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Bancos de Potencia. Todo lo que querías saber y nunca te atreviste a preguntar

Escrito por el 31/08/2012 en Técnica

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¿Es una herramienta normalizada y reglada? ¿Miden todos los bancos de la misma manera? ¿Por qué no se consiguen los mismos resultados entre los diferentes bancos de potencia? ¿Por qué la mayoría de las veces no se consiguen los valores declarados por los fabricantes en su publicidad?…

El uso de los bancos de potencia se ha extendido, y por ejemplo en España es difícil que no encuentres uno a menos de 100 Km. a la redonda de donde residas, pero todavía hay un gran vacío, en general, en el conocimiento de cómo funcionan estas máquinas, cuales son sus fundamentos físicos y que proceso siguen hasta presentar los datos en pantalla. Para responder a todas esas preguntas que cada vez que lees la prueba de una moto o un coche te haces, he preparado este artículo.

Las primeras diferencias en los resultados de los bancos vienen de lejos, de la propia definición de las magnitudes a medir por parte de las diferentes culturas. Los alemanes, pioneros en la fabricación de bancos en Europa, empezaron originariamente a medir la potencia en caballos de fuerza (PS= Pferdestärke), mientras que los ingleses lo hacían en caballos de vapor (HP, horsepower), del sistema imperial, que aunque prácticamente de igual valor, no equivalían exactamente (1 PS = 0.9858 HP). Primeras diferencias entre bancos alemanes y anglosajones.

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Aunque la mayoría de los bancos que se venden en Europa utilizan la norma ISO 1585 (internacional), existen otras tres igual de importantes, como son la SAE J1349 (Americana), DIN 70020 (Alemana) y la JIS D1001 (Japonesa). Las normas tratan de estandarizar y redactar las reglas con las que se rigen los ensayos, pero cada “bloque económico” tiene las suyas. En el caso de la ISO 1585, se trata de una compensación teniendo en cuenta las condiciones atmosféricas y la cilindrada del vehiculo ensayado. La compensación atmosférica se realiza al introducirle al banco los datos atmosféricos. El programa compensa y permite que dos personas con el mismo banco y el mismo vehículo, pero en lugares atmosféricamente muy diferentes, obtengan resultados similares que puedan ser comparados y contrastados. Así se consigue que un motor ensayado a nivel del mar, obtenga los mismos valores que si lo pruebas a 1000 metros de altura, por ejemplo, aunque en la realidad a esa altitud cualquier motor de explosión pierde rendimiento.

El caso de la compensación por cilindrada es aún más farragoso: El software necesita saber la inercia del rodillo, que es fija y conocida, y la de todas las partes móviles que giran dentro del motor ensayado, pero claro, como ese dato sería muy difícil de calcular y diferente para cada motor, se toma un valor estandarizado para cada cilindrada, con el riesgo que ello implica, ya que un motor 4 en línea de 600 cc tiene muy diferente inercia a un monocilindrico de la misma cilindrada, pero con menos piezas y de diferente tamaño girando. Estos valores se obtienen matemática y empíricamente por cada fabricante, así que aquí tenemos la primera gran fuente de diferencias entre las diferentes marcas.

Además, y como puedes imaginar, no todas las normas de los diferentes países siguen las mismas pautas, por lo que encontramos aquí una nueva fuente de diferencias entre bancos de potencia. ¿Empiezas a entender ahora por que las motos japonesas anuncian siempre unas potencias que casi nunca alcanzan una vez probadas en Europa? Los bancos japoneses son diferentes, pero además las tácticas de los fabricantes muy “especiales”. Así, para homologar la potencia de un nuevo modelo, se sirven de montar ese motor a ensayar de manera casi artesanal, perfeccionando los ajustes, para conseguir el equilibrado ideal del mismo. Le ponen un aceite de muy baja viscosidad y en muy poca cantidad, buscando minimizar el rozamiento y la potencia perdida. Luego, una vez en el banco de homologación, ya solo queda hacer un ensayo a una temperatura a la que jamás te atreverías a abrir el gas a fondo de tu amada moto, ¡y ya está!, obtienen esos 10-12 caballos que por ejemplo siempre faltan en las motos de 600 c.c. niponas.

