Caballo de fuerza

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Unidad de poder con diferentes valores

Caballos de fuerza (hp) es una unidad de medida de potencia, o la velocidad a la que se realiza el trabajo, generalmente en referencia a la salida de motores o motores. Hay muchos estándares y tipos diferentes de caballos de fuerza. Dos definiciones comunes que se utilizan hoy en día son caballos de fuerza mecánicos (o caballos de fuerza imperiales), que son aproximadamente 745,7 vatios, y los caballos de fuerza métricos, que son aproximadamente 735,5 vatios.

El término fue adoptado a finales del siglo XVIII por el ingeniero escocés James Watt para comparar la potencia de las máquinas de vapor con la potencia de los caballos de tiro. Posteriormente se amplió para incluir la potencia de salida de otros tipos de motores de pistón, así como turbinas, motores eléctricos y otra maquinaria. La definición de la unidad varió entre las regiones geográficas. La mayoría de los países ahora usan la unidad SI vatio para medir la potencia. Con la implementación de la Directiva de la UE 80/181/EEC el 1 de enero de 2010, el uso de caballos de fuerza en la UE solo se permite como unidad suplementaria.

Historia

Un equipo de seis caballos de paja en el condado de Lancaster, Pennsylvania

El desarrollo de la máquina de vapor proporcionó una razón para comparar la producción de caballos con la de las máquinas que podrían reemplazarlos. En 1702, Thomas Savery escribió en El amigo del minero:

Para que un motor que levante tanto agua como dos caballos, trabajando juntos en un momento en tal trabajo, pueda hacer, y para el cual debe haber constantemente mantenido diez o doce caballos por hacer lo mismo. Entonces digo, tal motor puede ser lo suficientemente grande para hacer el trabajo requerido para emplear ocho, diez, quince o veinte caballos para ser mantenido y mantenido constantemente por hacer tal trabajo...

La idea fue utilizada más tarde por James Watt para ayudar a comercializar su máquina de vapor mejorada. Anteriormente había acordado tomar regalías de un tercio de los ahorros en carbón de las máquinas de vapor Newcomen más antiguas. Este esquema de regalías no funcionó con clientes que no tenían máquinas de vapor existentes sino que usaban caballos en su lugar.

Watt determinó que un caballo podía hacer girar una rueda de molino 144 veces en una hora (o 2,4 veces por minuto). La rueda tenía 12 pies (3,7 m) de radio; por lo tanto, el caballo recorrió 2,4 × 2π × 12 pies en un minuto. Watt consideró que el caballo podía tirar con una fuerza de 180 libras-fuerza (800 N). Asi que:

{displaystyle P={frac {W}{t}}={frac {Fd}{t}}={frac {180~{text{lbf}}times 2.4times 2,pi times 12~{text{ft}}}{1~{text{min}}}}=32{,}572~{frac {{text{ft}}cdot {text{lbf}}}{text{min}}}.}

Watt definió y calculó la potencia en 32 572 pies⋅lbf/min, que se redondeó a 33 000 pies⋅lbf/min.

Engineering in History cuenta que John Smeaton inicialmente estimó que un caballo podría producir 22 916 pies-libras (31 070 J) por minuto. John Desaguliers había sugerido previamente 44 000 libras-pie (59 656 J) por minuto, y Tredgold sugirió 27 500 libras-pie (37 285 J) por minuto. "Watt descubrió mediante un experimento en 1782 que un 'caballo cervecero' podría producir 32 400 libras-pie [43 929 J] por minuto." James Watt y Matthew Boulton estandarizaron esa cifra en 33 000 libras-pie (44 742 J) por minuto el próximo año.

Una leyenda común dice que la unidad se creó cuando uno de los primeros clientes de Watt, un cervecero, exigió específicamente un motor que pudiera igualar a un caballo, eligió el caballo más fuerte que tenía y lo llevó al límite. Watt aceptó el desafío y construyó una máquina que en realidad era incluso más fuerte que la cifra lograda por el cervecero, y la producción de esa máquina se convirtió en caballos de fuerza.

En 1993, R. D. Stevenson y R. J. Wassersug publicaron una correspondencia en Nature que resumía las mediciones y los cálculos de las tasas de trabajo máximas y sostenidas de un caballo. Citando mediciones realizadas en la Feria Estatal de Iowa de 1926, informaron que la potencia máxima en unos pocos segundos se midió hasta 14,9 hp (11,1 kW) y también observaron que para una actividad sostenida, una tasa de trabajo de aproximadamente 1 hp (0.75 kW) por caballo es consistente con los consejos agrícolas de los siglos XIX y XX y también es consistente con una tasa de trabajo de aproximadamente cuatro veces la tasa basal gastada por otros vertebrados para una actividad sostenida.

Al considerar el equipo impulsado por humanos, un ser humano saludable puede producir alrededor de 1,2 hp (0,89 kW) brevemente (ver órdenes de magnitud) y sostener alrededor de 0,1 hp (0,075 kW) indefinidamente; los atletas entrenados pueden administrar hasta aproximadamente 2,5 hp (1,9 kW) brevemente y 0,35 hp (0,26 kW) durante un período de varias horas. El velocista jamaiquino Usain Bolt produjo un máximo de 3,5 hp (2,6 kW) 0,89 segundos en su récord mundial de 9,58 segundos de 100 metros (109,4 yd) en 2009.

Cálculo de potencia

Cuando el par $T$ está en unidades de libra-pie, la velocidad de rotación $N$ está en rpm, la potencia resultante en caballos de fuerza es

{displaystyle P[{text{hp}}]={frac {T[{text{ft}}{cdot }{text{lbf}}]times N[{text{rpm}}]}{5252}}.}

La constante 5252 es el valor redondeado de (33 000 ft⋅lbf/min)/(2π rad/rev).

Cuando el par $T$ está en pulgadas-libras,

{displaystyle P[{text{hp}}]={frac {T[{text{in}}{cdot }{text{lbf}}]times N[{text{rpm}}]}{63{,}025}}.}

La constante 63,025 es la aproximación de

{displaystyle 33{,}000~{frac {{text{ft}}{cdot }{text{lbf}}}{text{min}}}times {frac {12~{frac {text{in}}{text{ft}}}}{2pi ~{text{rad}}}}approx 63{,}025{frac {{text{in}}{cdot }{text{lbf}}}{text{min}}}.}

Definiciones

Las siguientes definiciones han sido o son ampliamente utilizadas:

Equitación mecánica hp(I)	33,000 ft·lbf/min = 550 ft⋅lbf/s ■ 17.696 lbm⋅ft²/s³ = 745.69987 W ■ 76.04 kgf⋅m/s ■ 76,04 kg ⋅ 9,80665 m/s² ⋅ 1 m/s
Fuerza de caballo métrica hp(M) – también PS, KM, cv, hk, pk, ks o ch	75 kgf⋅m/s 75 kg ⋅ 9.80665 m/s² ⋅ 1 m/s ngel 735.49875 W ■ 542.476038840742 ft⋅lbf/s
Equitación eléctrica hp(E)	746 W
Boiler caballos de fuerza hp(S)	ngel 33.475 BTU/h = 9,812,5 W
Equitación hidráulica	= caudal (US gal/min) × presión (lbf/in2) × 7/12.000 o = caudal (US gal/min) × presión (lbf/in²) / 1714 = 550 ft⋅lbf/s = 745.69987 W
A caballo de aire	= caudal (pies cúbicos / minuto) × presión (columna de agua de pulgadas) / 6,356 o = 550 ft⋅lbf/s = 745.69987 W

En ciertas situaciones, es necesario distinguir entre las diversas definiciones de potencia y, por lo tanto, se agrega un sufijo: hp(I) para potencia mecánica (o imperial), hp(M) para potencia métrica, hp(S) para caldera (o vapor) caballos de fuerza y hp(E) para caballos de fuerza eléctricos.

