Calculadora de potencia en hp: par, rpm y cuarto de milla

Cómo convertir el par motor en caballos de potencia

Se multiplica el par en lb-ft por el régimen del motor en rpm y se divide entre 5252: hp = lb-ft × rpm ÷ 5252. Con los valores iniciales, un motor que da 350 lb-ft a 5600 rpm produce unos 373,2 hp, que son 278,3 kW o 378,4 PS. En unidades métricas, kW = N·m × rpm ÷ 9549. Las dos cifras, par y régimen, deben tomarse en el mismo punto de funcionamiento.

En esta guía, hp es el caballo de potencia mecánico anglosajón (horsepower). El caballo de vapor métrico, que en España y en buena parte de Latinoamérica se escribe CV, es otra unidad y aparece en la calculadora como PS.

De dónde sale el 5252

Un caballo de potencia mecánico equivale a 33 000 ft·lbf de trabajo por minuto. Un par de 1 lb-ft realiza 2π ft·lbf de trabajo en cada vuelta, así que 33 000 ÷ 2π = 5252,11 es el factor que convierte lb-ft × rpm en hp. La constante métrica es 60 000 ÷ 2π = 9549,30.

La calculadora usa 2π exacto. Con el 5252 redondeado, el ejemplo da 373,19 hp en lugar de 373,18 hp; la diferencia solo aparece en la segunda cifra decimal.

Cómo pasar de potencia a par

Basta con despejar: lb-ft = hp × 5252 ÷ rpm. Para obtener 300 hp a 6000 rpm hacen falta 262,6 lb-ft; para los mismos 300 hp a 3000 rpm, el doble, 525,2 lb-ft.

Con cifras métricas, N·m = kW × 9549 ÷ rpm. Una potencia de 300 PS (220,6 kW) a 6000 rpm corresponde a 351,2 N·m, o 259,0 lb-ft.

hp, PS y kW son unidades distintas

• Caballo de potencia mecánico (hp): 550 ft·lbf/s = 745,699872 W
• Caballo de vapor métrico (PS, también CV o ch): 75 kgf·m/s = 735,49875 W
• Kilovatio (kW): 1000 W

Por tanto, 1 hp = 1,0139 PS, y una ficha técnica europea de 300 PS equivale a 295,9 hp o 220,6 kW. Los factores proceden de la guía NIST SP 811.

Potencia en el cigüeñal y potencia en las ruedas

La potencia en el cigüeñal se mide en el eje de salida del motor. La potencia en las ruedas es la que marca un banco de rodillos después de que la caja de cambios, el árbol de transmisión y el diferencial se hayan quedado con su parte.

Potencia en ruedas = potencia en cigüeñal × (1 − pérdida). Con la pérdida inicial del 15 %, los 373,2 hp en el cigüeñal se quedan en 317,2 hp en las ruedas. En sentido contrario, potencia en cigüeñal = potencia en ruedas ÷ (1 − pérdida).

Un coche que da 300 hp en las ruedas con un 15 % de pérdida tiene 300 ÷ 0,85 = 352,9 hp en el cigüeñal. Sumar un 15 % a 300 da 345 hp, una cifra demasiado baja.

La regla práctica de Garrett Motion es una pérdida del 10 % para la tracción delantera, del 15 % para la trasera y del 20 % para la total, y algo más con cambio automático. Las pérdidas reales son en parte fijas y en parte proporcionales a la potencia, de modo que cualquier porcentaje único es una aproximación.

Cómo estimar la potencia con un tiempo de cuarto de milla

Las fórmulas de aceleración relacionan el peso de carrera, la potencia y el tique de tiempos de la pista. La mayoría de las calculadoras en línea usan las de Hale:

• Con la velocidad final: hp = W × (mph ÷ 234)³
• Con el tiempo transcurrido: hp = W ÷ (ET ÷ 5,825)³

W es el peso en libras con el piloto a bordo. Un coche de 3500 lb que cruza el final a 105 mph da 3500 × (105 ÷ 234)³ = 316,2 hp; son los valores iniciales del modo de velocidad final.

Otros ajustes publicados no coinciden. Para el mismo coche, Huntington (1958) da 360,5 hp, Fox (2001) 333,0 hp y el mejor ajuste de Jeff Lucius a 243 pruebas de Road & Track, 323,7 hp. La calculadora muestra las cuatro fórmulas en una tabla para que se vea esa dispersión.

La velocidad final sigue a la potencia más de cerca que el tiempo transcurrido, porque la salida y la tracción afectan sobre todo al ET. Lucius obtuvo un R² de 0,93 con su ajuste por velocidad final, frente a 0,91 con el ET.

Las fórmulas estiman la potencia neta del motor, en el volante. Para una cifra en las ruedas se descuenta la pérdida de la transmisión: 316,2 hp × 0,85 = 268,8 hp en las ruedas.

Resultados comparados

Los valores iniciales son 350 lb-ft a 5600 rpm. La fila del par métrico usa 400 N·m a 3000 rpm, y la de potencia medida en ruedas, 300 hp en las ruedas con un 15 % de pérdida. Las dos últimas filas son un coche de 3500 lb a 105 mph con la fórmula de Hale y con el mejor ajuste de Lucius.

Errores frecuentes

• Mezclar puntos de funcionamiento. El par máximo llega a menos rpm que la potencia máxima, así que multiplicar el par máximo por las rpm de potencia máxima sobrestima el motor.
• Tratar los PS como hp. 300 PS son 295,9 hp, y cambiar solo la etiqueta exagera la potencia en un 1,4 %.
• Sumar la pérdida a la potencia en ruedas. Hay que dividir entre (1 − pérdida).
• Usar N·m con 5252. Esa constante exige lb-ft; los N·m van con 9549 y dan kW.
• Usar el peso en orden de marcha sin piloto para un tique de tiempos. Las fórmulas esperan el peso de carrera con el piloto.
• Usar un tiempo de octavo de milla o de 0 a 60 mph. Las constantes se ajustaron con resultados de cuarto de milla.

Unidades y puntos de medida

• El par admite lb-ft o N·m, y la potencia, hp, kW o PS.
• Indica si la cifra de par o de potencia se midió en el cigüeñal o en las ruedas; la pérdida de la transmisión puede ir del 0 al 60 %.
• El peso de carrera puede ir en lb o kg y la velocidad final en mph o km/h; el ET se expresa en segundos.

Para convertir unidades sin más, usa el conversor de kW a hp o el conversor de par. La calculadora de trabajo, energía y potencia obtiene la potencia como trabajo realizado por unidad de tiempo.