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Pero claro, y ahora alguien dirá… pero sí que hay bancos que si que consiguen esos mismos valores fabulosos de homologación. Efectivamente, dado que explicar lo anteriormente expuesto es algo no muy recomendable si tienes que hacerlo motero a motero, algunas marcas de bancos, presionadas por sus clientes, y estos a su vez por los usuarios que se sienten “algo estafados”, recurren a triquiñuelas de software para “inflar” los valores reales y así acercarlos a los de homologación. Otros fabricantes, para no “manchar sus manos” dejan la posibilidad de modificar ciertos parámetros de la configuración de los programas (como el dato de la inercia del rodillo) para que así los clientes que no resistan, pues cambien los valores y eleven las cifras obtenidas en los ensayos hasta nivelarlas con las publicitadas.

Llegados a este punto, es fácil entender por que las motos europeas suelen aproximarse mucho más a los datos de catálogo, y es que han sido homologadas en bancos europeos con la norma ISO, la misma que más tarde es usada en la mayoría de los bancos del viejo continente.

Por cierto, un poco más arriba he mencionado otro parámetro fundamental al buscar una explicación a las diferentes mediciones de los bancos: La temperatura. Un motor de 600 c.c., por ejemplo, pierde del orden de 5 CV cada 10 grados de aumento de temperatura, así que, de hacer el ensayo a 80 grados Celsius a hacerlo a 100, puede haber hasta 10 CV de diferencia y esto nos da una idea de porque en competición se recurre a grandísimos (y carisimos) radiadores para tener la temperatura bajo control.

Una vez dadas las explicaciones anteriores, no quiero que parezca que la utilización de los bancos de potencia es algo baladí, falto de interés o de poca importancia, todo lo contrario, lo que ocurre es, que la verdadera razón de ser de un banco de potencia, más que medir, es la posibilidad de comparar ya que te permite descartar lo que no funciona y quedarte con lo que si, por lo que puedes siempre dar pasos positivos. Imaginad hasta que punto es interesante, utilizando el método de ensayo-error, que preparadores como el exitoso holandés Ten Kate han basado su éxito en este método con un banco de pruebas, hasta el punto de tener dos personas, 8 horas al día, exclusivamente probando miles de distintas soluciones en banco.

 TIPOS DE BANCOS

Existen dos tipos de banco hoy día, los inerciales y los estacionarios, aunque son los primeros los más extendidos, por su simplicidad, economía de adquisición y su perfecta adaptación a las necesidades de preparadores y talleres de reparación.

El banco estacionario consta de un rodillo de mínima inercia adosado a un sistema de absorción de energía (normalmente un freno eléctrico). El freno eléctrico, controlado mediante software, permite estabilizar la moto al régimen de motor que deseemos, durante largo tiempo, con objeto normalmente de hacer pruebas de desarrollo de nuevos modelos. Con este tipo de bancos se realizan ensayos de durabilidad de materiales, consumos, desgastes, etc., toda aquella información que requiera de largos periodos de ensayo para ser obtenida. Los fabricantes de todo tipo de vehículos, cilindros, motores y centros de homologación, son los principales usuarios de estos bancos de elevado coste de adquisición.

El banco inercial, sin embargo, es el preferido de preparadores, talleres y equipos de competición, ya que es el más indicado para medir las prestaciones absolutas de los vehículos ensayados, y permite así hacer comparaciones entre diferentes estados del motor y distintos componentes.

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Como su nombre indica, consta de un rodillo con una determinada inercia conocida, el cual es acelerado por la moto. Éste gana velocidad con el paso del tiempo, parámetros ambos medidos instantáneamente, y el programa informático calcula el trabajo necesario para mover esa inercia a esa velocidad y en ese tiempo, y por ende la potencia que genera a la rueda de la moto ensayada.

Estos bancos pueden llevar o no una unidad de frenado mecánico, que sirve únicamente para bajar la velocidad del rodillo a la finalización del ensayo. Este freno es comúnmente confundido con el que equipan los bancos estacionarios para absorber energía, pero son totalmente diferentes en concepto y función.

Para el cálculo de la potencia al motor, se realiza un ensayo en pérdidas, cortando gas y cogiendo el embrague en el momento de corte de encendido, dejando que entonces el programa calcule la potencia negativa generada por el movimiento de la transmisión, y se la sume a la positiva a régimen de potencia máxima, para así conseguir el dato de potencia total al embrague.

