
  • ///Mito21///Mito21 MegaForero ✭✭✭
    bujio escribió :
    Mito,un tema muy muy interesante.

    Con estos mimbres que acabas de darnos podemos plantear comparativas la mar de interesantes: BMW 330i-330d , Golf 2.0 TDI 170-Golf 1.4 TSI170...

    Un saludo.

    Efectivamente. para todos aquellos interesados en buscar la explicación de muchas cosas más allá de que el Dios Sol se ha mosqueado, este concepto aporta un sinfín de posibilidades de estudio y análisis.
    fkbrz6.jpg
  • victorasecasvictorasecas MegaForero ✭✭✭✭✭
    merece ser subido este postimage
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  • robertosastrerobertosastre Forero Senior ✭✭✭
    es un tanto "osado" con ver las graficas poder aplicarlo al dia a dia....

    hay no aparece ni aerodinamica,resistencia al avance por los neumaticos,ni un monton de cuestiones..

    que rueda lleva el corsa?y el cordoba? ke peso tienen???

    ese motor no es igual en un ibiza que un toledo...

    esta bien para hacerse una idea del comportamiento del motor...pero nada real para el dia a dia...
    lo importante no es lo rapido k entres sino lo rapido k aceleres a la salida...

    ha elegido usted gasolina...gracias buen viaje

    v´ssss ......................................cada vez esta mas cerca
    fundador de la plataforma:mas autoblocante y menos tcs
    saxolateralbitonovts25wp.jpg
  • ///Mito21///Mito21 MegaForero ✭✭✭
    robertosastre escribió :
    es un tanto "osado" con ver las graficas poder aplicarlo al dia a dia....

    hay no aparece ni aerodinamica,resistencia al avance por los neumaticos,ni un monton de cuestiones..

    que rueda lleva el corsa?y el cordoba? ke peso tienen???

    ese motor no es igual en un ibiza que un toledo...

    esta bien para hacerse una idea del comportamiento del motor...pero nada real para el dia a dia...

    Creo que no me has leído bien.

    Efectivamente, no hemos tenido en cuenta la aerodinámica, pero los desarrollos de los neumáticos sí, y el peso también, por eso hablamos de fuerza en rueda por tonelada y si te fijas bajo la gráfica de fuerza en rueda están indicados los pesos de cada coche.

    Tampoco hemos tenido en cuenta las pérdidas por rozamientos en la transmisión. Efectivamente nos hemos dejado cosas en el tintero, pero muchas menos y mucho menos importantes que las que nos dejamos si comparamos las potencias máximas, que es lo más habitual. No es el paso definitivo, ese es imposible darlo en nuestro nivel de conocimientos, pero sí es un paso muy importante hacia adelante.

    Tenemos dos posibilidades. O reconocemos el avance que esto representa sobre lo que hacemos normalmente o nos quedamos lamentándonos de que esto no es la panacea y aún nos quedan cosas por aprender. Yo sin duda me quedo con la primera.
    fkbrz6.jpg
  • ///Mito21///Mito21 MegaForero ✭✭✭
    Subo este tema, por si hay alguien más a quien le interese.
    fkbrz6.jpg
  • ITT2ITT2 MegaForero
    Bueno el tema y, como apunta Robertosastre, abierto a la dicusión.
    "Cuando al cuerpo le dan por el culo, el espíritu revierte en la metafísica. Así lo afirma Parménides en un texto que, por desgracia, se ha perdido."
    Eduardo Mendoza.
    "Dar amistad al que quiere amor es como dar pan al que tiene sed"
    -Creo que es de Balzac.
    "Los coches también son hipocondríacos"
    -Es de mi mecánico de confianza.
    "Los secundarios, los que están en la sombra, son los que brillan cuando esta desaparece porque se apaga la luz".
    "Nadie tiene sueños eróticos con alguien muy simpático".
  • JuanjoJuanjo Forero Senior ✭✭✭
    Muy interesante. Al final lo que se traslada es la grafica de par escalada segun las relaciones de cambio y el peso del coche. Lo que me llama la atencion es que los puntos optimos de cambio no sean los de RPM de potencia máxima. Si "desaprovechamos" un rango de rpm con mas potencia, mas trabajo por unidad de tiempo, pues me da la impresion de que estamos haciendo algo mal.

    ¿Que sucederia si hiciesemos lo mismo con la curva de potencia para obtener la potencia en rueda?. A efectos de comparacion entre 2 modelos seria similar, pero ¿coincidirian los puntos de cruce entre relaciones de cambio con los de la grafica de fuerza en rueda?. Ya que lo tienes metido en la excel lo puedes hacer y comparamos los resultadosimage

    Otra cosa que no tiene nada que ver con lo expuesto anteriormente. En las marchas mas cortas (1ª y 2ª) la superioridad del TDI a bajo regimen es ficticia, ya que el mayor volante de inercia le va a hacer ganar revoluciones peor que al Corsa. Por eso las mediciones de potencia/par se hacen en la marcha mas larga posible.

    Saludos y es un placer encontrar temas asi.
  • zhiozhio MegaForero ✭✭✭
    Buen tema, arriba!
    La Lancia é uno stile di vita, Sarò sempre Lancista

  • ///Mito21///Mito21 MegaForero ✭✭✭
    Ahora subimos este tema para charlar.
    fkbrz6.jpg
  • sespi1919sespi1919 Forero Master ✭✭✭✭
    Buen post!!image
    image.php?type=sigpic&userid=54676&dateline=1293740158
  • perfauperfau Forero Senior ✭✭✭
    Un post muy interesante, bien expuesto y algo mas para aprender para los amantes del motor. Gracias Mito.

    En la grafica de fuerza en rueda anteriormente expuesta y esta otra, donde se tienen en cuenta la Potencia y la velocidad maxima que se puede alcanzar en cada marcha
    typer8thvsgtivmarchas.png

    Si no me equivoco ¿Al fin y al cabo se podrian extrapolar practicamente los mismos datos no? Entiendo que la grafica de fuerza en rueda es mas exacta. Tiene en cuenta mas parametros como el peso. Pero aun asi en esta sacamos como fuerza la potencia directa del motor sin perdidas e incluso en cierto modo tambien tenemos en cuenta los desarrollos de la caja. Otra duda que tenia, que no se si explicaras en la tercera parte de la trilogia, es si se puede calcular la perdida de fuerza por la transmisión de algun modo.

    Un saludo.
  • ///Mito21///Mito21 MegaForero ✭✭✭
    perfau escribió : »
    Un post muy interesante, bien expuesto y algo mas para aprender para los amantes del motor. Gracias Mito.

    En la grafica de fuerza en rueda anteriormente expuesta y esta otra, donde se tienen en cuenta la Potencia y la velocidad maxima que se puede alcanzar en cada marcha
    typer8thvsgtivmarchas.png

    Si no me equivoco ¿Al fin y al cabo se podrian extrapolar practicamente los mismos datos no? Entiendo que la grafica de fuerza en rueda es mas exacta. Tiene en cuenta mas parametros como el peso. Pero aun asi en esta sacamos como fuerza la potencia directa del motor sin perdidas e incluso en cierto modo tambien tenemos en cuenta los desarrollos de la caja. Otra duda que tenia, que no se si explicaras en la tercera parte de la trilogia, es si se puede calcular la perdida de fuerza por la transmisión de algun modo.

    Un saludo.

    Muy interesante tu aportación.

    Es otra forma de explicar lo mismo y quizás la tuya sea algo más gráfica al hablar de caballos que son una unidad que se usa con más frecuencia en el mundo del automóvil.

    En este caso estamos tratando con fuerzas en rueda teóricas, es decir, suponiendo que las pérdidas de transmisión fuesen 0, cosa que es falsa, pero que nos sirve para comparar si partimos de la base de que las diferencias de pérdidas de transmisión entre un coche u otro no son muy significativas, y difíciles de medir.
    fkbrz6.jpg
  • perfauperfau Forero Senior ✭✭✭
    Mito21 escribió : »
    Muy interesante tu aportación.

    Es otra forma de explicar lo mismo y quizás la tuya sea algo más gráfica al hablar de caballos que son una unidad que se usa con más frecuencia en el mundo del automóvil.

    En este caso estamos tratando con fuerzas en rueda teóricas, es decir, suponiendo que las pérdidas de transmisión fuesen 0, cosa que es falsa, pero que nos sirve para comparar si partimos de la base de que las diferencias de pérdidas de transmisión entre un coche u otro no son muy significativas, y difíciles de medir.

    Gracias Mito, Tenia dudas si al fin y al cabo, se podrian sacar unas conclusiones Parecidas. Por lo tanto las perdidas de la transmision son dificiles de medir no, seran datos que conoceran los propios fabricantes y no soltaran prenda.

    Queria ponerme a hacer una grafica con potencia a rueda en las diferentes marchas de mi Civic. Pero he desistido, ya que pasaba de estar todo un dia haciendo calculos una y otra vez o ponerme a crear una hoja excel. Aun asi he calculado la potencia max en rueda en 1º el resultado ha sido.

    1009,86kg a 379rpm
  • ///Mito21///Mito21 MegaForero ✭✭✭
    perfau escribió : »
    Gracias Mito, Tenia dudas si al fin y al cabo, se podrian sacar unas conclusiones Parecidas. Por lo tanto las perdidas de la transmision son dificiles de medir no, seran datos que conoceran los propios fabricantes y no soltaran prenda.

    Queria ponerme a hacer una grafica con potencia a rueda en las diferentes marchas de mi Civic. Pero he desistido, ya que pasaba de estar todo un dia haciendo calculos una y otra vez o ponerme a crear una hoja excel. Aun asi he calculado la potencia max en rueda en 1º el resultado ha sido.

    1009,86kg a 379rpm

    La hoja excel es la mejor opción sin dudas.
    fkbrz6.jpg
  • perfauperfau Forero Senior ✭✭✭
    Mito21 escribió : »
    La hoja excel es la mejor opción sin dudas.

    Si eso seguro, pero tambien tiene su trabajo, ya me pondre cuando tenga tiempo libre.

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