Qué es el par motor de un coche

Seguro que a la hora de cambiarte de coche tienes en cuenta un montón de variables como potencia, velocidad máxima, aceleración... Todas estas te indican diferentes dimensiones del vehículo para que puedas comprender al 100% todas sus capacidades.

Sin embargo, una variable importante y menos conocida de un coche es el par motor o torque en inglés. Este dato, que sí se publicitaba hace años en las par motoes comunicaciones publicitarias de las marcas de coches más famosas, ha ido entrando en desuso debido a la confusión que creaba respecto a la potencia.

Por eso en este post vamos a contarte TODOS los detalles del par motor. No solo vas a aprender qué es, sino que sabrás cómo afecta a tu coche y si es lo mismo que la potencia (spoiler: no es lo mismo).

Qué es el par motor

La verdad que la definición de par motor puede resultar algo compleja, sobre todo si no tienes muchos conocimientos de física o de mecánica. Si ese es tu caso no te preocupes, más adelante explicamos con precisión todas las partes que se ven implicadas.

De todas formas, te adelantamos que el par motor es la magnitud que mide la fuerza que se aplica a un eje para que este pueda girar a una velocidad determinada. Es decir, la fuerza que se le aplica al cigüeñal de un vehículo para que este pueda transmitir la fuerza del motor a las ruedas para mover el coche.

Un poco lioso ¿verdad? Bueno, vamos a explicar todos los términos tanto de física como de mecánica brevemente para que tengas una idea más clara acerca de qué estamos hablando. 

Estos son los elementos influyen en el par motor

Ahora vamos a ver las partes del motor que influyen en el par motor. Saber dónde van y para que sirven las diferentes piezas y elementos que forman un motor de combustión facilita muchísimo comprender cómo funciona esta magnitud.

Motor de combustión interna

Lo cierto es que el motor puede ser considerado como todo el conjunto de piezas que generan el movimiento del vehículo. Pero, poniéndonos un poco más técnicos consideramos motor como la parte interna del coche donde se genera la ignición. 

En concreto, esto sucede en las cámaras de los cilindros gracias a que se inyecta la mezcla estequiométrica. Dicha mezcla está compuesta por una cantidad precisa entre combustible y aire y de esta sale una explosión controlada que mueve los pistones.

Pistones

Vayamos por partes. Hasta ahora sabemos que el motor causa una pequeña explosión interna. Por supuesto, el fin último de esto es poner en movimiento el coche. Pues bien, el pistón se encarga de transformar esa energía térmica (de la explosión del motor) en energía cinética (movimiento del pistón).

¿Cómo lo hacen? Los pistones comprimen esa mezcla de combustible y aire. Esta al explotar hace que el pistón salga disparado hacia el otro lado, creando así un movimiento rectilíneo. Esto está pasando constantemente mientras conduces (en mayor o menor velocidad y medida) para poder mantener y aumentar la velocidad de tu vehículo.

Bielas

En el punto anterior nos hemos quedado con que los pistones generan un movimiento rectilíneo. Pero claro, para hacer que un vehículo se mueva se necesita un movimiento angular, es decir, un movimiento que haga girar un eje.

La biela es uno de los elementos imprescindibles para que ocurra esto, junto al cigüeñal. Cada biela va conectada a un pistón de tal forma que se mueven con la misma cadencia que estos.

La particularidad de la biela es muy simple. Tiene un brazo articulado que hace que pueda transmitir ese movimiento rectilíneo sobre el cigüeñal. Básicamente, la biela consigue que el cigüeñal se ponga a girar. 

Estas piezas están perfectamente coordinadas entre sí para poder ejercer cada “empuje” del cigüeñal de forma eficaz para que este consiga mantener ese movimiento de rotación.

Eso que hemos mencionado es vital para comprender el concepto de par motor ya que tanto el largo de dicha biela como la fuerza que se le aplica serán importantes a la hora de poder calcular esta magnitud. Lo mencionaremos más adelante.

El cigüeñal

Esta es otra de las piezas vitales que convierten la energía en movimiento angular. Una vez las bielas transmiten su movimiento al cigüeñal, el movimiento que se ha obtenido del motor pasa a ser angular. Esto significa que gira sobre un eje, como cualquier tipo de rueda. El cigüeñal es ese eje que recoge el movimiento de la biela.

Lo único reseñable de esta parte a la hora de explicar lo que es el torque (par motor) es que esta es la parte del vehículo donde se mide, ya que es la primera que cuenta con dicho movimiento angular.

La transmisión

Sin entrar en detalle, la transmisión es un conjunto de piezas que se encarga de llevar esa energía hasta la parte final, las ruedas. Para conseguir esto pasa por diferentes partes del vehículo: el embrague, el árbol de transmisión, el diferencial, el palier...

Las ruedas

Poco que decir de esta parte. Las ruedas son el elemento del vehículo que tiene contacto con el suelo y que, por tanto, son el último elemento en traspasar ese movimiento angular.

Y con esto ya hemos incluido todas las partes relativas al motor. Por lo tanto, vamos a refrescar un poquito de los funcionamientos internos que hay dentro de estas partes, para poder mostrar lo que es el par motor.

Ejemplo práctico par motor

Realmente, podemos ver un montón de similitudes entre el funcionamiento de las bielas sobre el cigüeñal y el funcionamiento de una llave inglesa.

Supongamos que tenemos que apretar una tuerca (el eje) y que para ello contamos con una llave inglesa de 20 cm, o lo que es lo mismo, 0,2 metros. Bien, pues para esto aplicamos con nuestra mano una fuerza de 10 newtons para conseguir mover la tuerca. Pues, teniendo en cuenta la fórmula del par motor sabemos lo siguiente:

Par motor= fuerza * distancia

Entonces, podemos llegar a la siguiente conclusión:

2 = 10*0,2

Por lo tanto, para conseguir mover la tuerca necesitas solamente 2 newtons por metro o 2 N*m.

Ahora bien, supongamos que tenemos la misma tuerca y que necesitamos volver a moverla. Podemos deducir que necesitaremos el mismo par motor, pero vamos a complicarlo un poco. En este caso vamos a decir que en vez de tener una llave inglesa de 20 cm tenemos una de solamente 2 cm, o lo que es lo mismo, 0,02 metros. Seguro que ya solo con imaginártelo te das cuenta de que en este supuesto vas a tener que ejercer una fuerza mucho mayor, ya que a la hora de hacer palanca te vas a encontrar con muchas más dificultades.

Pues bien, aplicando la misma fórmula de antes, obtenemos los siguientes datos:

2= 100*0,02

Como podemos ver cuando tenemos una longitud menor, tendremos que aplicar más fuerza para conseguir el mismo par motor. Por ese mismo motivo hemos tenido que pasar de aplicar 10 newtons en la primera parte del ejemplo a tener que aplicar 100 newtons en la segunda.

Si pasamos de este ejemplo a nuestro caso real, el de nuestro coche, podemos ver los siguientes paralelismos. Por supuesto nuestra “tuerca” a mover es el cigüeñal, que es el eje que hay que girar. Por su parte, la mano que ejerce la fuerza es el pistón y la llave inglesa es la biela.

De acuerdo, comparar una biela con una llave inglesa puede parecer confuso a primera instancia. Sin embargo, si te das cuenta realizan la misma función sobre el eje. Ambas se dedican a hacer palanca para hacerlo girar.

De todas formas, esta fuerza del par motor varía según la relación que haya entre el cigüeñal y la caja de cambios, pero eso lo explicaremos más adelante. De hecho, es momento de responder a la pregunta del millón ¿es lo mismo par motor y potencia?

Esta es la diferencia ente par motor y potencia

Respondiendo de una forma clara, no, no es lo mismo par motor y potencia. Aunque, como vamos a explicar ahora, están fuertemente relacionados entre sí.

