Ingeniería Mecánica Agrícola - Universidad Autónoma Chapingo

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA CHAPINGO
INGENIERÍA MECÁNICA AGRÍCOLA
CONSTRUCCIÓN Y EVALUACIÓN DE UN BANCO DE
PRUEBAS PARA LA TOMA DE FUERZA DE
MOTOCULTORES
TESIS PROFESIONAL
QUE COMO REQUISITO PARCIAL PARA
OBTENER EL TÍTULO DE:
INGENIERO MECÁNICO AGRÍCOLA
PRESENTA:
FERNANDO GABRIEL GUTIÉRREZ
DIRIGIDO POR:
M.C. PEDRO CRUZ MEZA
M.I. JUAN G. OCHOA BIJARRO
CHAPINGO, MÉXICO, ABRIL DE 2011
___________________________________________________________________
ÍNDICE GENERAL
ÍNDICE GENERAL ................................................................................................ i
ÍNDICE DE TABLAS ........................................................................................... iv
ÍNDICE DE FIGURAS .......................................................................................... v
RESUMEN ......................................................................................................... vii
SUMMARY ........................................................................................................ viii
INTRODUCCIÓN ................................................................................................ ix
ANTECEDENTES y JUSTIFICACIÓN ................................................................ xi
OBJETIVO GENERAL ...................................................................................... xiii
OBJETIVOS PARTICULARES ......................................................................... xiii
1. REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA ........................................................................... 1
1.1. PRODUCCIÓN Y COMERCIALIZACIÓN DE MOTOCULTORES....................... 1
1.2. SITUACIÓN DE LA SUPERFICIE AGRÍCOLA EN MÉXICO ............................. 2
1.3. CARACTERÍSTICAS DE MOTOCULTORES ..................................................... 3
1.3.1. Frenos ......................................................................................................... 4
1.3.2. Diferencial .................................................................................................... 5
1.3.3. Las ruedas ................................................................................................... 6
1.3.4. La Ergonomía .............................................................................................. 7
1.3.5. La seguridad ................................................................................................ 8
1.3.6. Diferencia entre motor de gasolina y diesel de un motocultor .................... 11
1.3.6.1. Motores de gasolina ................................................................................ 11
1.3.6.2. Motores diesel......................................................................................... 12
1.3.7. Rentabilidad del uso del motocultor .......................................................... 12
1.4. IMPORTANCIA DE PRUEBAS EN MOTOCULTORES ................................... 15
1.4.1. Tipos de ensayos ....................................................................................... 16
1.4.2. Prueba de potencia en motores ................................................................. 17
1.4.2.1 Formas de medir la potencia en motores agrícolas .................................. 17
i
___________________________________________________________________
1.5. BANCO DE PRUEBAS..................................................................................... 20
1.5.2. Tipos de frenos dinamométricos ................................................................ 24
1.5.3. Curvas características de los frenos dinamométricos................................. 29
1.5.4. Freno eléctrico .......................................................................................... 31
1.5.4. Controlador eléctrico .................................................................................. 32
1.5.5. Transductor de par dinámico...................................................................... 33
2. SISTEMAS DE NORMAS UTILIZADOS ........................................................ 34
3. MATERIALES Y MÉTODOS.......................................................................... 38
3.1. PROCESO DE DISEÑO ................................................................................... 38
3.1.1. Identificación del problema ........................................................................ 38
3.1.2. Propuesta de diseño .................................................................................. 38
3.2. CONSTRUCCIÓN ............................................................................................ 41
3.2.1. Estructura del mueble ................................................................................ 42
3.2.2. Sistema de levante ................................................................................... 45
3.2.3. Base para el dinamómetro (medidor de par) .............................................. 46
3.2.4. Cople ........................................................................................................ 47
3.2.5. Freno eléctrico ........................................................................................... 48
3.2.6. Torquímetro ............................................................................................... 51
3.2.7. Unión del cardan con el motocultor ........................................................... 51
3.2.8. Costos de construcción .............................................................................. 52
3.3. VALIDACIÓN DEL BANCO .............................................................................. 54
3.3.1. Calibración del torquímetro ........................................................................ 54
3.3.2. Método de prueba ...................................................................................... 55
3.3.2.1. Condiciones generales de la prueba ....................................................... 55
3.3.2.2. Repetición de la prueba .......................................................................... 57
3.3.3. Asentamiento y ajustes preliminares .......................................................... 59
3.3.4. Estudio de estructura del motocultor .......................................................... 59
ii
___________________________________________________________________
3.3.5. Combustibles y lubricantes ........................................................................ 60
3.3.6. Consumo de combustible ........................................................................... 61
3.3.7. De la toma de fuerza principal.................................................................... 61
3.3.8. Con cargas variables ................................................................................. 62
3.3.9. Medidas relacionadas ................................................................................ 62
3.3.10. Procedimiento analítico del cálculo de potencia ....................................... 63
4. RESULTADOS ............................................................................................... 64
4.1. CONSTRUCCIÓN DEL BANCO ....................................................................... 64
4.2. EVALUACIÓN DEL BANCO ............................................................................. 65
CONCLUSIONES .............................................................................................. 70
RECOMENDACIONES ...................................................................................... 70
BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................. 71
ANEXOS ............................................................................................................ 73
iii
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ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 1. 1. Potencia y peso de motocultores y motoazadas........................................ 11
Tabla 1. 2. Diferencias de capacidad de trabajo y tiempos necesarios entre un tractor y
un motocultor .............................................................................................................. 15
Tabla 1. 3. Comparativa entre frenos .......................................................................... 29
Tabla 3. 1. Costos de material usado en la construcción del banco ............................ 53
Tabla 4. 1. Características del banco de pruebas ....................................................... 64
Tabla 4. 2. Dimensiones y masa del motocultor MKT-11195N .................................... 65
Tabla 4. 3. Dimensiones y masa del motocultor MKT-95190N .................................... 65
Tabla 4. 4. Dimensiones y masa del motocultor MKT-151100 .................................... 65
Tabla 4. 5. Consumo de combustible en [l/h] .............................................................. 66
Tabla 4. 6. Medidas relacionadas durante la prueba ................................................... 66
Tabla 4. 7. Condiciones atmosféricas durante la prueba de potencia ......................... 66
Tabla 4. 8. Resultados de potencia del motocultor MKT-95190N ................................ 67
Tabla 4. 9. Resultados de potencia del motocultor MKT-11195N ................................ 68
Tabla 4. 10. Resultados de potencia del motocultor MKT-151100 .............................. 69
iv
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ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1.1. Partes importantes del Motocultor .............................................................. 4
Figura 1.2. Motocultor, protección ................................................................................. 8
Figura 1.3. Potencia bruta en el volante del motor ...................................................... 18
Figura 1.4. Potencia neta en el volante del motor ....................................................... 19
Figura 1.5 Potencia útil medida en la toma de fuerza.................................................. 19
Figura 1.6. Freno de Prony ......................................................................................... 25
Figura 1.7. Sección de un freno hidráulico .................................................................. 26
Figura 1.8. Sección de un freno electromagnético ...................................................... 27
Figura 1.9. Curva característica de frenos hidráulicos................................................. 30
Figura 1.10. Curva característica de frenos electromagnéticos ................................... 31
Figura 1.11. Eje con freno ........................................................................................... 31
Figura 1.12. Controlador de frenado ........................................................................... 32
Figura 3. 1. Estructura del banco ................................................................................ 39
Figura 3. 2. Vistas principales de la estructura ............................................................ 39
Figura 3. 3. Diseño del soporte del mecanismo de medida de torque ......................... 40
Figura 3. 4. Vista superior de la estructura de levante ................................................ 40
Figura 3. 5. Altura mínima y máxima a la que el banco puede conectarse al motocultor
................................................................................................................................... 41
Figura 3. 6. Estructura de la carcasa del banco de pruebas........................................ 42
Figura 3. 7. Soldado de la estructura .......................................................................... 43
Figura 3.8. Puerta izquierda del banco ....................................................................... 43
Figura 3. 9. Cubierta de triplay y objetos sobre el tablero (A, B, C, D) ........................ 44
Figura 3. 10. Soportes para la colocación del triplay ................................................... 44
Figura 3. 11. Mecanismo de levante y componentes .................................................. 45
Figura 3. 12. Estructura de levante del medidor de potencia....................................... 46
v
___________________________________________________________________
Figura 3.13. Placa de acero ........................................................................................ 47
Figura 3.14. Placa redonda ......................................................................................... 47
Figura 3.15. Parte tubular del cople ............................................................................ 48
Figura 3.16. Punta de eje con freno eléctrico .............................................................. 48
Figura 3.17. Freno eléctrico ........................................................................................ 49
Figura 3.18. Controlador de freno .............................................................................. 49
Figura 3.19. Aparatos eléctricos del banco ................................................................. 50
Figura 3.20. Torquímetro ............................................................................................ 51
Figura 3.21. Unión del banco con el motocultor mediante el cardan ........................... 52
Figura 3.22. Calibración del torquímetro. ................................................................... 54
Figura 3. 23. Motocultor MKT-11195N ........................................................................ 55
Figura 3. 24. Motocultor montado sobre una base y listo para la prueba .................... 56
Figura 3. 25. Nivelación del Motocultor ....................................................................... 56
Figura 3. 26. Tacómetro digital ................................................................................... 57
Figura 3. 27. Medición de temperatura del aceite y del combustible ........................... 58
Figura 3. 28. Controlador de freno .............................................................................. 58
Figura 4. 1. Estructura completa del banco de pruebas .............................................. 64
Figura 4. 2. Grafica de potencia y torque del motocultor MKT-95190N ....................... 67
Figura 4. 3. Grafica de potencia y torque del motocultor MKT-11195N ....................... 68
Figura 4. 4. Grafica de potencia y torque del motocultor MKT-151100........................ 69
vi
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RESUMEN
México es un país que esta en desarrollo de mecanización y en este camino va
importando maquinaria de diferentes países. Una de estas máquinas son los
motocultores, que para poder comercializarse en el mercado, es indispensable
conocer sus características tanto funcionales como técnicas. Tal como se
realizan pruebas de certificación a los tractores agrícolas, los motocultores
también deben ser evaluados.
La realización de pruebas a las máquinas agrícolas tiene como objetivo la
reafirmación de las especificaciones técnicas que los fabricantes reportan en
sus manuales técnicos.
Una prueba importante que se debe realizar al motocultor es medir la potencia
a la toma de fuerza. Esto debido a que existen implementos accionados por la
toma de fuerza y la potencia requerida por estos implementos, es muy
importante, debido a que el rendimiento en las labores agrícolas esta
relacionado con la capacidad de la máquina. Por lo que en el momento que se
compra un motocultor, se debe conocer si la potencia proporcionada por éste
será la adecuada para el implemento.
Fue por ello que se decidió hacer la construcción y evaluación de un banco
para medir la potencia a la toma de fuerza de los motocultores. Debido a que
no existen bancos pequeños para ciertas máquinas, como lo hay para los
tractores agrícolas.
La validación del banco de pruebas, consistió en conectar un motocultor al
banco, y comparar los resultados de potencia obtenidos, con los del fabricante.
La capacidad del banco para medir la potencia de los motocultores es hasta
una potencia de menor e igual 19 Hp. El banco tiene la capacidad para evaluar
motocultores de diferentes potencias y diferentes alturas a la toma de fuerza.
Palabras clave: motocultor, potencia, banco de pruebas.
vii
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SUMMARY
Mexico is a country that this in development of mechanization and in this way is
imported machinery from different countries. One of these machines is the two
wheel tractors, that in order to marketed in the market; it is essential to know
their characteristics functional and techniques.
The testing of mechanical machines are aimed at the reaffirmation of the
technical specifications that manufacturers report their technical manuals.
An important test to be performed on the two wheel tractors is measure the
power at the PTO (Power Take-Off).This is because there are implements
powered by the PTO and the power required by these implements, it is very
important, because the performance in farming depends on the ability of the
machine. So when you buy a two wheel tractor, you should know if the power
provided by this will be adequate for the implement.
Was it to be decided to make the construction and evaluation of a bank to
measure the power at the PTO (Power Take-Off) of the two wheel tractors.
Because there is no small banks for certain machines, as there is for
agricultural tractors.
The validation of the testing bench was to connect the two wheel tractor to the
bank, and compare the results obtained power with the manufacturer.
The bank's ability to measure the strength of the two wheel tractor is to a lesser
and equal power 19 Hp. The bank has the capacity to assess pedestriancontrolled the two wheel tractors of different power and different heights of PTO.
Keywords: two-wheeled tractors, power, testing bench.
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INTRODUCCIÓN
El motocultor es un vehículo especial autopropulsado, de un eje, dirigible con
manceras por un conductor que marcha a pie, sobre la que se puede acoplar
alternativamente varios implementos. Ciertos motocultores pueden, también,
ser dirigidos desde un asiento incorporado a un remolque o máquina agrícola o
a un implemento o bastidor auxiliar con ruedas, están compuestos por un
chasis robusto donde van ubicados los elementos de la transmisión y sobre el
cual va montado un motor y un manillar con sus comandos.
Este dispositivo constituye un elemento básico de trabajo en las explotaciones
de poco tamaño, y en las de mayor tamaño, un valioso elemento auxiliar. Su
diseño, dimensiones y versatilidad lo convierten en imprescindibles para las
explotaciones hortofrutícolas y vitícolas.
En México los motocultores han tenido un gran auge debido a que de manera
general los terrenos agrícolas son pequeños, lo cual hace impráctico utilizar
tractores, incluso de categoría I y II, lo cual no hace rentables a los tractores.
El problema mas común al que se enfrentan los productores es la maleza para
lo cual utilizan herbicidas, dañando con esto el medio ambiente, este problema
de degradación del medio ambiente, puede ser sustituido con la utilización de
métodos mecánicos, y considerando que la principal herramienta del motocultor
es el rotovator, que puede cortar la maleza e incorporarla como abono para el
suelo (Teorema ambiental, 2002).
En el país existe información muy escasa sobre los motocultores, en cuanto a
su seguridad, facilidad y adaptabilidad, es por esto trascendente la realización
de investigaciones que proporcionen información al respecto de estas
máquinas generando normas y métodos de prueba.
El término prueba es normalmente usado en conexión con un análisis del
comportamiento de una máquina comparado con estándares bien definidos
bajo condiciones ideales y repetibles, en contraste, evaluación es la medición
del rendimiento de la máquina bajo condiciones reales de trabajo (Smith et al.,
1994).
ix
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Entre los múltiples propósitos que tienen las pruebas, se pueden mencionar:
controlar la calidad del producto, ofrecer a los productores criterios o
referencias para la selección de sus equipos, proporcionar apoyo a los
fabricantes para el desarrollo y mejoramiento de la maquinaria, verificar la
seguridad en la operación de la maquinaria para la prevención de accidentes y
establecer acciones contra posibles problemas ambientales (Jiménez et al.,
2004).
La estandarización permite que las máquinas de características semejantes
puedan trabajar en condiciones similares, es por esto que se requiere generar
información sobre estos dispositivos, que permita, establecer bases para
evaluaciones futuras y procedimientos de evaluación que brinde la oportunidad
de caracterizar a los motocultores, logrando con esto un estándar cada vez
mayor y permitiendo la intercambiabilidad de implementos en diferentes marcas
de motocultores y accesorios, así como garantizar que la máquina sea segura y
práctica de operar así también que la información proporcionada por el
fabricante sea verídica.
Esto nos permite obtener una mejor descripción del motocultor respecto a los
implementos que se les añaden para su uso, en las condiciones del campo
mexicano, debido a que la mayoría de los motocultores del mercado mexicano
son de origen externo, por lo que durante su fabricación pudieron haber sido
evaluados lo que difiere en las condiciones de el país.
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ANTECEDENTES y JUSTIFICACIÓN
En México los motocultores han tenido un gran auge, debido a sus
características y fácil adaptación a los terrenos mexicanos. Por otro lado no
existe la producción de motocultores en el país, sin embargo existe la
comercialización de estos, por medio de negociantes quienes importan los
motocultores de los países que los producen, algunos ejemplos de países son
China, España y la India.
En los últimos años en México se ha incrementado de manera considerable la
importación de motocultores, por lo cual, es necesario mantener un control
sobre la calidad, seguridad y adaptación que presentan estos equipos.
Hoy en día se le ha dado una gran importancia a los motocultores debido a que
en el país predominan los campos pequeños en los cuales resulta poco
práctica utilizar tractores de altas potencias, inclusive categoría I y II. Los
productores mexicanos requieren maquinaria acorde a sus necesidades, fácil
de utilizar en cualquier terreno y época del año y, sobre todo, con un bajo
costo.
Considerando lo anterior, se hace necesario contar con información al respecto
de diferentes características de los motocultores, esto a fin de proporcionar al
usuario de la maquinaria información verídica y generada en el país, tomando
en cuenta las características y normas especificas de México. Así mismo la
información de estos trabajos puede ser usada para decidir las importaciones
de motocultores para asegurar la calidad y servicios al usuario y la información
arrojada por las pruebas puede ayudar, a los usuarios de una máquina, a
analizar cada uno de los parámetros que fueron medidas y calculadas, para así
considerarlos durante su selección.
Una prueba muy importante que se debe realizar al motocultor es la potencia a
la toma de fuerza (PTF), este tipo de prueba se realiza a tractores agrícolas en
el Centro Nacional de Estandarización de Maquinaria Agrícola (CENEMA), la
cual permite conocer el rendimiento del motor respecto al implemento, ya que
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permite dar una reseña de que cantidad de potencia proporcionada del motor,
es utilizada por el instrumento y esto se vera caracterizada en la producción
El adquirir una máquina con una potencia diferente a la que indica el fabricante,
resulta en un problema que radica en el acoplamiento de diferentes
implementos que requieran una potencia especifica y no este de acuerdo con el
motocultor, por ejemplo más potencia de la que el motocultor es capaz de
proporcionar, repercute en el rendimiento, consumo de combustible y deterioro
de la máquina.
En México, existen formas de obtener la potencia que generan las máquinas
autopropulsadas y de tractores, esto se realiza haciendo uso de un banco de
pruebas, sin embargo estos bancos son demasiado grandes y están diseñados
especialmente para maquinaria de elevada potencia, es por ello que es difícil
medir la potencia a la toma de fuerza (PTF) de los motocultores.
En México no existen bancos que nos permitan realizar pruebas de potencia a
los motocultores, por lo que es indispensable contar con uno, es por ello que se
realizara la construcción y evaluación de dicha máquina.
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OBJETIVO GENERAL
Construir y evaluar el banco de pruebas para toma de fuerza de motocultores
de hasta 20 Hp.
OBJETIVOS PARTICULARES
1. Construir el banco de pruebas de bajo costo y con materiales de fácil
acceso en el mercado.
2. Construir un banco de pruebas fácil de operar y de ajustar de
acuerdo a los motocultores
3. Construir un banco de pruebas seguro en su operación y funcional.
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1. REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA
1.1. PRODUCCIÓN Y COMERCIALIZACIÓN DE MOTOCULTORES
En los últimos años, el gobierno ha implementado una serie de programas para
apoyar la compra de maquinaria agrícola para los productores, ofreciéndoles
créditos.
En 2006 en Zacatecas, por ejemplo se puso en marcha un programa mediante
el cual, por medio del distrito, los productores interesados en adquirir tractores,
motocultores y fresadoras, tuvieran la posibilidad de inscribirse en un padrón
que les permitiera obtener la maquinaria a mitad de costo con el apoyo de los
gobiernos estatal, federal y municipal (Hernández, 2006).
El estado de Morelos también tuvo el Programa Apoyos a Proyectos de
Inversión Rural (PAPIR), mediante el cual se ha logrado la compra de varios
equipos agrícolas con una inversión total de $ 5 138 299 pesos, para beneficio
de 382 productores, y entre estos equipos se encuentran 66 motocultores
(Secretaria de Desarrollo Agropecuario, 2008).
Mediante el PROGRAMA DE ALIANZA PARA EL CAMPO en el estado de
Michoacán se ha apoyado a diferentes productores en la compra de equipos,
incluyendo 64 motocultores. Con este tipo de apoyos se logró el beneficio de
2500 productores pertenecientes a 450 localidades de 88 municipios del estado
(Alianza para el Campo, 2008)
Las importaciones de motocultores en 2006 tienen su origen principal (95%) en
Italia y Suiza. También hay importaciones de China, Brasil y la India. (Instituto
Valenciano de la Exportación, 2006). De India se puede mencionar que cuenta
con dos empresas que fabrican motocultores y de los principales equipos que
China ha logrado colocar en el mercado internacional son: motocultores, partes
de maquinaria y tractores.
1
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1.1.2. Distribuidores de motocultores en México
En el país existen varias empresas que se dedican a comercializar
motocultores, entre las cuales destacan:
-
Concesionaria Reyes Salcedo, S.A. de C.V. (Coresa)
-
Equipos y Plásticos para Invernadero, S.A. de C.V.
-
Maquinaria y Herramientas Profesionales de Zamora S.A. de C.V.
-
Representaciones y Servicios Hi-CA, S.A. de C.V.
-
Servicios Técnicos Profesionales
-
Meka-tech
-
Swissmex-rapid, S.A. de C.V.
-
Active Co S.A de C.V
Y las marcas principales de motocultores que se comercializan en México son:
BSC
GRILLO
PASCUALI
BELARUS
KÖPPL
GOLDONI
HUSQVARNA
MEKA-TECH
HONDA
1.2. SITUACIÓN DE LA SUPERFICIE AGRÍCOLA EN MÉXICO
En México tras el reparto de tierras después de la revolución, llevo a la
reducción de superficie por personaje, al irse dividiendo generación tras
generación. Es por esto que en la actualidad en el campo mexicano, los
promedios de superficie parcelada a nivel nacional, en los ejidos, es de 9 ha,
en las comunidades, 6,6 ha.
Se presenta una gran fragmentación de la tierra, ya que se registra un
promedio a nivel nacional de 2 parcelas por sujeto, el promedio de superficie
por parcela en todo el país se observa un promedio de 3,24 ha. Respecto al
tipo de tenencia de tierra predomina el minifundio, mientras que en el país, la
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mitad de ejidatarios, 77% de comuneros y 62% de los propietarios privados
tiene predios menores a 5 ha (Procuraduría Agraria, 2004).
Ante los datos anteriormente presentados, del tamaño de las parcelas, un
tractor tradicional representa una inversión no rentable para muchos
productores agrícolas. Por lo que en el proceso de mecanización se ha optado
por el uso del motocultor, un equipo mediano de alta maniobrabilidad que
realiza tareas en terreno abierto, bajo invernadero o en tierras donde el grado
de inclinación dificulta introducir maquinaria convencional.
Uno de los principales problemas a que se enfrentan los agricultores en sus
terrenos de cultivo es el crecimiento de malezas, que se han venido
controlando principalmente con herbicidas o compuestos químicos que
contaminan y deterioran agua, suelo y aire. El motocultor, con su principal
elemento básico que es el rotovator, permite hacer un control mecánico de todo
tipo de malezas, que va incorporando al terreno como fertilizante orgánico. Esto
evita la práctica de quema. Paralelamente se pueden aplicar cal o fertilizantes
orgánicos o naturales al terreno. Sin embargo tiene un diseño tal que puede ser
usado para cultivo en tierra blanda. Labra, rastrea, cultiva y con una roto
trilladora, cosecha entre surcos verduras de raíz, chapea, recorta y poda.
Efectúa trabajo estacionario que requiere una toma de fuerza. El motocultor
tiene mediana potencia y fuerza de motor dirigidas para labores hortícolas y de
ornamento; puede trabajar en terrenos fuertes, pero se usa preferentemente en
construcción de jardines e invernaderos.
1.3. CARACTERÍSTICAS DE MOTOCULTORES
Los motocultores, están dotados básicamente de: los manubrios, un motor, un
eje motriz, toma de fuerza y un apero para desarrollar la labor deseada (figura
1.1). Su potencia no suele superar los 19 hp. (Instituto de Seguridad y Salud
Laboral, 2009)
3
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Figura 1.1. Partes importantes del Motocultor
Debido a su tamaño y versatilidad es una máquina utilizada para explotaciones
hortofrutícolas y vitivinícolas de pequeño tamaño y tiene una fuerte
implantación en las huertas, realizando distintas tareas como arar, roturar,
aporcar, arrancar malas hierbas, etc.
El manejo del motocultor es sencillo, situándose el trabajador detrás del apero
que acople al motocultor sujeta las manceras y, una vez puesta en marcha la
máquina, avanza hacia delante realizando la labor agrícola deseada.
La puesta en marcha del motocultor puede ser de distintas formas dependiendo
del modelo y su antigüedad. En los más modernos la puesta en marcha se
lleva a cabo actuando sobre un pulsador. En otros modelos más antiguos el
accionamiento se produce por un pedal, una manivela o mediante una cuerda
enrollada. (Instituto de Seguridad y Salud Laboral, 2009)
A continuación se describen algunas características principales de los
motocultores.
1.3.1. Frenos
Existen muchísimos y muy variados modelos de motocultores, pero solo
algunos incorporan frenos. La necesidad de los frenos viene determinada por el
tipo de motocultor, así como por el uso y aplicaciones a las que se destina.
Se enumeran de forma breve y concisa algunos casos que determinan su
necesidad.
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Será preciso el uso de frenos cuando:
(a) El motocultor se considera de un tamaño medio o superior (10 o más
Hp de potencia), ya que debido a su peso y tamaño del rotocultor que
incorpora, la maniobrabilidad se verá aumentada con el uso de los
frenos.
(b) El motocultor transita por caminos con pendiente, aunque esta sea
ligera.
(c) El motocultor realiza continuos giros, ya que actuando sobre el freno
de su correspondiente rueda el utilizador podrá realizar las maniobras
con mayor comodidad e inclusive realizar giros de un radio mínimo (ej.
para girar alrededor del tronco de un árbol, en este caso se acciona el
freno de una de las ruedas y el motocultor gira sobre esta). (BCS, 2009)
1.3.2. Diferencial
Se presenta la alternativa de modelos de motocultor con y sin diferencial. Es
por ello que se deben dar algunas reglas básicas de su conveniencia pero
antes se tiene que definir qué es y cuál es la función del diferencial.
El diferencial es un mecanismo alojado en el interior de la caja de cambios que
está formado por distintos engranajes y su misión consiste en permitir
diferentes velocidades de giro para cada una de las ruedas. Si la máquina no
incorpora diferencial, las dos ruedas del motocultor giran a la misma velocidad
como si estuvieran unidas en su transmisión interna en la Caja de Cambios.
En algunos casos se determina la necesidad de incorporar diferencial; no
obstante los fabricantes de motocultores por regla general han dotado a sus
máquinas con diferencial cuando su tamaño o su uso ya lo requieren, dejando
sus restantes modelos sin este mecanismo cuando verdaderamente no se
precisa.
La regla general es:
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1. No es necesario el diferencial para motocultores ligeros ya que su
maniobrabilidad es buena en sí misma. Tampoco lo es para los
motocultores que deben transitar por caminos de montaña, ya que si
necesitamos parar la máquina sobre terreno en pendiente la ausencia
del diferencial hace que ésta se mantenga estática (con diferencial sería
imposible que se mantuviera inmóvil).
2. Es totalmente imprescindible el diferencial en motocultores de tamaño
medio o superior (10 o más Hp de potencia) porque hace que la
maniobrabilidad sea superior y, como se ha explicado anteriormente en
el apartado de frenos, ambos mecanismos (diferencial y frenos) se
complementan para obtener cualquier tipo de giro sin esfuerzo alguno
del utilizador.
3. Por último, es totalmente necesaria la máquina con diferencial cuando
ésta se usa con remolque (sin diferencial no giraría).
4. Cuando al desplazarse el motocultor una de las ruedas pisa terreno
poco firme, el mecanismo del diferencial puede ocasionar que dicha
rueda pierda adherencia y patine, de forma que gire libre y por acción
del diferencial la otra rueda quede inmóvil con lo que el motocultor
quedaría atascado (seguro que se ha experimentado este fenómeno en
alguna ocasión, cuando un coche se ha atascado y observamos como
una de sus ruedas gira rápidamente mientras la otra no se mueve).
Todos los motocultores que incorporan diferencial poseen un mecanismo de
bloqueo del mismo que puede accionar el usuario a voluntad para anular la
acción de éste, obligando a las dos ruedas a dar el mismo número de vueltas y
haciendo que la rueda que pisa terreno firme saque al motocultor del atasco.
(BCS, 2009)
1.3.3. Las ruedas
En el mercado se pueden encontrar para un mismo modelo de motocultor
ruedas de distintas dimensiones, pero en la práctica es suficiente con distinguir
dos tipos. Las ruedas de menor diámetro se emplean en los motocultores que
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___________________________________________________________________
trabajan con rotocultor, mientras que las ruedas de mayor diámetro se emplean
cuando el motocultor se usa con remolque. Cuando se utilizan otros
implementos es aconsejable solicitar información al fabricante del motocultor o
del apero en cuestión para emplear la rueda más adecuada.
El fabricante del motocultor ofrece para cada modelo el implemento
dimensionado acorde a la potencia del mismo. Es importante resaltar que el
ancho entre ruedas del motocultor debe ser igual o inferior a la anchura de
trabajo del rotovator, ya que de lo contrario la huella de los neumáticos pisaría
el terreno trabajado. (BCS, 2009)
1.3.4. La Ergonomía
Cuando se toma en consideración los movimientos involucrados en la actividad
diaria del utilizador, y se mejora la interacción con la máquina en términos de
eficacia, seguridad y confort, se habla de la ergonomía.
Para que sea la máquina la que se adapta a quién la usa y no al contrario, se
debe tener en cuenta algunos aspectos importantes:
Las manceras (manubrios) deben ser regulables en altura para asegurar la
posición correcta del utilizador, y lateralmente (ej. para remover el suelo,
evitando que el operario pise el terreno que se está trabajando), además de ser
reversibles para poder adaptar implementos frontales, tales como una barra de
siega. También tienen que estar provistas de algún tipo de sistema antivibraciones mediante silent- blocks, ya que la reducción de las vibraciones se
traduce en menor fatiga para el utilizador.
Todos los mandos que intervienen en las operaciones habituales (embrague,
frenos, cambio de marchas, mando de acción mantenida, etc.) deben estar bien
señalizados indicando en cada caso su función para facilitar un correcto uso y
situados de forma que sean accesibles y fáciles de usar, evitando gestos
incómodos y sobreesfuerzos innecesarios. (BCS, 2009)
7
___________________________________________________________________
1.3.5. La seguridad
El motocultor es una máquina pionera en el trabajo de las labores agrícolas que
en su dilatada vida ha permitido la incorporación de muchos sistemas de
seguridad. Algunos de ellos han hecho variar inclusive la arquitectura de la
máquina, dado que cualquier órgano en movimiento susceptible de herir al
utilizador o a personas próximas se ha protegido mediante carenados, de forma
que los elementos en movimiento no pueden alcanzar a personas ni proyectar
elementos del terreno sobre éstas. Esto se observa en la figura 1.2 que
muestra la protección que deben llevar los implementos que se acoplan en la
parte trasera del motocultor que son accionados por la toma de fuerza. Los
cuales pueden causar algún accidente en el momento de accionar la reversa
del motocultor. (BCS, 2009)
Figura 1.2. Motocultor, protección
La ley establece una serie de requisitos técnicos que deben cumplir los
fabricantes de motocultores, condensados en la Norma Europea EN
709/A2:2009. En materia de seguridad, los principales aspectos a verificar son:
(a) El motocultor debe contar con un dispositivo que, en el momento de
la puesta en marcha, impida el arranque en el caso de que la caja de
cambios no esté en punto muerto y la toma de fuerza no esté
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desembragada (desacoplada), evitando de este modo el accionamiento
de la máquina o del apero al arrancar el motor.
(b) Un mando de conexión/desconexión situado en las manceras actúa
de forma que la máquina se desplaza y el apero funciona sólo si dicho
mando se mantiene pulsado. Si el conductor suelta el mando, un sistema
de seguridad motor-stop detiene el avance de la máquina y también el
apero.
(c) En ningún caso el rotovator debe funcionar cuando se conecta la
marcha atrás
(d) El rotovator debe ir siempre provisto de un revestimiento integral de
protección.
(e) Todos los motocultores deben tener un certificado de conformidad.
El motocultor tiene su espacio propio en el parque de las máquinas agrícolas:
en la agricultura minifundista y de baja renta;
en invernaderos y
complementando los tractores convencionales en explotaciones hortofrutícolas.
En la normativa europea sobre maquinaria agrícola, se define motocultor como
máquina automotriz concebida para ser conducida a pie y destinada a
accionar- y/o arrastrar diferentes equipos de trabajo. EI motocultor puede
entenderse, también, como un subgrupo de los tractores agrícolas, con la
singularidad de tener un sólo eje de ruedas (tractor monoeje) y ser conducido
por manubrios, pero preparado para acoplarle diferentes implementos con los
que realizar un variado número de operaciones agrícolas. Es decir que el
carácter polivalente del tractor también es típico en los motocultores. (Gracia,
1997)
Si, por el contrario, el diseño de la máquina es para realizar un sólo tipo de
trabajo,
como
por
ejemplo:
remover
el
suelo,
siembra,
transplante,
tratamientos, transporte de productos, siega, etc., su denominación como
motomáquina debe referirse a esa función única que tiene encomendada, es
decir:
motoazada,
moto-sembradora,
moto-transplantadora,
carretilla
9
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(autopropulsada) para tratamientos, carretilla (autopropulsada) para transporte,
motosegadora, etc.
La definición que la norma Europea establece para las motoazadas dice,
máquina automotriz conducida a píe, con o sin rueda de apoyo, concebida de
manera que su eje de propulsión está constituido por fresas o azadas. En
algunos modelos el eje de azadas puede sustituirse por un eje de ruedas
motrices (aunque carente por ejemplo, de mecanismo diferencial). Además se
instalan enganches y tomas de fuerza para poder acoplar diferentes aperos.
Este tipo de motoazadas son consideradas motoazadas transformables y se
suelen incluir en el grupo de motocultores por su semejanza constructiva y
características de empleo.
Es frecuente que los constructores fabriquen al mismo tiempo ambos tipos de
máquinas: motocultores y motoazadas transformables, presentándolos como
una gama de productos alternativos. Incluso la normativa española y europea
las trata conjuntamente, estableciendo cuando proceden las diferencias
particulares. Aquí se dará por entendido que los comentarios van también
dirigidos a las motoazadas transformables, englobándolas a veces en el
término principal de motocultor. (Gracia, 1997)
EI intervalo normal de potencias y pesos de estas máquinas es el que aparece
en la tabla 1.1. Normalmente todos los motocultores, Y las motoazadas de más
potencia, van equipados con motor Diesel. EI motor de gasolina es frecuente
en las motoazadas de potencias menores.
Hay que advertir que las potencias disponibles en el eje de ruedas motrices o
en el eje de azadas son muy inferiores a las potencias nominales que se
indican por los fabricantes y que se refieren al motor libre.
Suele ocurrir en las comprobaciones y mediciones de potencia en el eje,
realizadas en los laboratorios de ensayo, que los valores reales se ven
reducidos a la mitad de los que figuran en catálogo.
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Tabla 1. 1. Potencia y peso de motocultores y motoazadas
Máquina
Potencia del motocultor, Kw Peso en kilos
Motocultores
7 a 16
100 a 400
Motoazadas(transformables)
3a7
50 a 100
Fuente: Gracia, 1997
1.3.6. Diferencia entre motor de gasolina y diesel de un motocultor
Determinar qué tipo de motor debe equipar el motocultor es una de las
cuestiones fundamentales y a la vez es la forma de definir el dimensionado de
la máquina; en definitiva la potencia necesaria a disposición para el uso a que
se destina o la superficie a trabajar. En términos generales, se puede afirmar
que para la agricultura se precisan motores de 5 a 8 HP de potencia, ya sean a
gasolina o diesel. (BCS, 2009)
Si además de la fresa se deben usar aperos o implementos que requieren de
mayor potencia, se puede fijar la potencia límite en 10 HP (es el caso de
aperos tales como las barras de siega, los cortacéspedes o las turbinas
quitanieves). A partir de 10 HP las potencias se consideran semi-profesionales.
(BCS, 2009)
En función del tipo de combustible a emplear, se analiza a continuación los
pros y los contras de los motores:
1.3.6.1. Motores de gasolina
Cuentan con un arranque sencillo y con niveles de ruido inferiores a sus
equivalentes en versión diesel.
El mantenimiento de un motor de gasolina es muy sencillo y económico. En la
práctica, se reduce a la revisión de los filtros del motor y de los niveles de
aceite en el cárter.
La gasolina es altamente inflamable, por lo que no se podrá almacenar este
combustible en el interior de un edificio. Tampoco permite almacenarse durante
11
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largos períodos de tiempo. Se considera que a partir de un mes de inactividad
la gasolina se degrada, pudiendo generar un alto porcentaje de subproductos
que atascan el carburador. (Ante largos períodos de inactividad, una buena
práctica consiste en almacenar el motocultor con el depósito y carburador
vacíos: este último se vacía dejando el motor en marcha hasta pararse por sí
solo después de consumir todo el combustible de su interior). (BCS, 2009)
1.3.6.2. Motores diesel
Si bien es cierto que por sus características los motores diesel son más caros
que los motores de gasolina, también se debe valorar bajo el aspecto
económico, que el diesel es un combustible más barato que la gasolina.
Además, los motores diesel en general duran mucho más que los motores de
gasolina. El combustible no es fácilmente inflamable ni explosivo y no sufre
degradación alguna con el paso del tiempo, por lo que su almacenaje ofrece
ventajas considerables.
El mayor enemigo de los motores diesel es el agua que puede contener el
gasóleo. Por esto, se debe prestar especial cuidado a elementos como el tapón
del depósito para evitar que pueda entrar agua, ya sea de la lluvia, de una
hidrolimpiadora, etc. En ningún caso se empleará gasóleo de tipo calefacción,
dado que puede contener un mayor grado de impurezas e incluso agua en
suspensión.
El motor puede ser de arranque manual (a cuerda), o bien de arranque
eléctrico (a llave). Este último es el mejor sistema, aunque encarece el precio
del motocultor. (BCS, 2009)
1.3.7. Rentabilidad del uso del motocultor
Ciertamente, la inversión realizada con la compra de un motocultor es mucho
menor que la que corresponde a un tractor de dos ejes cuya potencia aun en
los modelos más pequeños, supera en dos o tres veces la medida de los
motocultores.
Incluso si se compara el precio por unidad de potencia de los motocultores con
el de los tractores convencionales, resulta que esas moto máquinas de un eje,
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conducidas por manubrios, son casi la mitad más baratas: 4678.00 pesos /kW,
frente a 8771.25 pesos /kW, en los tractores, por término medio. (Gracia, 1999)
Los costos de amortización, reparación y mantenimiento guardan relación
directa con el precio de la maquinaria. Por tanto, es evidente que el costo de
utilización de un motocultor debe resultar mucho más económico si se
consideran los gastos propios de la máquina. Mientras que para un tractor de
50 kW (65 CV) los costos de utilización, en concepto de amortización,
intereses, almacenaje, reparaciones, mantenimiento y combustible pueden
estimarse en 233.90 pesos /hora, para un motocultor de 10 kW (13 CV) el costo
de utilización por los mismos conceptos apenas supera las 35.10 pesos /hora.
Si la potencia guarda una relación 5 a 1 y el costo 7 a 1, parece en principio
que la rentabilidad de los motocultores está asegurada y su utilización en
pequeñas explotaciones, donde el bajo volumen de trabajo es apropiado a la
baja capacidad de estos equipos, debería recomendarse. Además, el riesgo de
la inversión de capital es mínimo al tratarse de cantidades inferiores
normalmente 58,475.10 pesos. Sin embargo, para completar el análisis falta
considerar el costo de la mano de obra. Ciertamente, el costo final de
utilización de las máquinas deben incluir los gastos directos de mano de obra
para su manejo. En ese sentido, el aumento de los salarios con relación a Ios
precios de la maquinaria es un hecho histórico propio del desarrollo económico
que, obviamente, da lugar a un cambio radical en los objetivos del empresario.
(Gracia, 1999)
Antes era prioritaria la plena ocupación de los equipos agrícolas, para ello era
necesario que el tamaño de las máquinas, motrices y operativas, se
correspondiera con el tamaño de las explotaciones, de tal manera que el
tiempo disponible para realizar las operaciones de campo fuera aprovechado
en su mayor parte. Ahora el interés está en conseguir equipos de mayor
capacidad, facilitando el aumento deseado en la productividad de la mano de
obra, aunque ello implique un excedente de tiempo disponible y, por tanto,
pocas horas de utilización de la maquinaria. Por ejemplo, los tractores en
13
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España tienen una utilización anual que apenas supera las 500 horas, salvo
aquellos que se emplean en servicios a terceros y, por tanto, no son exclusivos
de una propiedad agrícola.(Gracia,1999)
En definitiva, se buscará en la maquinaria capacidad (tamaño) y calidad de
trabajo. Y, por otro lado, se valorará cada vez más la comodidad y seguridad
que ofrezca su conducción, control y mantenimiento. Debe reconocerse el
esfuerzo que desde hace unos años los fabricantes de motocultores han hecho
en el tema de seguridad y ergonomía de sus máquinas. Pero es imposible
competir con los avances conseguidos en estos años por los tractores, en sus
sistemas de conducción, dirección, transmisión y acoplamiento de aperos.
(Gracia, 1999)
Las mejoras ergonómicas y los automatismos suponen generalmente un
incremento de precio no proporcional, que el equipo pequeño no puede
absorber. El motocultor, no hay que olvidar que es un escalón intermedio en el
proceso irreversible hacia una agricultura plenamente mecanizada. Es una
alternativa a la tracción animal. Es un sustituto natural de las caballerías y
yuntas. Pero el proceso sigue, y el aumento de potencia de las unidades
motrices no se detiene.
En la tabla 1.2 se exponen las capacidades de trabajo y los tiempos necesarios
empleados por un tractor de 50 kW y por un motocultor de 10 kW, en la
realización de ciertas operaciones de laboreo y cultivo. No se han incluido
operaciones cuyos rendimientos pueden ser muy dispares y depender menos
del tipo de máquina empleada (tractor o motocultor), como son la fertilización,
los tratamientos y la recolección y transporte.
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Tabla 1. 2. Diferencias de capacidad de trabajo y tiempos necesarios entre un
tractor y un motocultor
Implemento
Tractor de 50 kW Motocultor de 10 kW
Vertedera
0.15 ha/h
0.05 ha/h
Fresadora
0.25 ha/h
0.08 ha/h
Cultivador
1.30 ha/h
0.25 ha/h
Sembradora monograno
0.60 ha/h
0.15 ha/h
13 horas/ha
43 horas/ha
Tiempo total necesario para aplicar:
Vertedera, fresadora, cultivador y
Sembradora
Fuente: Gracia, 1999
Considerando el costo de la mano de obra (salario del conductor-operador)
como una variable [S], el costo total de utilización de la maquinaria estudiada
será
a) Tractor de 50 kW: 201.88 +S ($ /h)………………………….................... (1.1)
b) Motocultor de 10 kW: 30.27 +S ($ /h)……………………....................... (1.2)
Observando los resultados de la tabla 1.2 y las ecuaciones (1.1) y (1.2) se nota
que las dos máquinas tienen sus ventajas. Si se desea hablar de rendimiento y
menos tiempos de operación, lógico se pensaría en usar un tractor, pero si lo
que se desea es reducir costos de insumos la mejor opción es el motocultor.
1.4. IMPORTANCIA DE PRUEBAS EN MOTOCULTORES
Una innovación en mecanización agrícola solamente será aceptada por los
campesinos si entrega una solución a un problema específico. Es por esto que
los informes de pruebas pueden ayudar, a los usuarios potenciales de este
equipo, al comparar el desempeño de alternativas y seleccionar el modelo más
apropiado a sus necesidades. (Smith et al., 1994)
La información de las pruebas puede ser usada para controlar las
importaciones de maquinaria agrícola, para asegurar la calidad y servicios del
usuario. Uno de los primeros ejemplos es la prueba de tractores de Nebraska.
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Desde 1920 ha sido un requerimiento legal del estado que todo tractor que se
venda en Nebraska debe tener un ejemplar oficialmente probado y con
repuestos disponibles.
Los propósitos para esto: es que destacan la importancia de presentar la
información en una forma educativa que permita a extensionistas y estudiantes
entender la importancia de los aspectos de diseño de máquinas agrícolas.
1.4.1. Tipos de ensayos
Existen dos tipos de ensayos de los motores de combustión interna: ensayos
de investigación y desarrollo, y ensayos de producción.
Los primeros se efectúan en naves especialmente equipadas (celdas de
ensayos), siendo su objetivo el desarrollo de un motor o de alguno de sus
componentes, o bien el análisis de alguno de los procesos que tienen lugar en
el mismo, por lo que en general se precisa una instrumentación sofisticada.
Las principales pruebas experimentales son aquellas que sirven para
determinar los valores de:
- Par motor.
- Consumo de combustible.
- Potencia.
- Rendimientos.
- Presión media efectiva.
- Etc.
-
Potencia
absorbida
por
rozamiento.
También se efectúan otras pruebas con el objeto de investigar el desarrollo de
los fenómenos físicos y químicos, determinando por ejemplo:
- Evolución de las presiones
en el cilindro.
- Pérdidas de calor.
- Etc.
- Composición de los gases
de escape.
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Todos los motores de nuevo proyecto (prototipos) son sometidos a una larga
serie de pruebas experimentales, hasta alcanzar las presiones previstas.
Los ensayos de producción son aquellos que se realizan a los motores ya
fabricados en serie, y que sirven para controlar que sus características
corresponden a las de los prototipos y al mismo tiempo efectuar un periodo de
rodaje o asentamiento del motor. Por tanto la instrumentación necesaria es
relativamente simple. (Arnal, 2001)
1.4.2. Prueba de potencia en motores
Desde los inicios de la utilización de los tractores agrícolas se vio la necesidad
de medir la potencia en las mismas condiciones para poder compararlas y así
elegir el más adecuado a cada explotación. Las primeras normas de ensayo
para los tractores se dictan en 1919 en el estado de Nebraska y es el
Departamento de Ingeniería Agronómica de la Universidad de Lincoln el
encargado de realizar los ensayos. (Arnal, 2001)
1.4.2.1 Formas de medir la potencia en motores agrícolas
En un tractor se pueden medir muchas potencias, entre las que destacan la
potencia del motor, la potencia a la barra, y la potencia hidráulica. La primera
es la que los agricultores comparan a la hora de adquirir un tractor, y la que los
fabricantes anuncian en las características del tractor que figuran en los
catálogos y otras publicaciones técnicas.
Las distintas normas y códigos de ensayo para medir esta potencia de motor,
se pueden separar en tres grupos según el tipo de potencia que miden. (Arnal,
2001)
a) Potencia bruta
En este caso, la potencia se mide en el volante de inercia del motor se observa
en la figura 1.3. De acuerdo con las normas de ensayo, al motor se le quitan
una serie de elementos que consumen potencia en su funcionamiento como
son: el filtro de aire, el silenciador del escape, el generador de corriente, la
bomba de alimentación de combustible, el ventilador, etc. Con ello se consigue
17
___________________________________________________________________
obtener toda la potencia que puede suministrar el motor. Esta potencia nunca
puede ser alcanzada por el agricultor con su tractor.
Figura 1.3. Potencia bruta en el volante del motor
b) Potencia neta
También en este caso la potencia se mide en el volante de inercia del motor.
Sin embargo, las normas de ensayo indican que el motor tiene que llevar el
mismo equipamiento que cuando está montado en el vehículo, en nuestro
caso, en el tractor (figura 1.4). El agricultor podría obtener la potencia medida,
siempre que trabajara directamente con el volante de inercia del motor de su
tractor, cosa poco probable.
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Figura 1.4. Potencia neta en el volante del motor
c) Potencia útil
Aquí, la potencia se mide en el eje de la toma de fuerza del tractor. El motor no
se saca del tractor, y mantiene todos los elementos que el fabricante ha
previsto en su diseño y construcción (ver figura 1.5). El agricultor podrá obtener
la potencia resultante en el ensayo siempre que utilice la toma de fuerza como
elemento motriz de una máquina acoplada a ella.
Figura 1.5 Potencia útil medida en la toma de fuerza
19
___________________________________________________________________
Por este motivo, este es el dato de potencia más interesante para los
agricultores. Este método de medición tiene la ventaja de poder medir la
potencia del tractor en cualquier lugar, incluso en pleno campo, existiendo en el
mercado varios equipos móviles para efectuar esta medición.
Entre los valores de las tres potencias citadas existen diferencias para un
mismo motor. La potencia bruta siempre es mayor que la potencia neta ya que
los sistemas y mecanismos que lleva el motor en el segundo caso necesitan
potencia para su funcionamiento. De igual manera, la potencia neta es mayor
que la potencia útil, ya que, en este último caso, el movimiento del motor tiene
que pasar por un embrague y por una serie de engranajes en donde, aunque
pocas, se producen pérdidas.
Toma de fuerza
Este sistema es el intermediario entre el motor y la máquina o aplicación a
accionar. Sirve para acoplar y desacoplar el movimiento de rotación del motor a
la máquina o aplicación que acciona.
Su función es la de tomar el movimiento de rotación del volante inercial y
transmitirla a través de discos dentados giratorios y platos o discos fijos a un
eje de salida donde se acopla finalmente la máquina o carga.
Consta básicamente de una corona dentada (de encastre) fija en el volante
inercial, unos discos dentados intercambiables de fibra y metal (ferrodos),
acoplados a la corona de arrastre, discos o platos metálicos fijos y deslizantes,
un dispositivo de empuje con su accionamiento y un eje de salida montado
sobre rodamientos en una carcasa metálica.
1.5. BANCO DE PRUEBAS
Todos los motores de nueva generación deben ser sometidos a una larga serie
de mediciones alternadas con severas pruebas de durabilidad y de carga, tales
que deben ser repetidas una orden de veces hasta alcanzar un resultado
previsto con anterioridad en los cálculos teóricos.
20
___________________________________________________________________
Las pruebas principales son las que sirven para obtener los valores relativos al
par motor, la presión media efectiva, la potencia desarrollada, el consumo
específico de combustible, los diferentes rendimientos así como la composición
de los gases de escape.
Para ensayar un motor es necesario instalarlo en un banco de pruebas. Este
consta básicamente de los siguientes elementos: (Universidad del país Vasco,
2001)
1º) Una cimentación que absorba las vibraciones que se producen debido a la
existencia en el motor de fuerzas de inercia no equilibradas y de los
correspondientes momentos resultantes.
2º) Estructura, cuya misión es soportar el motor.
3º) Soportes para montar y fijar el motor en la estructura, así como regular la
altura y alinear el motor con el freno.
4º) Freno dinamométrico que absorba la potencia desarrollada por el motor,
ofreciendo una resistencia al giro de éste, y que esté provisto de un dispositivo
para medir el par motor.
5º) Transmisión que permita la conexión freno-motor con una cierta elasticidad
y capacidad de absorber desalineaciones.
6º) Sistema de alimentación de combustible al motor con instrumentos de
medición de consumo.
7º) Sistema de refrigeración del motor:
- Si los motores son refrigerados por agua, normalmente se mantiene la bomba
de agua del propio motor. Esta impulsa el agua a través del motor hacia un
cambiador de calor (agua/agua o aire/aire), en general con regulación
termostática por medio de válvulas motorizadas. En instalaciones más
económicas se suele recurrir a un depósito de mezcla en donde se añade una
pequeña cantidad de agua fría a la caliente, que proviene del motor.
21
___________________________________________________________________
- Si los motores son refrigerados por aire se suele utilizar un soplante dirigido
hacia los costados del motor.
8º) Sistema de refrigeración de aceite.
En ocasiones también se refrigera el aceite del motor, ya que al no existir una
corriente de aire al cárter, éste tiende a sobrecalentarse. El sistema consta de
un intercambiador aceite/agua y en ocasiones una bomba auxiliar.
9º) Red de agua.
Los frenos dinamométricos transforman toda la energía mecánica que reciben
del motor en calor. Este calor es eliminado por el sistema de refrigeración del
freno que suele ser mediante un abastecimiento continuo de agua.
En los frenos hidráulicos se ha de mantener la presión del agua dentro de unos
límites, ya que por ser el agua el elemento frenante, cualquier variación de
presión provocaría una variación en el par resistente y por tanto una variación
en la medida. El agua se calienta a su paso por el freno y en algunos casos se
suele emplear un circuito cerrado, enfriándose el agua en una torre de
refrigeración.
10º) Sistema de evacuación de los gases de escape.
Los gases de escape son enviados tras pasar por un silenciador a la atmósfera.
11º) Sistema de ventilación de la sala. Debe evitar el sobrecalentamiento del
local por la radiación de calor del motor. Se efectúa mediante ventiladores
axiales o centrífugos de impulsión y extracción.
Cuando el banco se instala en una habitación o cámara cerrada y aislada se
habla de una celda o cabina de ensayo de motores. En este caso existe un
pupitre de instrumentos en el exterior de la celda con los órganos de puesta en
marcha y de gobierno del motor y freno, así como los instrumentos de control y
registro.
22
___________________________________________________________________
1.5.1. Medición de la potencia efectiva del motor
Sistema para medición de par torsor, que consta de un anillo, unido por una
parte a una pieza fija y por la otra parte a una pieza motora, que absorbe todo
el par aplicado; y unas galgas extensiométricas, dispuestas en la superficie
interior del anillo y con medios de adquisición de datos asociados a un sistema
de lectura; de modo que se relaciona en todo instante el momento torsor
aplicado con la lectura de las galgas colocadas en el anillo.
Cuando un motor en funcionamiento mueve algún conjunto de elementos
mecánicos que ofrecen una resistencia a su propio movimiento, el trabajo lo
realiza contra dicha resistencia (carga resistente) que, por tanto, hace el efecto
de freno del motor.
La potencia efectiva de un motor es:
Pe= Mm x Va …………………………………………………………..................(1.3)
Pe = Potencia efectiva [Hp]
Mm= par motor (par disponible en el eje motor) [Nm]
Va= velocidad angular [rpm]
Siendo el par motor proporcional a la magnitud de la carga resistente aplicada
al motor (generador eléctrico, unidad propulsora de un buque, etc.). La
naturaleza física de la carga no tiene influencia sobre la producción de potencia
siendo esta la misma si el par resistente es el mismo para la misma velocidad
de giro del motor.
El par motor se mide acoplando al motor un dispositivo frenante cuya
característica resistente se puede variar (variar la carga resistente), pudiéndose
obtener, si se mide el régimen de giro del motor, la potencia correspondiente
desarrollada por el mismo. Este dispositivo frenante se denomina freno
dinamométrico, y consta básicamente de una parte móvil (rotor), una fija
(estator) y un dispositivo de medida de fuerza. El rotor del freno está acoplado
al árbol de salida del motor. El par motor se transmite desde el rotor al estator
generalmente por medio de un fluido o de un campo magnético. Al poseer el
23
___________________________________________________________________
estator un montaje basculante, que permite que gire sobre su propio eje, aquél
intentaría girar en el mismo sentido que el rotor. Un brazo unido al estator, que
posee un punto de apoyo a una distancia del eje de giro, impide este giro,
dando lugar a la aparición de una fuerza F en dicho punto. Este punto de apoyo
actúa sobre el dispositivo de medida de fuerza.
1.5.2. Tipos de frenos dinamométricos
El freno es el elemento utilizado para equilibrar el par y absorber la potencia
dada por el motor. Si el motor gira en vacío, no sería posible caracterizar los
diferentes puntos de funcionamiento del motor.
Los frenos dinamométricos son los encargados de crear un par resistente que
es el que proporciona la carga al motor. Esta carga ha de ser variable para
ensayar distintas condiciones operativas del motor.
De entre los frenos más utilizados en la actualidad, destacan dos de ellos: el
freno hidráulico y el electromagnético. La principal diferencia entre ambos es
cómo se genera la fuerza frenante. (Universidad del país Vasco, 2001)
Se han desarrollado varios tipos de frenos basados en distintos principios. Los
más difundidos son:
- Frenos de fricción
- Corriente continua
- Frenos hidráulicos
- Corriente alterna
- Frenos electromagnéticos
- Corrientes de Foucault.
Frenos de fricción.
El freno de fricción mecánico por zapata y tambor fue el primero utilizado,
llamado freno de Prony (Figura 1.6), si bien debido a su inestabilidad y
dificultad de regulación y refrigeración hoy es sólo un antecedente histórico. En
la figura se muestra el principio de su funcionamiento.
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___________________________________________________________________
Figura 1.6. Freno de Prony
Fuente: García ,2007
Frenos hidráulicos.
El freno hidráulico es similar a un convertidor hidráulico de par, en el que se
impide girar al eje de salida. Se compone de un rotor y una carcasa o estator
llena de agua que sirve tanto de elemento frenante como refrigerante.
La potencia del motor absorbida por el freno se transforma en calor,
necesitándose una alimentación continua de agua fría. Para una temperatura
de entrada al freno de 200 ºC y una salida de 600 ºC se necesita por Kilowatt
frenado, un caudal de 20 dm3 /h aproximadamente. Para evitar el deterioro del
freno la temperatura del agua a la salida no debe sobrepasar en general los
600 ºC. (Universidad del país Vasco, 2001)
El
par
de
frenado
de
los
frenos
dinamométricos
hidráulicos
es
aproximadamente proporcional al cuadrado del número de revoluciones (curva
característica de respuesta aproximadamente cuadrática), lo que les hace muy
estables.
Las ventajas de este tipo de freno son:
- Bajo costo para potencias absorbidas importantes.
- Gran duración.
- Reparación rápida y poco costosa.
Como inconvenientes podemos citar:
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___________________________________________________________________
- Poca versatilidad de las curvas de par resistente.
- Par de frenado fuertemente dependiente de la presión de la red
hidráulica, lo que puede producir inestabilidad.
Estas consideraciones hacen que el freno hidráulico sea el más utilizado en
producción y en ensayos de resistencia. (Universidad del país Vasco, 2001)
En la figura 1.7 se observa una sección de un freno hidráulico, con todos los
elementos que lo componen.
Figura 1.7. Sección de un freno hidráulico
Fuente: García, 2007
Frenos electromagnéticos
En el caso de los frenos electromagnéticos (figura 1.8), la acción de frenado se
produce mediante la variación del flujo electromagnético creado por unas
bobinas alimentadas con corriente continua situadas en el estator y que
concentran el campo magnético sobre el rotor. La potencia absorbida genera
corrientes parásitas de Foucault que son disipadas en forma de calor. Mediante
la variación de la alimentación de las bobinas del estator, se consigue la
regulación del par resistente. Este tipo de frenos también dispone de un
sistema hidráulico cuya única finalidad es la de evitar el excesivo calentamiento
del rotor.
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___________________________________________________________________
Figura 1.8. Sección de un freno electromagnético
Fuente: García, 2007
También puede observar en la figura 1.8 el sistema clásico de medición del par
(mediante el uso de pesos y contrapesos), si bien en los frenos actuales se
sustituye este sistema por un transductor de fuerza, mientras que las palancas
se utilizan únicamente para la calibración del par.
Para determinar la potencia efectiva se pueden utilizar generadores de
corriente eléctrica. Así por ejemplo si se acopla un motor térmico a una dínamo
conectada a una resistencia eléctrica, la potencia del motor se utilizará en
accionarla. Esta potencia se puede determinar midiendo con un voltímetro y un
amperímetro la potencia eléctrica suministrada por el dínamo. En este método
debe tenerse en cuenta, que existirán pérdidas por rozamiento, por efecto del
aire y pérdidas eléctricas dependientes de la carga en el generador por lo que
la medida no es muy precisa. Esto hace que sea mucho más común medir la
potencia del motor indirectamente a través del par motor. (Garcia, 2007)
a) Frenos de corriente continua.
Igual que en los frenos hidráulicos, el estator posee un montaje basculante y
está unido a un sistema de medida de fuerza. El par motor se transmite del
rotor (inducido) al estator (inductor en anillo) por medio del campo magnético.
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La regulación de la carga, cuando las variaciones no son demasiado grandes,
puede ser hecha variando la excitación de la dínamo con un reóstato. Haciendo
crecer la reacción electromagnética entre el rotor y el estator, efecto que
trasmite el par del rotor al estator, aumenta la carga resistente y viceversa. La
corriente producida puede ser disipada en forma de calor en unas resistencias
eléctricas.
Ahora bien, una ventaja de este tipo de freno es que la energía eléctrica
generada durante el ensayo puede aprovecharse de alguna forma útil ya que la
potencia del motor no se pierde como energía degrada en un sistema de
refrigeración. Así podría llevarse a la red, aunque esto solamente se hace
cuando el tiempo de trabajo es lo suficientemente grande como para amortizar
los costes de acoplamiento.
En este último caso el dínamo-freno se conecta a un grupo constituido por un
motor de corriente continua unido a un alternador asimismo trifásico acoplado a
la red, y un motor de corriente alterna que acciona los dínamos excitatrices que
suministran la corriente de extracción para el motor y el dinamo-freno.
La regulación de la excitación de las dos máquinas de corriente continua puede
efectuarse por medio de reóstatos: uno varía la excitación del motor y por tanto
la tensión de los extremos del inducido de el dínamo-freno, el otro varía la
excitación de el dínamo-freno.
La energía eléctrica desarrollada por el dínamo-freno es enviada al motor del
grupo, arrastrando al alternador asíncrono. Se recupera, por tanto, bajo forma
de energía eléctrica trifásica la energía mecánica suministrada por el motor
térmico.
Este tipo de dínamo-freno presenta la gran ventaja de poder ser usado también
como motor eléctrico y puede servir no sólo como arrancador del motor, sino
también como medio para arrastrarlo, una vez suprimido el encendido y medir
directamente la potencia necesaria para vencer los rozamientos. En este caso
el alternador actúa como asíncrono accionando un generador (anteriormente
motor) que alimenta el dínamo-freno, que ahora actúa como motor.
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Actualmente el grupo motor -alternador se sustituye por sistemas electrónicos
de potencia.
Todas las ventajas y desventajas de los dos tipos de frenos se presentan en la
tabla 1.3.
Tabla 1. 3. Comparativa entre frenos
Tipos de frenos
Frenos hidráulicos
ventajas
Inconvenientes
Bajo costo para
potencias absorbidas
elevadas
Baja estabilidad
Larga duración
Poco par resistente a
pocas vueltas
Par de frenado
dependiente de la presión
de la red hidráulica
Mayor costo
Reparaciones rápidas
y poco costosas
Frenos electromagnéticos
Control preciso
Bajo costo de
mantenimiento
Alta inercia
Fuente: García, 2007
1.5.3. Curvas características de los frenos dinamométricos
Las curvas características delimitan la zona de trabajo del dinamómetro. Los
parámetros citados a continuación son importantes a la hora de decidir el freno
para el banco de ensayos, y podrán verse en sus curvas características.
(García, 2007)
1. Curva de potencia a máxima carga (curva a): corresponde a la variación
del producto del par absorbido y el régimen de giro. En el caso de los
frenos hidráulicos se obtiene con una apertura total de las esclusas para
el agua y, en los frenos de corrientes electromagnéticas con la máxima
excitación en las bobinas.
2. Par máximo (recta b): el par máximo viene limitado por la resistencia
mecánica, especialmente en los frenos hidráulicos.
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___________________________________________________________________
3. Potencia máxima (recta c): máxima potencia a la cual puede ser utilizado
el dinamómetro, función del caudal de agua a la salida del freno y del
incremento permisible de su temperatura.
4. Régimen máximo de velocidad de giro (recta d): límite determinado por
los cojinetes de rotación y centrifugación de masas rotativas.
5. Par mínimo (curva e): es la curva cuyo par es del mismo orden de
magnitud que el par de fricción del freno (rozamiento y venteo) y que,
por tanto, en esta zona puede llevar a error.
6. Límite de la célula de carga: la permitida por la célula de carga.
En las siguientes gráficas se muestran las curvas características de par y
potencia de un freno hidráulico (figura 1.9) y de un freno electromagnético
(figura 1.10).
Figura 1.9. Curva característica de frenos hidráulicos
Fuente: García, 2007
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___________________________________________________________________
Figura 1.10. Curva característica de frenos electromagnéticos
Fuente: García, 2007
1.5.4. Freno eléctrico
Permite controlar y adecuar la desaceleración del vehículo con este eje
instalado y según las condiciones de tránsito, mediante la sola circulación de
corriente eléctrica por los electroimanes o magneto dentro de las campanas de
freno. Ideal para acoplados y tráilers de bajo o mediano porte. Este eje se
observa en la figura 1.11.
Figura 1.11. Eje con freno
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Cuando se acciona el pedal de frenos (y mientras se mantiene presionado), el
control electrónico envía una corriente eléctrica al eje y hace que se imanten
los magnetos en su interior. Esto hace que el magneto se pegue contra la
pared interna de la campana, que en ese momento se encuentra en
movimiento, arrastre en el sentido de giro provocando mediante el brazo
portaimán y en forma mecánica la apertura de las zapatas de freno, con su
consecuente resultado de la fricción, la desaceleración del vehículo.
(Mecanizados San Miguel, 2010)
1.5.4. Controlador eléctrico
Estos controladores traen las siguientes partes, las cuales deben de
entenderse perfectamente para conocer el funcionamiento del controlador
(figura 1.12).
A. Perilla de potencia
B. Perilla manual deslizante
C. Orificios para el montaje del soporte
D. Luz bicolor
E. Perilla de nivel
Figura 1.12. Controlador de frenado
La luz bicolor se muestra de color verde cuando el controlador esta conectado,
muestra un color rojo cuando se activa el freno. Estos destellos de luz gastan
muy poca luz tan solo 5 miliamperios.
Este tipo de controlador de freno se activa por inercia, es sensible a la
desaceleración y genera un resultado que refleja la inercia captada. En un
estado fijo, el control del freno no aplicará los frenos del remolque a menos que
se active la perilla manual deslizante.
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1.5.5. Transductor de par dinámico.
El par torsional es una magnitud derivada de la fuerza aplicada a un cuerpo, a
una distancia perpendicular a un eje, tal que se genere en él una rotación
alrededor de ese eje.
De acuerdo al sistema internacional de unidades la unidad del par torsional es
el Newton metro y su símbolo es Nm, el cual es derivado de las magnitudes
fundamentales longitud masa y tiempo (L, M y T), es decir 1 Nm = 1 kg m2 /s2.
Existen varias formas de determinar la magnitud de par torsional dependiendo
del tipo de mediciones que se realicen, las cuales pueden ser dinámicas o
estáticas. El par dinámico es la determinación de la magnitud de respuesta de
par torsional de un instrumento como función de la frecuencia f > 0 Hz,
mientras que por el contrario el par estático es la determinación de tal
respuesta siempre que f = 0 Hz. (Ramírez y Torres, 1998)
Un sistema primario para la cuantificación de cualquier magnitud es aquel cuyo
valor es aceptado sin referirse a otros patrones de la misma magnitud. Así
pues, un sistema primario para la medición del par torsional es el basado en la
definición propia de la magnitud.
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2. SISTEMAS DE NORMAS UTILIZADOS
La normalización es la actividad dirigida a establecer e implantar reglas,
principios y procedimientos con el objetivo de ordenar una actividad
determinada, basándose en los avances de la ciencia y la técnica, señalando
los medios y métodos para su realización.
Esta actividad surge a determinado grado de desarrollo de los países y crea la
base técnico normalizativa necesaria para la dirección de la producción en
todos los niveles. La normalización es una disciplina que facilita y acrecienta
las actividades del hombre, promoviendo la comunicación entre los diferentes
factores de la sociedad. Al ser el producto de la ciencia, la técnica y la
experiencia,
se
considera
como
un
elemento
característico
de
la
industrialización y del desarrollo. El trabajo de normalización propicia las
condiciones necesarias para elevar la productividad del trabajo y optimizar los
recursos invertidos en el proceso de producción.
Constituye además un vehículo de gran valor para hacer a los usuarios los
resultados de la investigación científica.
La Norma es el documento técnico fundamental que expresa las conclusiones
de trabajo de normalización en el que se establece una solución óptima a un
problema repetitivo, cuyas disposiciones son de obligatorio cumplimiento y ha
sido consultada y aprobada por las entidades oficiales competentes. Se
presenta como un conjunto de información técnica ordenada con su objeto
(elemento, conjunto, máquina, sistema o producto) y su campo de aplicación
(aspectos dimensionales de calidad de fabricación, de pruebas), etc., bien
definidos. (Iglesias, Paneque, Shkiliova, 1999)
En México existen normas especiales, usadas en los procesos de evaluación
de maquinaria agrícola, así como de implementos.
En el proceso de evaluación del motocultor, se basara en la norma mexicana
NMX-O-169-SCFI-2002, que establece el método de prueba para determinar la
potencia a la toma de fuerza.
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Hay que tener en cuenta que el motocultor hoy en día está formando parte
dentro de las máquinas básica en la agricultura actual. Por ello, es importante
que el agricultor conozca bien sus características a la hora de comprarlo para
poder adaptarlo a su explotación. De esta forma reducirá los costos de
producción, contribuirá al ahorro energético y disminuirá la emisión de
elementos contaminantes, nocivos para el medio ambiente.
Para el proceso de validación es importante que no existan modificaciones en
el motocultor, ya que esto puede traer consecuencias en la prueba y darían
resultados que afectarían a los del fabricante o lo beneficiarían.
Algunos puntos que la norma trata en el proceso de evaluación de potencia a la
toma de fuerza (PTF) del motocultor son:
Altura
La distancia entre la superficie de soporte y el plano horizontal que toca la parte
superior del motocultor.
Ancho
La distancia entre dos planos verticales paralelos al plano medio del
motocultor, cada plano toca el punto más exterior del vehículo en su lado
respectivo. Todas las partes del motocultor, en particular todos los
componentes fijos proyectados lateralmente (por ejemplo: las masas de las
ruedas), están contenidas dentro de estos dos planos.
Consumo específico de combustible:
La masa de combustible consumida por unidad de trabajo. El consumo de
combustible por unidad de superficie trabajada representa la cantidad de
combustible consumida para trabajar una determinada superficie y se expresa
en L/ha. Realmente este es el valor más importante para el usuario, ya que, en
definitiva lo interesante es ver cuánto ha consumido en labrar su parcela. Se
puede calcular en función del consumo horario del motor y la capacidad de
trabajo efectiva de la máquina. Esta capacidad efectiva de trabajo depende de
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la anchura, de la velocidad de avance y del rendimiento de la operación
(vueltas, tiempos muertos, etc.).(Secretaria de Economía, 2002)
Es importante conocer esto debido a que existe maquinaria que da más
potencia de lo que el fabricante menciona, pero demanda más combustible. Y
siempre un comprador espera reducir algunos costos al adquirir nuevamaquinaria. Es por ello que estas especificaciones deben de plasmarse al
realizar este tipo de prueba.
Despeje: La distancia entre la superficie de soporte y el punto más bajo del
motocultor.
Energía específica: Trabajo por unidad de volumen de combustible consumido.
En este caso se relaciona la cantidad de combustible, no con el tiempo, sino
con la potencia desarrollada. En los ensayos se mide la potencia (en realidad el
par motor y el régimen de giro) y el combustible consumido en un cierto tiempo.
Si se divide la cantidad de combustible entre el tiempo se tiene consumo
horario. Dividiendo ahora el consumo horario entre la potencia se obtiene
energía específica.
Masa sin lastre: La masa del motocultor
Potencia a la toma de fuerza: La potencia medida a cualquier flecha diseñada
por el fabricante del motocultor para ser usada como toma de potencia,
considerando el par y la velocidad angular (rotacional).
Velocidad nominal: La velocidad del motor especificada por el fabricante para
operación continua a carga completa.
Dentro de las especificaciones de la norma existen datos establecidos, los
cuales deben cumplirse para el motocultor, estos datos se muestran a
continuación.
Los resultados de todas las pruebas deben
coincidir con la información y
rangos de tolerancia presentados por el fabricante.
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Modificaciones menores
Si existen modificaciones menores en el motocultor tales como cambio de
color, calcomanías, diseño de partes de lámina metálica, denominación de la
marca o modelo para propósitos de mercado, el funcionamiento del motocultor
no deberá ser afectado.
Modificaciones mayores
Abiertas a una validación por extensión Como opuesto a modificaciones
menores, las llamadas modificaciones mayores están relacionadas con el
motor y sus componentes u otras partes del motocultor. El desempeño del
motocultor es afectado. Después de revisar tales modificaciones, si resultan en
la elaboración de un reporte de prueba nuevo, las modificaciones deberán ser
señaladas. El reporte de pruebas estará sujeto al procedimiento usual antes de
la impresión final y circulación.
Modificaciones del motor y sus componentes
Una prueba de potencia a la toma de fuerza del motocultor modificado debe
haber mostrado que todas las modificaciones no resultaron en cambios en el
torque de la toma de fuerza y el consumo de combustible medido en la prueba
original por más de ± 2,5 % a la velocidad nominal del motor y/o potencia
máxima definida por el fabricante. El desempeño de la toma de fuerza deberá
estar dentro del ± 2,5 % a todas las otras velocidades del motor entre la
velocidad alta sin carga y la velocidad de torque máximo. (Secretaria de
Economía, 2002)
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3. MATERIALES Y MÉTODOS
3.1. PROCESO DE DISEÑO
3.1.1. Identificación del problema
Los motocultores, han estado ganando terreno en el área de la agricultura, esto
debido a que son máquinas pequeñas y debido a su costo son rentables,
porque se pueden usar en lugares donde los tractores tradicionales no pueden
debido a sus tamaños y potencias elevadas. Pero para saber que motocultor
elegir a la hora de comprarlo, es necesario conocer sus verdaderas
especificaciones técnicas, y debido a que en México se ha estado
comercializando este tipo de maquinas desde ya hace algunos años, es
indispensable evaluarlos bajo las condiciones atmosféricas del país. Debido a
que muchos de las características de rendimiento se ven afectados debido a
las condiciones meteorológicas diferentes a los países donde se fabrican y se
prueban.
El motocultor permite la adaptación de muchos implementos. Entre ellos uno
que se puede mencionar es el rotovator, el cual es accionado por la toma de
fuerza del motocultor. Y para que este implemento funcione adecuadamente es
necesario conocer la potencia que requiere, la cual es proporcionada por la
toma de fuerza del motocultor.
En México existe el Centro Nacional de Estandarización de Maquinaria
Agrícola, que cuenta con bancos para la prueba de potencia a la toma de
fuerza de tractores. Sin embargo estos bancos son muy grandes, los cuales no
permiten realizar la conexión, ni la prueba de los motocultores. Es por ello que
se ha diseñado el prototipo de un banco de pruebas que permita realizar este
tipo de evaluación.
3.1.2. Propuesta de diseño
La propuesta de diseño que se presenta es la siguiente. Como existen un gran
número motocultores, los cuales difieren en estructura y accionamiento a toma
de fuerza. Es indispensable contar con un mecanismo que permita la unión
entre los sistemas. Es por ello que se plantea lo siguiente:
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El banco tiene un mueble el cual sirve de base donde se sujeta todo el sistema.
Es donde se colocan todos los aparatos eléctricos con los que se realiza la
prueba. La estructura diseñada es la mostrada en la figura 3.1.
Figura 3. 1. Estructura del banco (vista isométrica)
Cada parte mostrada en la figura se explican detalladamente en el apartado de
construcción presente en esta tesis.
En la figura 3.2, se muestran las vistas del plano de la estructura indicando las
principales medidas del banco. Las dimensiones mostradas están dadas en
milímetros.
Figura 3. 2. Vistas principales de la estructura
Analizando el problema de las diferentes alturas a las que se presentan la toma
de fuerza en los motocultores El mecanismo de medida de torque, presenta
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una estructura de soporte (figura 3.3), que permite colocar el sistema a
diferentes alturas.
Figura 3. 3. Diseño del soporte del mecanismo de medida de torque (vista isométrica)
Sus principales medidas se exponen en la vista superior de la figura 3.4
Figura 3. 4. Vista superior de la estructura de levante
El sistema de medida esta formado por un transductor de torque, un freno
eléctrico y un sistema de coples.
En la figura 3.5 se observan las alturas, mínima y máxima a las que el banco
puede adaptarse a los motocultores.
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Figura 3. 5. Altura mínima y máxima a la que el banco puede conectarse al motocultor
Los demás mecanismos que se usaron en el banco se explican detalladamente
en el proceso de construcción.
3.2. CONSTRUCCIÓN
El proceso de ensamble para la construcción del banco es el siguiente:
1. Primero se construye la estructura del banco, después a esta estructura se
le adapta un sistema de levante.
2. Se construye la base para el dinamómetro (medidor de par) y se le adapta
el mecanismo de medida de torque, formado por un freno eléctrico y un
transductor de torque.
3. Se construye un cople para unir el freno eléctrico con el torquímetro. Y un
cople para la unión del motocultor al banco.
Tomando la parte diseñada ya establecida, se decidió iniciar la construcción, la
cual se realizó en etapas, estas fases se describen detalladamente a
continuación.
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3.2.1. Estructura del mueble
Primera etapa; construcción de la estructura del mueble del banco de pruebas.
Se determinó la forma de la estructura, y se seleccionaron, los materiales
específicos con los que se empezó la construcción. El banco está formado por
una carcasa, la cual sirve de protección al mecanismo que medirá la potencia
(figura 3.6).
También es parte del mueble que sirve para colocar los aparatos necesarios
para realizar la prueba, como son el tablero de botones para el accionamiento
del banco y tiene una parte donde puede ir la computadora que registrará
datos.
La estructura se construyo con materiales como: ángulos, solera y PTR de dos
pulgadas. El proceso de la construcción de la estructura, consistió en, cortar las
partes de PTR a las medidas establecidas, así como los ángulos y cualquier
material necesario para su construcción.
Figura 3. 6. Estructura de la carcasa del banco de pruebas
En el proceso de armado de la estructura se uso el método de soldadura,
usando electrodos 6013 (figura 3.7), el cual sirve para soldar en todas las
posiciones y se aplica bien con corriente alterna.
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Figura 3. 7. Soldado de la estructura
La estructura se cubrió con lámina negra la cual se tuvo que moldear para que
se acoplara en los lugares correspondientes. En los costados de la estructura,
son los puntos donde se lleva a cabo el proceso de levante, por lo que es
necesario que sea accesible para que los operadores manejen el mecanismo
de posicionamiento. Es por ello que se le colocaron puertas con bisagras
(figura 3.8) las cuales permiten abrir y cerrar en los momentos de actividad.
Figura 3.8. Puerta izquierda del banco
Las partes superiores de la estructura se cubrieron con triplay de 6mm. Se
cortaron las fracciones a las medidas correspondientes para cubrir las partes
descritas.
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El proceso de unión fue usando remaches, para lo cual antes se realizaron
perforaciones en la estructura y en el triplay lo que permitió que el trabajo fuera
más fácil.
Se decidió usar este tipo de material debido a que estos segmentos de la
estructura del banco, son los lugares donde el operador realiza su trabajo en el
registro de datos de la prueba. Y también porque es un material fácil de
manejar para la parte del tablero, al cual se le manufacturó para colocar las
piezas mostradas en la figura 3.9.
A. Amplificador
B. Multímetro
C. Controlador de freno
D. Interruptor
de
encendido
del
controlador de freno
Figura 3. 9. Cubierta de triplay y objetos sobre el tablero (A, B, C, D)
En estos lugares donde se colocan objetos con un peso mayor se soldaron
algunos soportes en la estructura para que el triplay no sufriera deformaciones
en su superficie. Estos se observan en la figura 3.10 con los puntos E y F.
Figura 3. 10. Soportes para la colocación del triplay
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3.2.2. Sistema de levante
La estructura presenta un sistema de correderas, por las cuales, se trasladan
los soportes, que mantienen sujeto a la unidad de levante del sistema. Las
correderas se maquinaron sobre el PTR de 2x2, el ancho de la ranura es de ½
pulgada y se maquinó usando un cortador, el cual se colocó en la fresadora.
Este mecanismo se muestra en la figura 3.11 con la denominación corredera.
También se muestra el soporte que está hecho de una parte de ángulo de 2x2,
éste se sujeta a la corredera con la ayuda de un tornillo, el cual permite deslizar
la pieza a través del carril y así ubicar a la altura deseada, respecto a la toma
de fuerza de los motocultores.
Para sujetar la pieza, se maquinaron orificios de diámetro de ½ por lo que el
tornillo usado es de la misma medida. En la figura 3.11 se muestra el tornillo y
la tuerca que ayudan a fijar el soporte.
Figura 3. 11. Mecanismo de levante y componentes
Otra parte del sistema de levante son los espárragos, se usaron 4 espárragos
de una pulgada de diámetro, mostrados en la figura 3.11.
El mecanismo con el que se establece el sistema de medida a la altura
anhelada, es con la ayuda de cuatro espárragos colocados en las posiciones
mostradas en la figura 3.11.
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Los espárragos fueron unidos en la posición expuesta con electrodos 6013,
debido a que son los que soportan las vibraciones fuertes cuando el
mecanismo se conecta a la toma de fuerza del motocultor.
La manera de sujetar es con tres tuercas, una por arriba de la base del medidor
de potencia y dos debajo de la base, como se muestra en la figura 3.11. Esto
permite fijar la estructura al punto que se desee, tomando en cuenta de que
este sistema es el principal para el posicionamiento del mecanismo. Al fijar las
tuercas se evita que haya movimientos verticales que puedan alterar la prueba.
3.2.3. Base para el dinamómetro (medidor de par)
La base es la estructura que soporta todo el mecanismo medidor de par. Esta
base se construyo de materiales como PTR de 2x1, PTR de 2x2 y ángulo de 2
pulgadas.
El freno va sujetado a la base por medio de tornillos que se colocan en el punto
(A) mostrado en la figura 3.12, es la parte donde se inmoviliza la parte del eje
del freno, son cuatro puntos los cuales mantienen firme al eje en el momento
de la prueba.
Figura 3. 12. Estructura de levante del medidor de potencia
La base presenta cuatro agujeros en sus esquinas que sirven para deslizarse
por los espárragos como se muestra en el punto (B) de la figura 3.12, cuando
se necesite subir o bajar la base.
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La base lleva una estructura que soporta al torquímetro y lo mantiene fijo en el
momento de la prueba. Este está formado por solera, ángulo y PTR de 2
pulgadas.
El torquímetro se une al soporte, mediante tornillos que evitan que exista
movimiento que desestabilice al mecanismo de medida.
En la parte donde existe contacto entre las orejas del torquímetro y el soporte,
se coloco un hule que hace que el golpeteo entre ellos sea menor y que no se
dañe el sistema del torquímetro.
3.2.4. Cople
El cople se construyó de la siguiente manera; se tomó una placa de acero de ½
pulgada y se dibujó la placa redonda que se fija al sistema roscado del freno
figura 3.13. El diámetro del círculo interior es de 80 mm y el del círculo exterior
es de 140 mm.
Figura 3.13. Placa de acero
Se hizo uso del equipo de soldadura oxi/acetileno, para el proceso de recorte
del disco dibujado sobre la placa.
Figura 3.14. Placa redonda
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Como se puede observar en la figura 3.14 el disco forma parte del cople, se
maquinó la pieza con la ayuda de la fresadora para realizar los 5 agujeros de ½
pulgada que permitieron unirlo al freno.
La segunda parte del cople es la parte tubular, esta se construyó con parte de
un tubo de diámetro de 90 mm, para que la parte del freno entrara en él. La
parte tubular se unió a la placa por medio de soldadura, usando un electrodo
E-7018, que es el mas usado por sus características en uniones de acero. El
cual es bajo en hidrogeno y resistente a la humedad.
El cople completo se observa en la figura 3.15. El cople presenta una parte
estriada la cual sirve para unir la parte hembra del torquímetro al freno.
Figura 3.15. Parte tubular del cople
3.2.5. Freno eléctrico
Este freno mostrado en la figura 3.16, se usa en el mecanismo, acoplándolo a
un torquímetro, el cual a se acopla a la toma de fuerza del motocultor.
Figura 3.16. Punta de eje con freno eléctrico
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Como ya se mencionó, se utiliza un freno eléctrico que se tomó de la estructura
de (freno y eje), éste se acopló, cortando la parte del freno eléctrico, dejando
un soporte de eje el cual sirvió para sujetarlo a la estructura de levante.
Figura 3.17. Freno eléctrico
Se usa este tipo de freno(figura 3.17), gracias al tipo de frenado que aplica por
fricción, cuando las zapatas se abren debido a una corriente eléctrica, que
admite la imantación de los magnetos internos haciéndolos que se peguen
contra la pared interna de la campana que se encuentra en movimiento
permitiendo la desaceleración del cuerpo.
Controlador
Este controlador es la parte principal, debido a que es el que aplica el poder de
frenado que el freno eléctrico manda al sistema. Se fijo al triplay (figura 3.18)
usando
el
soporte
del
controlador,
sujetándolo
con
los
tornillos
correspondientes.
Figura 3.18. Controlador de freno
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Para la instalación se usaron cables de calibre 14 de diferentes longitudes. El
cable azul se unió al freno eléctrico; el cable blanco se unió al polo negativo de
la batería de 12 volts; el cable rojo se unió al cable negro el cual se conecta al
borne positivo de la batería. Y un cable verde del freno eléctrico va conectado
al borne negativo.
La figura 3.19 muestra los puntos A, B, C, D, E y F, que son los aparatos donde
se realizaron las conexiones.
A.- Freno
B.- Torquímetro
C.- Amplificador de voltaje
D.- Multímetro
E.- Controlador
F.- Batería 12 volts
Figura 3.19. Aparatos eléctricos del banco
El torquímetro (B), va conectado al amplificador (C) mediante un cable de
acople rápido. Para el accionamiento del controlador (E), se utilizo una batería
de 12 volts (F)
El proceso de frenado usado en la prueba fue el siguiente, se giraba la perilla
de potencia y se colocaba en la parte mínima de potencia, después a la media
y finalmente a la máxima que es cuando el motocultor frenaba por completo.
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3.2.6. Torquímetro
Para medir el torque usamos este transductor de marca japonesa. MIKKEI
TQR-50KF65 (figura 3.20).
Figura 3.20. Torquímetro
El torquímetro mostrado presenta un cople macho y uno hembra. La parte
hembra se une al estriado de la parte del cople conectado al freno eléctrico, la
parte macho del torquímetro se une a un cardan, el cual presenta dos uniones
del tipo hembra, el cardan permite unir todo el mecanismo del banco con el
motocultor haciendo uso de una flecha estriada colocada en el sistema de
unión del motocultor.
3.2.7. Unión del cardan con el motocultor
Esta unión se realizó de la siguiente manera:
Como la toma de fuerza del motocultor es por transmisión, se encontraron
algunas dificultades para la unión del sistema de medida de potencia. Pero se
solucionaron de la siguiente forma.
Como se contaba con un implemento que es activado por la toma de fuerza del
motocultor. Este implemento es el rotovator, del cual solo se uso la parte que
va conectado al motocultor.
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___________________________________________________________________
Figura 3.21. Unión del banco con el motocultor mediante el cardan
La parte marcada con un circulo en la figura 3.21, es donde se realiza la unión
al cardan.
La construcción de este cople, fue con el uso de dos catarinas y un eje
estriado. Una catarina de paso 60 con 14 dientes, la cual se unió en la
transmisión del implemento junto con la otra catarina que el mecanismo de la
transmisión. La unión de las dos catarinas es por medio de una cadena doble
que permite unir a las dos
piezas dentadas, permitiendo transferir el
movimiento dado por el sistema de engranes embonado a la toma de fuerza. A
la catarina de # 60 se le soldó el eje estriado en una de sus caras, el cual
permite unir todo el cople al cardan y así poder transmitir la potencia que mide
el banco.
3.2.8. Costos de construcción
La tabla 3.1 muestra los costos y cantidad de material usados para llevar a
cabo la construcción del banco de pruebas.
52
___________________________________________________________________
Tabla 3. 1. Costos de material y otros, usados en la construcción del banco
Material
Lámina
Triplay
PTR
Soleras
Ángulos
Espárragos
Dimensiones
calibre
18
mm
6
Cantidad
3.145m
233
1.845m
2
300
2x 2 x ¼
10.12m
1062
2x 1 x ¼
4.10m
430
2X¼
2.86m
71.5
2x2 x ¼
4.65m
309
1.5 x ