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kW, hp y Nm: cómo leer las cifras de potencia de un camión

Por qué un camión se vende en caballos de fuerza pero se homologa en kilovatios, qué indica realmente una cifra de par a 900 rpm, y los 5 kW por tonelada que exige la ley.

Paccar MX-13 engine coupled to its gearbox, displayed at IAA 2016
Michael KR — CC BY-SA 4.0

La ficha técnica de una tractora suele decir algo como «390 kW / 530 hp, 2.600 Nm». Tres cifras, dos de las cuales son en realidad la misma cifra, y ninguna le dice directamente si el camión mantendrá los 85 km/h subiendo el Brennero a 40 toneladas. Las tres son útiles, pero solo si sabe qué mide cada una y dónde se ha medido.

Dos de las tres cifras son la misma cifra

Los kilovatios y los caballos de fuerza son la misma magnitud expresada en unidades distintas. En la UE, el kilovatio es la unidad legal: Council Directive 80/181/EEC convierte el vatio en la unidad SI legal de potencia, y cualquier otra unidad impresa junto a ella es una «indicación suplementaria» que debe figurar en caracteres no mayores que los de la unidad legal. La documentación de homologación de tipo se expresa en kilovatios. La cifra en caballos de fuerza es una cortesía para el mercado.

También existen dos caballos de fuerza. El caballo de fuerza métrico —PS en Alemania, ch en Francia, pk en los Países Bajos— equivale a 735,5 W. El caballo de fuerza de freno imperial equivale a 745,7 W. Así, 390 kW son 530 PS pero solo 523 bhp, una diferencia de siete que es enteramente un artefacto de qué país redactó el folleto. Los fabricantes de camiones del continente usan el métrico, y por eso las denominaciones de los modelos son como son: un Scania con la insignia 560 desarrolla 412 kW, el 640 de MAN son 471 kW, un Volvo FH 540 son 397 kW, y un Mercedes Actros L 1845 son 450 PS —330 kW— con el 18 inicial indicando la clase de peso y no ninguna característica del motor.

Si está comparando camiones entre mercados, convierta todo a kilovatios primero. Es la única cifra que significa lo mismo en cualquier folleto.

De dónde procede la cifra, y qué excluye lo «neto»

La potencia del motor para la homologación de tipo es potencia neta, y la definición es precisa. UN Regulation No 85 la define como la potencia obtenida en un banco de pruebas al final del cigüeñal, con los elementos auxiliares indicados en los anexos del reglamento instalados, y determinada en condiciones atmosféricas de referencia. Para los motores de servicio pesado en la UE, la medición se realiza conforme a Annex XIV of Regulation (EU) No 582/2011, que adopta el método UNECE.

De ahí se derivan dos consecuencias. La primera, que la cifra es realmente comparable entre fabricantes: es una medición homologada, no una afirmación comercial, y los auxiliares montados en el motor ya están descontados. La segunda, que se mide en el cigüeñal, de modo que la transmisión aún no se ha llevado su parte. Nada en la ficha técnica le dice qué llega finalmente a la rueda.

El par es el dato; la potencia es aritmética aplicada a él

La potencia no es una propiedad independiente. Es el par multiplicado por la velocidad de giro:

P (kW) = T (Nm) × n (rpm) / 9,549

Lo cual significa que las dos cifras destacadas son en realidad una sola curva muestreada en dos puntos distintos. El Super de 13 litros de Scania desarrolla su par máximo de 2.800 Nm desde 900 rpm, y su potencia nominal de 412 kW a 1.800 rpm. Haga el cálculo: a 900 rpm, esos 2.800 Nm equivalen a 264 kW. A la velocidad nominal, el motor produce 412 kW, pero el par ha caído a unos 2.186 Nm. El par bajó una quinta parte mientras la potencia subió más de la mitad, porque las revoluciones se duplicaron.

Esa es toda la relación. El par es lo que resiste la pendiente en un momento dado. La potencia es el par combinado con la velocidad de giro, y por tanto lo que determina la rapidez con la que se puede realizar el trabajo: qué tan rápido se sube, no si se sube.

Para una tractora de larga distancia, la pregunta útil no es el pico de ninguna de las dos curvas, sino cuán ancha es la meseta de par y en qué punto empieza. Mercedes indica el par máximo a 1.100 rpm en toda la gama Actros L, y Top Torque añade otros 200 Nm en la duodécima marcha. Ese último detalle vale más de lo que su tamaño sugiere: es lo que permite al camión mantener la marcha más larga en una subida en lugar de reducir, perder inercia y quemar combustible para recuperarla.