Caballos de fuerza mecánicos

Asumiendo la tercera definición de gravedad estándar de CGPM (1901, CR 70), g_n = 9,80665 m/s², se utiliza para definir la libra-fuerza así como el kilogramo fuerza, y la libra avoirdupois internacional (1959), un caballo de fuerza mecánico es:

1 hp	33,000 ft·lbf/min	por definición
	= 550 ft⋅lbf/s	desde entonces	1 min = 60 s
	= 550 × 0.3048 × 0.45359237 m⋅kgf/s	desde entonces	1 ft ≡ 0,3048 m y 1 lb
	= 76.0402249 kg_f⋅m/s
	= 76.0402249 × 9.80665 kg⋅m²/s³	desde entonces	g = 9.80665 m/s²
	■ 745.700 W	desde entonces	1 W W 1 J/s = 1 N⋅m/s = 1 (kg⋅m/s)²)⋅(m/s)

O dado que 1 hp = 550 ft⋅lbf/s, 1 ft = 0,3048 m, 1 lbf ≈ 4,448 N, 1 J = 1 N⋅m, 1 W = 1 J/s: 1 hp ≈ 746 W

Caballos de fuerza métricos (PS, cv, hk, pk, ks, ch)

Uno caballos de fuerza métrica se necesita para levantar 75 kilogramos por 1 metro en 1 segundo.

Las distintas unidades utilizadas para indicar esta definición (PS, KM, cv, hk, pk, ks y ch) se traducen como caballos de fuerza en inglés. Los fabricantes británicos a menudo mezclan caballos de fuerza métricos y caballos de fuerza mecánicos según el origen del motor en cuestión.

DIN 66036 define un caballo de fuerza métrico como la potencia para levantar una masa de 75 kilogramos contra la fuerza gravitacional de la Tierra sobre una distancia de un metro en un segundo: 75 kg × 9,80665 m/s² × 1 m / 1 s = 75 kgf⋅m/s = 1 PS. Esto equivale a 735,49875 W, o el 98,6 % de una potencia mecánica imperial. En 1972, el PS fue reemplazado por el kilovatio como unidad oficial de medida de potencia en las directivas de la CEE.

Otros nombres para la potencia métrica son el italiano cavallo vapore (cv), holandés paardenkracht (pk), el francés cheval -vapeur (ch), el español caballo de vapor y el portugués cavalo-vapor (cv), el ruso лошадиная сила (л. с.), el sueco hästkraft (hk), el finlandés hevosvoima (hv), el estonio <span title="texto en idioma estonio" hobujõud (hj), el noruego y el danés hestekraft (hk), el húngaro lóerő (LE), el checo koňská síla y eslovaco konská sila (k o ks), el bosnio/croata/serbio konjska snaga (KS), el búlgaro конска сила, el macedonio коњска сила (KC), el polaco koń mechaniczny (KM), esloveno konjska moč (KM), ucraniano кінська сила (к. с.), el rumano cal-putere (CP), y el Alemán Pferdestärke (PS).

En el siglo XIX, los franceses tenían su propia unidad, que usaban en lugar del CV o caballos de fuerza. Basado en un estándar de 100 kgf⋅m/s, se llamaba poncelet y se abreviaba p.

Potencia fiscal

La potencia fiscal o fiscal es una clasificación no lineal de un vehículo motorizado a efectos fiscales. Las clasificaciones de caballos de fuerza fiscales estaban originalmente relacionadas más o menos directamente con el tamaño del motor; pero a partir de 2000, muchos países cambiaron a sistemas basados en emisiones de CO₂, por lo que no son directamente comparables con clasificaciones anteriores. El Citroën 2CV lleva el nombre de su potencia fiscal francesa, "deux chevaux" (2CV).

Caballos de fuerza eléctricos

Las placas de identificación de los motores eléctricos muestran su potencia de salida, no la potencia de entrada (la potencia entregada en el eje, no la potencia consumida para accionar el motor). Esta potencia de salida normalmente se expresa en vatios o kilovatios. En los Estados Unidos, la potencia de salida se expresa en caballos de fuerza, que para este propósito se define como exactamente 746 W.

Caballos de fuerza hidráulicos

La potencia hidráulica puede representar la potencia disponible dentro de la maquinaria hidráulica, la potencia a través de la boquilla de fondo del pozo de una plataforma de perforación o puede usarse para estimar la potencia mecánica necesaria para generar un índice de flujo hidráulico conocido.

Se puede calcular como

{displaystyle {text{hydraulic power}}={frac {{text{pressure}}times {text{volumetric flow rate}}}{1714}},}

donde la presión está en psi y el caudal está en galones estadounidenses por minuto.