Este es otro punto clave de diferencias entre diferentes datos ofrecidos, ya que hay personas que hablan de potencia motor y a rueda indiferentemente, cuando en la realidad suele haber entre un 6 y un 8% de diferencia entre ambos valores. Además, hay quien ofrece valores de potencia al embrague hablando de scooters, aún a sabiendas (o ignorando), de que en estos tipos de motocicletas, no podemos coger el embrague al final del ensayo, simplemente por que es automático, por lo que al llegar al final de la fase de aceleración y cortar gas, no podemos separar el freno termodinámico del de transmisión, por lo que no podemos calcular la potencia real pérdida en estos vehículos, al no poder aislar sus pérdidas por transmisión y poder medirlas.

ALGUNOS TERMINOS PARA HABLAR CON PROPIEDAD

Par motor: Es una magnitud física que nos da una idea de cómo evoluciona la potencia de un motor. Representa la capacidad del motor para producir trabajo. Las explosiones en la cámara de combustión empujan el pistón hacia abajo, y su movimiento alternativo se convierte en giros del cigüeñal. Aquí se puede medir la fuerza del motor como un par de torsión. Se mide en Newton/metro (o en kilopondio/metro), y teóricamente expresa la fuerza de torsión que tendríamos en el extremo de un brazo de palanca aplicado al motor que midiera un metro de longitud. El par depende del régimen de giro, pues la fuerza de las explosiones depende del llenado de la cámara. Según el motor, existe un régimen determinado al que se obtiene el par máximo. Y con el par que rinde el motor a cada régimen se determina la llamada curva de par.

Potencia: Es la cantidad de trabajo que se realiza en una unidad de tiempo. La potencia de un motor se mide en kilovatios (kW) según la actual norma de homologación UE o en caballos (CV) según la antigua norma DIN; es el resultado de multiplicar el par motor por el número de revoluciones. Por ello suele suceder que, a pesar de que el par motor disminuye a partir de cierto régimen de giro (el que corresponde con el par máximo), la potencia siga aumentando, siempre que el incremento de régimen compense la pérdida de par.

Elasticidad: Potencia a bajo y medio régimen, con relación a la que da el motor en régimen alto. La elasticidad es, por tanto, una proporción: un motor es «elástico» cuando a bajo y medio régimen tiene una proporción alta de la potencia máxima. Cuanto más elástico es el motor, mejor capacidad de recuperación tiene el vehículo (a igualdad de todos los demás factores). A efectos prácticos, la ventaja de un motor elástico es que da más aceleración en marchas largas que uno que no lo sea. Gracias a ello, es posible conducir en marchas largas en ocasiones en las que con un motor menos elástico, habría que reducir. La expresión «bajo» o «medio» régimen también hace referencia a una proporción. Para un motor cuyo régimen máximo es 9.000 r.p.m, 5.000 sería «medio» régimen. Si el motor alcanza 15.000 r.p.m, entonces 5.500 r.p.m sería «bajo» régimen.

 

Comentarios

  • HE de decir, que tremendamente interesante, y muy instructivo.

    Ale, a seguir asi, macho!!!!

    Un abrizo!!

  • FRANCISCO GARCIA dice:

    MUY BUENO

  • Nicolas dice:

    Muy bueno quisiera nhacerte una pregunta ¡como calculo el peso de un rodillo para fabricar uno

  • porcelli antonio dice:

    Necesitaria hacer algunas consultas en privado, como podemos hacer contacto
    gracias
    Tony Porcelli

  • miguel dice:

    me encanto esta nota y me interesa conocer un poco mas sobre el peso de los rodillos me gustaría contactarme con usted.

  • Miguel A. Fernandez dice:

    Hola Miguel y Nicolas
    Respecto a vuestras preguntas sobre como calcular el peso de los rodillos, lamento no poder ayudaros, ya que todos esos cálculos los realiza el ingeniero que quiere desarrollar el banco de potencia en concreto.
    En el caso de este artículo, el ingeniero es Antonio Maeso, que está afincado en Almería (España)

  • António Valente dice:

    Olá
    Tenho em vista construir um banco de potência, onde poderei arranjar informação técnica para tal ?

    Obrigado

    Óptimo Ano 2016.

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