Potencias en los motores de 2 tiempos en aviación ultraligera

La potencia mide el régimen de entrega de trabajo por unidad de tiempo, es una medida de la utilidad práctica del motor. Podemos expresarla mediante la ecuación:

Pb=pme*V*N

en donde, pme es la presión media efectiva, V la cilindrada total y N las rev/seg.

Representando los valores de P_b y V de todos los motores, obtenemos una nube de puntos bastante dispersa, provocada por la gran variedad de velocidades N (de 4.000 a 10.000 rpm). Como queremos obtener una expresión que haga depender la potencia, P_b, de alguna característica geométrica, sustituimos N, poniendolo en función de la velocidad media del pistón,u_p, y expresamos la cilindrada, V, por:

V = Ap* C* i

en donde A_p es el área del pistón, C la carrera e i el número de cilindros. Así:

Pb=pme/2*up* Ap*i

En el siguiente gráfico se han dibujado las rectas de regresión correspondientes a la Potencia, P_b, en funcion del área del pistón, A_b. Puede observarse que el coeficiente de regresión es alto para las rectas de las clases D/C =1,05; 1,15 y 1,25, y mediano para la correspondiente a la D/C > 1,30. La pendiente de estas rectas da la potencia por unidad de área del pistón, que es un parámetro que mide el éxito del diseñador en la utilización del área del mismo. Comparando estas rectas con la ecuación anterior vemos que este parámetro depende de las pme y u_b. Se observa, también que, a medida que crece la magnitud del área también se incrementa la diferencia entre potencias, siendo la más alta para la clase D/C=1,05.

Dado que la velocidad media del pistón, u_b, colabora a la dispersión de los datos, podemos establecer una “potencia normalizada”, dividiendo la potencia al freno, entre la velocidad media del pistón. Así:

Pb/up =pme/2* Ap*i

En el gráfico siguiente, se ven las rectas de regresión correspondientes a ésta potencia “normalizada”.

Podemos observar que los coeficientes de regresión son muy buenos en todos los casos. Vemos claramente que esta potencia normalizada tiene una dependencia muy directa del área del pistón y que las más altas corresponden a valores de la relación D/C próximas a 1 o ligeramente superior. A partir de ahí, para un área del pistón constante las potencias son más bajas a medida que la relación D/C se hace mayor. El efecto es no lineal, pues se observa que las rectas de las clases 1,15 y 1,25 prácticamente coinciden.

De todo lo anterior, vemos que la relación D/C es un parámetro importante a la hora de seleccionar un motor. Parece buena práctica elegir un motor con la relación D/C =1 o ligeramente superior.