Los equipos de perforación funcionan mecánicamente girando la tubería de perforación desde arriba. Sin embargo, todavía se necesita energía hidráulica, ya que se requieren de 1 500 a 5 000 W para empujar el lodo a través de la barrena para limpiar la roca estéril. También se puede usar energía hidráulica adicional para impulsar un motor de lodo de fondo de pozo para impulsar la perforación direccional.

Cuando se usan unidades SI, la ecuación se vuelve coherente y no hay una constante divisoria.

{displaystyle {text{hydraulic power}}={text{pressure}}times {text{volumetric flow rate}}}

donde la presión está en pascales (Pa) y el caudal está en metros cúbicos por segundo (m³).

Caballos de fuerza de la caldera

La potencia de la caldera es la capacidad de una caldera para entregar vapor a una máquina de vapor y no es la misma unidad de potencia que la definición de 550 lb/s. Un caballo de fuerza de la caldera es igual a la tasa de energía térmica requerida para evaporar 34,5 libras (15,6 kg) de agua dulce a 212 °F (100 °C) en una hora. En los primeros días del uso del vapor, la potencia de la caldera era aproximadamente comparable a la potencia de los motores alimentados por la caldera.

El término "caballos de fuerza de la caldera" se desarrolló originalmente en la Exposición del Centenario de Filadelfia en 1876, donde se probaron las mejores máquinas de vapor de ese período. Se determinó que el consumo promedio de vapor de esos motores (por potencia de salida) era la evaporación de 30 libras (14 kg) de agua por hora, con base en el agua de alimentación a 100 °F (38 °C) y el vapor saturado generado a 70 °C. psi (480 kPa). Esta definición original es equivalente a una salida de calor de la caldera de 33 485 Btu/h (9,813 kW). Unos años más tarde, en 1884, la ASME redefinió la potencia de la caldera como la producción térmica igual a la evaporación de 34,5 libras por hora de agua "de y en" 212 °F. Esto simplificó considerablemente las pruebas de calderas y proporcionó comparaciones más precisas de las calderas en ese momento. Esta definición revisada equivale a una salida de calor de la caldera de 33 469 Btu/h (9,809 kW). La práctica industrial actual es definir "caballos de fuerza de la caldera" como una potencia térmica de la caldera igual a 33 475 Btu/h (9,811 kW), que está muy cerca de las definiciones original y revisada.

La potencia de la caldera todavía se usa para medir la producción de la caldera en la ingeniería de calderas industriales en los EE. UU. La potencia de la caldera se abrevia BHP, que no debe confundirse con la potencia del freno, a continuación, que también se abrevia BHP.

Potencia de la barra de tiro

La potencia de la barra de tiro (dbp) es la potencia que tiene disponible una locomotora ferroviaria para arrastrar un tren o un tractor agrícola para tirar de un implemento. Esta es una cifra medida en lugar de calculada. Un vagón de ferrocarril especial llamado vagón dinamómetro acoplado detrás de la locomotora mantiene un registro continuo de la fuerza de tracción ejercida y la velocidad. A partir de estos, se puede calcular la potencia generada. Para determinar la potencia máxima disponible, se requiere una carga controlable; normalmente es una segunda locomotora con los frenos aplicados, además de una carga estática.

Si la fuerza de la barra de tiro ( $F$ ) se mide en libras-fuerza (lbf) y velocidad ( $v$ ) se mide en millas por hora (mph), luego la potencia de la barra de tiro ( $P$ ) en caballos de fuerza (hp) es

{displaystyle P[{text{hp}}]={frac {F[{text{lbf}}]times v[{text{mph}}]}{375}}.}

Ejemplo: ¿Cuánta potencia se necesita para tirar de una carga de barra de tiro de 2025 libras de fuerza a 5 millas por hora?

{displaystyle P[{text{hp}}]={frac {2025times 5}{375}}=27.}

La constante 375 se debe a que 1 hp = 375 lbf⋅mph. Si se utilizan otras unidades, la constante es diferente. Cuando se usan unidades SI coherentes (vatios, newtons y metros por segundo), no se necesita una constante y la fórmula se convierte en $P = Fv$ .

Esta fórmula también se puede usar para calcular la potencia de un motor a reacción, usando la velocidad del avión y el empuje requerido para mantener esa velocidad.

Ejemplo: ¿cuánta energía se genera con un empuje de 4 000 libras a 400 millas por hora?