Empecemos hablando de la potencia con un ejemplo.

Imagina que tienes que recorrer una distancia de 200 metros con una carga extra de 20 kilogramos. Pongamos que tienes 10 minutos para atravesar dicha distancia. Si estás en una forma física media deberías llegar sin ningún tipo de inconveniente y sin cansarte lo más mínimo.

Ahora bien, imagínate que, en vez de tener 10 minutos para recorrer ese tramo con esa carga, tienes solamente 1 minuto. Pues en este caso tendrás que ponerte a correr lo más rápido posible para cumplir con tu objetivo y seguramente llegues agotado a la meta (en el caso de que consigas llegar).

Esto es, a grandes rasgos, una forma de explicar cómo funciona la potencia de una forma muy simple. La potencia es la capacidad de producir una fuerza en un tiempo determinado durante una distancia concreta. Por ese mismo motivo, en nuestro ejemplo de antes teníamos que producir exactamente la misma fuerza, pero el tiempo para hacerlo era completamente diferente. En el primer caso, la potencia que debíamos de manejar era muy baja, mientras que, en el segundo, esta tuvo que aumentar. Esto se debe a un factor que ha tenido que variar en ambos casos: la velocidad.

Antes hemos visto que el par motor era la fuerza que ejercía el motor para que el coche comenzase a moverse. Pues bien, la potencia de un coche se define como la velocidad a la que se mantiene el par motor.

Velocidad angular

Aquí tenemos que destacar a qué tipo de velocidad nos referimos. Seguramente te estés imaginando la velocidad a la que puede ir un vehículo, que se suele medir en kilómetros por hora. 

Pero en este caso, es importante que tengamos en cuenta que estamos hablando de la velocidad a la que gira el cigüeñal. Ya hemos visto que esta pieza actúa como un eje para el coche, por lo tanto, estaremos hablando de velocidad angular.

La velocidad angular es la distancia que recorre un eje sobre sí mismo en un determinado periodo de tiempo. Esta se mide en radianes por segundo, aunque es más cómodo de interpretar en revoluciones por minuto (RPM). De hecho, nosotros vamos a estar hablando de este término. Sin embargo, aquí te dejamos una explicación muy clara de qué es un radián.

Lo único más que se debe destacar de la velocidad angular, es que esta se mide con la letra griega ω (omega), aunque se puede ver representado también por la letra W, debido al parecido entre ambos caracteres.

Cómo se mide la potencia

Ya tenemos todos los ingredientes para saber cómo se mide la potencia (P). Sabemos que esta es el producto entre el par motor o torque (T) y la velocidad angular (ω). Por lo tanto, la fórmula será la siguiente:

P= T*ω

Como hemos visto, el par motor se expresa en metros por newton y la velocidad angular en revoluciones por minuto (RPM). Pero la potencia se expresa en vatios (W).

De todas formas y como ya sabrás, lo más común es medir la potencia de un coche en Caballos de Fuerza o Caballos de Vapor. Te dejamos la equivalencia para que puedas cambiar de una magnitud a otra.

1 vatio= 0,0013596 caballos de vapor

1 caballo de vapor= 735 vatios

Cómo afecta el par motor a la potencia

Vale, ya sabemos que cuanto más par motor, más potencia va a tener nuestro vehículo. Pero veámoslo aplicado de una forma práctica.

¿Qué significa que un coche tenga más potencia que otro? Significa que, yendo a la misma velocidad, el coche con mayor potencia será capaz de hacer frente a condiciones más adversas, como llevar más peso en el vehículo o subir cuestas más pronunciadas. 

De todas formas, más adelante veremos de forma concreta cómo afectan estas fuerzas a nuestro par motor.

¿El par motor de mi coche es constante?

Respondiendo de forma concisa, no, el par motor de tu coche no es constante, siempre que este sea gasolina o diésel (ya veremos lo que pasa en concreto con los eléctricos). 

El par motor de tu coche se compone de varios “momentos de fuerza” que crean los pistones. Es decir, cada una de estas piezas genera una fuerza motriz, pero de forma puntual y organizada.

Esto pasa de forma que cada pistón genera su momento de fuerza en un momento determinado del giro del cigüeñal. Por eso, según la cantidad de pistones con las que cuente un motor tendremos un par motor constante diferente, ya que cambiarán los tiempos entre un momento de fuerza y el siguiente.

Teniendo en cuenta los pistones y los cilindros, podemos tener la siguiente cadencia de momentos de fuerza:

Como se puede ver en la anterior tabla, cuantos más cilindros tenga el motor, más constantes serán sus momentos de fuerza. 

Hoy en día ya no tiene tanta relevancia, pero antiguamente el número de pistones del motor y la “suavidad” con la que iba el vehículo iban siempre de la mano. Esto se debía a que, como los pistones actuaban de forma más constante, el traqueteo que generan los momentos de fuerza eran menor.

Actualmente no es algo que se deba tener en cuenta. La tecnología ha llegado a un punto que un motor de 3 cilindros y uno de 6 pueden manejarse con la misma “suavidad”.

Relación entre el par motor y la caja de cambios

Ya sabemos que la fuerza del par motor se transmite al cigüeñal, pero lo que aún no hemos mostrado es la forma en la que la caja de cambios trata de “manipular” esa fuerza para aprovecharla diferente en cada situación en la que se encuentre tu vehículo.

La forma más clara de ver esto es haciendo una comparación con las marchas de una bicicleta.

Imagina que estás pedaleando en una bicicleta. En este caso, serían tus piernas las que están ejerciendo la fuerza sobre los pedales y engranajes, por lo que estarían teniendo el rol del pistón en el coche. Esos pedales serían el cigüeñal y las marchas de la bici tienen el mismo papel que las marchas del vehículo.

Ahora supongamos que en todo momento estás pedaleando al mismo ritmo (creando el mismo par motor). Con esto le pasas la misma fuerza al eje, pero sabes que este está conectado a otro engranaje (la marcha de la bicicleta), que es a su vez el que mueve las ruedas. 

Pues bien, dependiendo la relación que haya entre el eje y el engranaje podemos encontrar varios casos distintos.

Eje pequeño respecto a la marcha

En este caso lo que ocurre es que a un eje de tamaño pequeño le aplicamos todo el torque. Después, este eje al tener movimiento, lo traspasará hacia un eje más grande (engranaje) que a su vez se moverá.

Cuando el eje haya dado una vuelta completa (una revolución) el engranaje también habrá girado, pero considerablemente menos. Lo veremos más claro con un ejemplo.

Imagina que el eje sobre el que estás ejerciendo la fuerza tiene 5 dientes o piñones. Por su parte, el engranaje (la marcha) a la que se pasa su movimiento tiene 10 dientes. 

Como es lógico, para hacer que la marcha de 10 dientes gire tú tendrás que girar dos veces seguidas el eje de 5 dientes. 

Por lo tanto, estarás yendo relativamente despacio, ya que tienes que girar dos veces los pedales para dar una vuelta, pero tendrás mucha potencia, ya que estarás aplicando todo el par motor sobre ese eje.

Esto es típico de las marchas cortas de un coche (sobre todo primera y segunda) ya que se usan para cuando tienes que ir relativamente despacio, pero requieres que el coche tenga mucha potencia para moverse. Por ejemplo, cuando tratas de que empiece o el movimiento o en una cuesta arriba.

Eje igual a la marcha

Cuando el eje es igual a la marcha, la trasfusión de par motor será equivalente de uno a otro. Es decir, las vueltas que dé el eje serán las mismas que las que dé la marcha. 

Volviendo a nuestro ejemplo de antes, en este lo que sucedería es que estarías pasando de un eje de 10 dientes a un engranaje de 10 dientes también. Por lo tanto, el par motor que se transmita será igual y, en este caso concreto, la potencia también.

Este caso es propio de marchas intermedias.

Eje más grande que la marcha

Este caso es similar a los demás. El eje donde entregas la energía es grande (pongamos 10 dientes) y la marcha es menor (5 dientes). En este caso por cada vuelta que dé el cigüeñal, el engranaje de la marcha da 2. 

Aunque es cierto que en este caso el par motor será menor, ya que se estarán aplicando menos momentos de fuerza por revolución.

Esta circunstancia es propia de las marchas más altas del vehículo, donde se busca que el coche vaya a altas velocidades en vez de que posea mucha fuerza. Por esto mismo, es común que yendo en marchas altas el coche sufra más o reduzca su velocidad en pendientes leves. Esto se debe a que, por la gravedad, mantener la velocidad del coche requerirá de más par motor (fuerza).

Cómo saber qué par entrega tu motor

La verdad es que conseguir calcular qué par motor entrega tu motor de forma concreta y exacta es una tarea realmente complicada. Hay muchas variables físicas que hay que tener en cuenta para poder conocer esta cifra. 

De hecho, como hemos visto, el cálculo simple se hace mediante la multiplicación entre los newtons y metros, pero hay otros factores que se han de tener en cuenta.

Dentro del motor, hay que tener en cuenta que los rozamientos que se dan entre los diferentes componentes de la transmisión pueden hacer que se pierda energía a lo largo del proceso. Recordemos que la energía ni se crea ni se destruye, simplemente se transforma. Todavía no existen motores que puedan aprovechar 100% la energía del motor, aunque cada vez sean más eficientes.

En cuanto a los factores externos al motor, estos no afectan directamente al par motor como tal, pero si a la forma de calcularlo.

Por ejemplo, dos coches con el mismo peso y que vayan a la misma velocidad pueden tener diferente par motor incluso si son exactamente el mismo modelo. 

Si uno va cuesta abajo y el otro cuesta arriba, el segundo deberá tener mayor par motor para mantener dicha velocidad. 

En este caso, la resistencia del aire o la fuerza del viento también son factores que jugarán un papel importante para calcular el par motor.

De todas formas, según el tipo de coche y el modelo puedes saber de forma aproximada qué par motor tiene, si alto o bajo.

Qué tipo de coches tienen bajo par

Actualmente, hay pocos casos de coches que tengan bajo par motor. Por lo general, los tipos más comunes son los vehículos urbanos de pequeño tamaño y los vehículos deportivos o de carreras.

En el primer caso, que tengan poco par motor se debe a que, teniendo en cuenta las pocas exigencias que tienen en carretera, no se les capacita con tanta fuerza.

Dentro de los deportivos con bajo par motor, estos son principalmente de gasolina. El hecho de que tengan menor par motor hace que la relevancia de las marchas aumente (ya que tienen un rango de efectividad menor). Esto puede hacer que la conducción de este tipo de vehículos resulte muy estimulante para pilotos experimentados y en ciertos contextos.

Qué tipo de coches tienen alto par

La mayoría de vehículos tienen un par motor alto. Desde prácticamente cualquier tipo de turismo, tanto gasolina como diésel hasta vehículos de gran tamaño como furgonetas y camiones.

 Por lo general, el par motor alto en vehículos para particulares suele ser un añadido a la comodidad en la conducción. Sin embargo, en vehículos profesionales de gran tamaño es prácticamente una obligación. Esto se debe a que estos vehículos requieren de muchísima fuerza a bajas velocidades, sobre todo porque muchas veces tienen que llevar un peso extra que incrementa las dificultades de su movimiento.

Diferencias entre par gasolina y par diésel

Ya hemos visto cómo funciona el par motor en detalle, pero seguramente te estés preguntando cómo funciona en concreto en los dos tipos de motores más populares de nuestra época, el motor de gasolina y el motor diésel.

Bueno, sin entrar en muchos detalles, la diferencia principal entre uno y otro es el momento en el que alcanzan su máximo par motor. 

Par motor diésel

En el caso del motor diésel, este alcanzará su cifra máxima de par motor en revoluciones bajas. Esto se debe a que, por lo general, este tipo de vehículos requieren la totalidad de su fuerza a bajas velocidades, ya que muchas veces tienen que hacer frente a situaciones adversas.

Por ejemplo, un 4x4 no necesita ir a grandes velocidades, pero seguramente requiera de muchísima fuerza cuando va a bajas velocidades (para subir una pendiente pronunciada, por ejemplo).

Par motor gasolina

Por su parte, en los motores de gasolina, la cifra máxima de par motor se alcanzará en revoluciones elevadas. Esto les hace más prácticos (y potentes) cuando van a altas velocidades, ya que tienen más fuerza a su disposición.

Par motor en los vehículos eléctricos

Acabamos de ver como funciona el torque o par motor para los vehículos tanto de diésel como de gasolina. Por esto mismo, seguramente te estés preguntando ¿y en un vehículo eléctrico?

Bueno, no vamos a entrar en detalle en los factores electromagnéticos de los motores eléctricos, pero si te vamos a contar lo más destacable del torque de estos. Su par motor es prácticamente constante.

Esto significa que su par motor máximo está al 100% disponible en todo momento (o casi) debido a la polarización del estator del motor. Este hace que el rotor del motor gire haciendo que las fuerzas de atracción y repulsión (que son las que generan la fuerza) se mantengan constantes.

Coches que sufren al ir cuesta arriba. La carga-motor

Seguramente, después de todo este post te puedas llegar a imaginar por qué tu coche sufre a la hora de arrancar en una pendiente pronunciada. Efectivamente, esto se debe a que su par motor es insuficiente. Pero, para explorar un poco más el concepto hablar de la carga motor.

La carga-motor es la suma de todas las fuerzas que se oponen al movimiento del cigüeñal. En definitiva, es todo aquel factor que dificulta que tu vehículo se pueda mover. 

Entre estos factores se incluye la resistencia del viento, el rozamiento del asfalto, pero, sobre todo, la gravedad.

Pongamos un ejemplo: 

Supongamos que un coche tiene un par motor de 200 N*m y este tiene que arrancar en un terreno llano. Si no hay viento y el rozamiento del asfalto es mínimo, la carga-motor será de 0 N*m porque directamente no habrá resistencia alguna. Por lo tanto, el coche dispondrá de los 200 N*m de par motor para ejercer su movimiento.

Ahora bien ¿y si el coche está arrancando en una pendiente? Bien, pues dependiendo del grado de esta, la carga-motor puede ser mayor o menor. 

Supongamos en este caso que en una pendiente ligeramente pronunciada la carga-motor llegue a los 100 N*m. Pues bien, si restamos el par motor a la carga-motor obtendremos otros 100 N*m. Con esto el coche seguirá arrancando, pero más dificultades que en el caso anterior.

Eso sí, si nos encontramos en una pendiente a un más pronunciada y la carga-motor es igual al par motor (200 N*m) ¿qué pasará? Pues en este caso, el coche se quedará completamente quieto a la hora de arrancar y no será capaz de subir dicha pendiente. Es más, el vehículo sufrirá muchísimo a la hora de mantener ese par motor sin conseguir movimiento y puede llegar incluso a averiarse.

Y por si te lo estás preguntando, en el caso de que la carga-motor supere al par motor del vehículo, este no solo no conseguirá subir la pendiente, sino que se irá hacia atrás.

Cómo has podido comprobar, hay todo un mundo de conceptos físicos dentro del par coche y su relación con le motor. En este post esperamos haber explicado de una forma clara y entendible todo el funcionamiento del torque y cómo te afecta.