La velocidad nominal, y por qué una baja es un argumento de venta

La velocidad nominal es el régimen del motor al que se alcanza la potencia máxima, y compararla entre fabricantes resulta más informativo que comparar la propia potencia. El MX-13 de PACCAR en el DAF XG+ está calibrado a 1.600 rpm; el motor de 13 litros de Scania y el D38 de MAN están calibrados a 1.800. Una velocidad nominal más baja con una potencia comparable implica que el par hace más parte del trabajo, y suele venir acompañada de una relación final más larga.

Esto es el downspeeding, y es la estrategia de consumo dominante en el transporte de larga distancia europeo: circular de 1.000 a 1.200 rpm, donde el motor es más eficiente, y confiar en una meseta de par generosa junto con una caja de cambios automatizada con relaciones suficientes para permanecer ahí. Solo funciona si el par en ese régimen es realmente alto. Un camión con una cifra de potencia máxima impresionante pero una banda de par estrecha y de régimen alto cambiará de marcha constantemente en terreno ondulado y consumirá más que uno nominalmente más débil.

Existe un mínimo legal, y es más bajo de lo que la mayoría supone. Commission Regulation (EU) No 1230/2012, Annex I Part C, exige que los vehículos N2 y N3 proporcionen al menos 5 kW por tonelada de la masa máxima autorizada técnicamente admisible de la combinación. A 40 toneladas eso son 200 kW; a 44 toneladas, 220 kW. Las tractoras construidas para cargas indivisibles tienen un mínimo reducido de 2 kW por tonelada. El mismo anexo exige que un vehículo diseñado para remolcar, cargado hasta su masa máxima de la combinación, arranque cinco veces en cinco minutos en una pendiente de al menos 12%.

Todas las tractoras de un catálogo europeo convencional superan los 200 kW con holgura: los motores más ligeros de la gama empiezan en torno a los 240 kW. Así que la pregunta nunca es si un camión es legal, sino qué se obtiene con los 100 a 250 kW que se añaden por encima de ese mínimo.

Qué cifra importa para qué trabajo

Para 40 toneladas en carreteras en buen estado y con topografía normal, algo en la región de 330 a 370 kW no es una solución de compromiso: es la respuesta correcta. Más potencia cuesta más en el precio de compra, en peso y normalmente en combustible, y compra un margen de horario que quizá no necesite.

El trabajo condicionado por el peso argumenta justo lo contrario. Las opciones de nueve y once litros —el D15 de MAN, de 243 a 294 kW, el MX-11 de PACCAR, el OM 470 de Mercedes— existen porque un bloque motor más ligero es carga útil, y en una cisterna o un basculante a granel que circula al límite de peso, eso es ingreso.

Las pendientes sostenidas, las 44 toneladas en adelante, o las combinaciones escandinavas muy por encima de eso, son donde los bloques grandes se ganan el sueldo. El V8 de 16 litros del Scania S-series llega a 566 kW, el D38 de MAN a 471 kW, y el OM 473 de Mercedes a 460 kW con 3.000 Nm. Cómprelos por el par y por el margen térmico en subidas largas, no por la velocidad punta.

Lo que la cifra de potencia no puede decirle

No puede decirle el consumo de combustible. Desde 2019 este se certifica por separado para el vehículo completo conforme a Regulation (EU) 2017/2400 mediante la simulación VECTO, que tiene en cuenta la aerodinámica, los neumáticos, la relación de eje y la transmisión junto con el motor. Dos tractoras con la misma potencia nominal en kilovatios pueden declarar consumos considerablemente distintos.

Tampoco puede decirle la capacidad de subida a su peso bruto, porque esta depende tanto de la relación de marchas como del motor. Si una cuesta es la razón por la que está especificando el camión, pida las cifras de arrancabilidad y de capacidad de subida en pendiente para la transmisión exacta, no la potencia nominal del motor.

Fuentes

  1. UNECE Regulation No 85 — approval of engines and electric drive trains with regard to the measurement of net power — United Nations Economic Commission for Europe (via EUR-Lex, CELEX 42006X1124(03))
  2. Commission Regulation (EU) No 1230/2012 — type-approval requirements for masses and dimensions — legislation.gov.uk (assimilated EU law)
  3. Council Directive 80/181/EEC on units of measurement — legislation.gov.uk (assimilated EU law)
  4. Commission Regulation (EU) No 582/2011 — heavy-duty engine type-approval, Annex XIV net engine power — legislation.gov.uk (assimilated EU law)
  5. Super powertrain — 13-litre engine range — Scania
  6. Actros L — technical data and model overview — Mercedes-Benz Trucks
  7. Lorries, buses and coaches — VECTO and CO2 certification of heavy-duty vehicles — European Commission — Climate Action