{displaystyle P[{text{hp}}]={frac {4000times 400}{375}}=4266.7.}

Caballos de fuerza RAC (caballos de fuerza imponibles)

Esta medida fue instituida por el Royal Automobile Club y se utilizó para denotar la potencia de los automóviles británicos de principios del siglo XX. Muchos coches tomaron sus nombres de esta cifra (de ahí el Austin Seven y el Riley Nine), mientras que otros tenían nombres como "40/50 hp", que indicaba la cifra de RAC seguida de la potencia real medida.

La potencia sujeta a impuestos no refleja la potencia desarrollada; más bien, es una cifra calculada basada en el diámetro interior del motor, el número de cilindros y una presunción (ahora arcaica) de la eficiencia del motor. Como los nuevos motores se diseñaron con una eficiencia cada vez mayor, ya no era una medida útil, pero las regulaciones del Reino Unido la mantuvieron en uso, que usaba la calificación con fines fiscales. El Reino Unido no fue el único país que utilizó la calificación RAC; muchos estados de Australia utilizaron RAC hp para determinar los impuestos. La fórmula RAC también se aplicó a veces en las colonias británicas, como Kenia (África Oriental Británica).

{displaystyle {text{RAC h.p.}}={frac {Dtimes Dtimes n}{2.5}}}

dónde

D es el diámetro (o el agujero) del cilindro en pulgadas,

n es el número de cilindros.

Dado que la potencia imponible se calculó en función del diámetro interior y la cantidad de cilindros, no en función del desplazamiento real, dio lugar a motores con "bajo cuadrado" (diámetro más pequeño que la carrera), que tendía a imponer un límite artificialmente bajo en la velocidad de rotación, lo que obstaculizaba la potencia de salida potencial y la eficiencia del motor.

La situación persistió durante varias generaciones de motores británicos de cuatro y seis cilindros: por ejemplo, el motor XK de 3,4 litros de Jaguar de la década de 1950 tenía seis cilindros con un diámetro de 83 mm (3,27 pulgadas) y un carrera de 106 mm (4,17 in), donde la mayoría de los fabricantes de automóviles estadounidenses se habían mudado hace mucho tiempo a motores V8 sobrecuadrados (diámetro grande, carrera corta). Véase, por ejemplo, el primer motor Chrysler Hemi.

Medición

La potencia de un motor puede medirse o estimarse en varios puntos de la transmisión de potencia desde su generación hasta su aplicación. Se utilizan varios nombres para la potencia desarrollada en varias etapas de este proceso, pero ninguno es un indicador claro del sistema de medición o la definición utilizada.

En general:

caballos de fuerza nominal se deriva del tamaño del motor y la velocidad del pistón y sólo es preciso a una presión de vapor de 48 kPa (7 psi);

caballos de fuerza indicados o brutos es la capacidad teórica del motor [PLAN/ 33000];

freno/net/crankshaft caballos de fuerza (poder entregado directamente y medido en el crankshaft del motor) equivale

indicó que la fuerza de caballo menos las pérdidas friccionales dentro del motor (arrastre de arrastre, varilla y pérdidas de eólicas crankshaft, arrastre de película de petróleo, etc.);

potencia del eje (la potencia entregada y medida en el eje de salida de la transmisión, cuando está presente en el sistema) es igual

crankshaft caballospower minus frictional losses in the transmission (bearings, gears, oil drag, windage, etc.);

efectivo, verdadero (thp) o comúnmente conocido como caballo de ruedas (whp) equivale

caballos de fuerza menos pérdidas friccionales en la articulación universal / s, diferencial, rodamientos de ruedas, neumático y cadena, (si está presente).

Todo lo anterior supone que no se han aplicado factores de inflación de potencia a ninguna de las lecturas.

Los diseñadores de motores utilizan expresiones distintas de la potencia para indicar objetivos o rendimiento objetivos, como la presión efectiva media del freno (BMEP). Este es un coeficiente de potencia de frenado teórica y presiones de cilindro durante la combustión.

Potencia nominal

La potencia nominal (nhp) es una regla general de principios del siglo XIX que se utiliza para estimar la potencia de las máquinas de vapor. Asumió una presión de vapor de 7 psi (48 kPa).

Caballos de fuerza nominales = 7 × área del pistón en pulgadas cuadradas × velocidad equivalente del pistón en pies por minuto/33 000.

Para los barcos de remo, la regla del Almirantazgo era que la velocidad del pistón en pies por minuto se tomaba como 129,7 × (carrera)^1/3,38. Para los vaporizadores de tornillo, se utilizó la velocidad prevista del pistón.

La carrera (o longitud de la carrera) era la distancia recorrida por el pistón medida en pies.

Para que la potencia nominal sea igual a la potencia real, sería necesario que la presión media del vapor en el cilindro durante la carrera fuera de 7 psi (48 kPa) y que la velocidad del pistón fuera la generada por la relación asumida para la paleta buques.

La Armada francesa usó la misma definición de potencia nominal que la Armada Real.

Comparación de potencia nominal e indicada del caballo
Nave	Potencia de caballo indicada (ihp)	Potencia nominal del caballo (nhp)	Relación de ihp a nhp	Fuente
Dee	272	200	1.36
Locust	157	100	1.57
Rhadamanthus	400	220	1.82
Albacore	109	60	1.82
Porcupine	285	132	2.16
Harpy	520	200	2.60
Spitfire	380	140	2.70
Espeluznante	796	280	2.85
Jackal	455	150	3.03
Suministro	265	80	3.31
Simoom	1.576	400	3.94
Héctor	3.256	800	4.07
Agincourt	6.867	1.350	5.08
Bellerophon	6.521	1.000	6.52
Monarca	7,842	1.100	7.13
Penélope	4.703	600	7.84

Potencia indicada

La potencia indicada (ihp) es la potencia teórica de un motor alternativo si no tiene fricción alguna al convertir la energía del gas en expansión (presión del pistón × desplazamiento) en los cilindros. Se calcula a partir de las presiones desarrolladas en los cilindros, medidas por un dispositivo llamado indicador del motor, por lo que se indica la potencia. A medida que el pistón avanza a lo largo de su carrera, la presión contra el pistón generalmente disminuye y el dispositivo indicador generalmente genera un gráfico de presión versus carrera dentro del cilindro de trabajo. A partir de este gráfico se puede calcular la cantidad de trabajo realizado durante la carrera del pistón.

La potencia indicada era una mejor medida de la potencia del motor que la potencia nominal (nhp) porque tenía en cuenta la presión del vapor. Pero a diferencia de las medidas posteriores, como la potencia en el eje (shp) y la potencia en el freno (bhp), no tuvo en cuenta las pérdidas de potencia debidas a las pérdidas por fricción interna de la maquinaria, como un pistón que se desliza dentro del cilindro, además de la fricción de los cojinetes, la transmisión y el engranaje. fricción de caja, etc.

Potencia al freno

La potencia al freno (bhp) es la potencia medida con un dinamómetro de tipo freno (carga) en una ubicación específica, como el cigüeñal, el eje de salida de la transmisión, el eje trasero o las ruedas traseras.

En Europa, la norma DIN 70020 prueba el motor equipado con todos los accesorios y el sistema de escape tal como se usa en el automóvil. El estándar estadounidense más antiguo (caballos de fuerza brutos SAE, denominados bhp) usaba un motor sin alternador, bomba de agua y otros componentes auxiliares como bomba de dirección asistida, sistema de escape silenciado, etc., por lo que las cifras eran más altas que las cifras europeas para el mismo motor El estándar estadounidense más nuevo (conocido como potencia neta SAE) prueba un motor con todos los componentes auxiliares (consulte "Estándares de prueba de potencia del motor" a continuación).

Freno se refiere al dispositivo que se utiliza para proporcionar una fuerza/carga de frenado equivalente para equilibrar/equilibrar la fuerza de salida de un motor y mantenerlo a la velocidad de rotación deseada. Durante la prueba, se miden el par de salida y la velocidad de rotación para determinar la potencia del freno. Los caballos de fuerza se midieron y calcularon originalmente mediante el uso del "diagrama indicador" (un invento de James Watt de finales del siglo XVIII), y más tarde por medio de un freno Prony conectado al eje de salida del motor. Los dinamómetros modernos utilizan cualquiera de varios métodos de frenado para medir la potencia de frenado del motor, la salida real del motor en sí, antes de las pérdidas en el tren motriz.

Caballos de fuerza del eje

La potencia del eje (shp) es la potencia entregada al eje de una hélice, al eje de una turbina o al eje de salida de una transmisión automotriz. La potencia en el eje es una clasificación común para motores de turboeje y turbopropulsores, turbinas industriales y algunas aplicaciones marinas.

En ocasiones, se utiliza la potencia equivalente en el eje (eshp) para clasificar los motores turbohélice. Incluye la potencia equivalente derivada del empuje residual del chorro del escape de la turbina. Se estima que se producen 2,5 libras de fuerza (11 N) de empuje de chorro residual a partir de una unidad de caballo de fuerza.

Estándares de prueba de potencia del motor

Existen varios estándares diferentes que determinan cómo se mide y corrige la potencia y el par del motor de un automóvil. Los factores de corrección se utilizan para ajustar las mediciones de potencia y par a las condiciones atmosféricas estándar, para proporcionar una comparación más precisa entre los motores, ya que se ven afectados por la presión, la humedad y la temperatura del aire ambiente. Algunas normas se describen a continuación.

Sociedad de Ingenieros Automotrices/SAE International

Los primeros "caballos de fuerza SAE" (ver potencia RAC para la fórmula)

A principios del siglo XX, los llamados "caballos de fuerza SAE" a veces se cotizaba para automóviles estadounidenses. Esto es muy anterior a los estándares de medición de caballos de fuerza de la Sociedad de Ingenieros Automotrices (SAE) y era otro nombre para la figura de caballos de fuerza ALAM o NACC estándar de la industria y el mismo que el caballo de fuerza RAC británico que también se usa con fines impositivos. Alliance for Automotive Innovation es el sucesor actual de ALAM y NACC.

Potencia bruta SAE

Antes del año modelo 1972, los fabricantes de automóviles estadounidenses clasificaban y publicitaban sus motores en caballos de fuerza al freno, bhp, que era una versión de la potencia al freno llamada potencia bruta SAE porque se medía de acuerdo con la Society of Automotive Estándares de ingenieros (SAE) (J245 y J1995) que exigen un motor de prueba estándar sin accesorios (como dínamo/alternador, ventilador de radiador, bomba de agua) y, a veces, equipado con cabezales de prueba de tubo largo en lugar de los colectores de escape OEM. Esto contrasta con los estándares de potencia neta SAE y DIN 70020, que tienen en cuenta los accesorios del motor (pero no las pérdidas de transmisión). Los estándares de corrección atmosférica para la presión barométrica, la humedad y la temperatura para las pruebas de potencia bruta SAE fueron relativamente idealistas.

Potencia neta SAE

En los Estados Unidos, el término bhp cayó en desuso en 1971-1972, cuando los fabricantes de automóviles comenzaron a citar la potencia en términos de potencia neta SAE de acuerdo con el estándar SAE J1349. Al igual que los protocolos de potencia bruta de SAE y otros caballos de fuerza de frenado, los hp netos de SAE se miden en el cigüeñal del motor y, por lo tanto, no tienen en cuenta las pérdidas de transmisión. Sin embargo, de forma similar a la norma DIN 70020, el protocolo de prueba de potencia neta SAE requiere accesorios estándar accionados por correa, filtro de aire, controles de emisiones, sistema de escape y otros accesorios que consumen energía. Esto produce clasificaciones más alineadas con la potencia producida por el motor tal como está realmente configurado y vendido.

Energía certificada por SAE

En 2005, SAE presentó "SAE Certified Power" con SAE J2723. Para obtener la certificación, la prueba debe seguir el estándar SAE en cuestión, realizarse en una instalación certificada ISO 9000/9002 y ser presenciada por un tercero aprobado por SAE.

Algunos fabricantes como Honda y Toyota cambiaron a las nuevas clasificaciones de inmediato. La potencia del Camry 3.0 L 1MZ-FE V6 de Toyota cayó de 210 a 190 hp (160 a 140 kW). El Lexus ES 330 y el Camry SE V6 (3.3 L V6) de la compañía tenían previamente una potencia nominal de 225 hp (168 kW), pero el ES 330 bajó a 218 hp (163 kW) mientras que el Camry disminuyó a 210 hp (160 kW).). El primer motor certificado bajo el nuevo programa fue el 7.0 L LS7 utilizado en el Chevrolet Corvette Z06 de 2006. La potencia certificada aumentó ligeramente de 500 a 505 hp (373 a 377 kW).

Mientras que Toyota y Honda están volviendo a probar todas sus líneas de vehículos, otros fabricantes de automóviles generalmente están volviendo a probar solo aquellos con sistemas de propulsión actualizados. Por ejemplo, el Ford Five Hundred 2006 tiene una potencia nominal de 203 caballos de fuerza (151 kW), la misma que la del modelo 2005. Sin embargo, la clasificación de 2006 no refleja el nuevo procedimiento de prueba SAE, ya que Ford no incurrirá en el gasto adicional de volver a probar sus motores existentes. Con el tiempo, se espera que la mayoría de los fabricantes de automóviles cumplan con las nuevas pautas.

SAE endureció sus reglas de potencia para eliminar la oportunidad de que los fabricantes de motores manipularan los factores que afectan el rendimiento, como la cantidad de aceite en el cárter, la calibración del sistema de control del motor y si un motor se probó con combustible de alto octanaje. En algunos casos, esto puede sumar un cambio en las clasificaciones de caballos de fuerza.

Deutsches Institut für Normung 70020 (DIN 70020)

DIN 70020 es un estándar DIN alemán para medir la potencia de los vehículos de carretera. Los caballos de fuerza DIN se miden en el eje de salida del motor como una forma de potencia métrica en lugar de potencia mecánica. De manera similar a la clasificación de potencia neta SAE, y a diferencia de la potencia bruta SAE, las pruebas DIN miden el motor tal como está instalado en el vehículo, con el sistema de enfriamiento, el sistema de carga y el sistema de escape estándar, todos conectados. DIN hp a menudo se abrevia como "PS", derivado de la palabra alemana Pferdestärke (literalmente, "caballos de fuerza").

CUNA

Un estándar de prueba de la italiana CUNA (Commissione Tecnica per l'Unificazione nell'Automobile, Comisión Técnica para la Unificación del Automóvil), una entidad federada de la organización de estándares UNI, se utilizó anteriormente en Italia. CUNA prescribió que el motor se probara con todos los accesorios necesarios para su funcionamiento (como la bomba de agua), mientras que todos los demás, como el alternador/dínamo, el ventilador del radiador y el colector de escape, podrían omitirse. Toda la calibración y los accesorios tenían que ser como en los motores de producción.

Comisión Económica para Europa R24

ECE R24 es un estándar de la ONU para la aprobación de las emisiones, la instalación y la medición de la potencia del motor de encendido por compresión. Es similar al estándar DIN 70020, pero con diferentes requisitos para conectar el ventilador de un motor durante la prueba, lo que hace que absorba menos energía del motor.

Comisión Económica para Europa R85

ECE R85 es un estándar de la ONU para la aprobación de motores de combustión interna con respecto a la medición de la potencia neta.

80/1269/CEE

80/1269/EEC del 16 de diciembre de 1980 es un estándar de la Unión Europea para la potencia del motor de vehículos de carretera.

Organización Internacional de Normalización

La Organización Internacional de Normalización (ISO) publica varios estándares para medir la potencia del motor.

ISO 14396 especifica el requisito adicional y método para determinar el poder de reciprocar motores de combustión interna cuando se presenta para una prueba de emisión de escape ISO 8178. Se aplica a la reciprocación de motores de combustión interna para uso terrestre, ferroviario y marítimo, excluyendo motores de vehículos motorizados diseñados principalmente para uso vial.
ISO 1585 es un código de prueba de potencia de motor para vehículos de carretera.
ISO 2534 es un código de prueba de potencia bruto de motor destinado a vehículos de carretera.
ISO 4164 es un código de prueba de potencia de motor para mopeds.
ISO 4106 es un código de prueba de potencia de motor para motocicletas.
ISO 9249 es un código de prueba de potencia de motor para máquinas móviles de tierra.

Estándar industrial japonés D 1001

JIS D 1001 es un código japonés de prueba de potencia neta y bruta del motor para automóviles o camiones con encendido por chispa, motor diésel o motor de inyección de combustible.

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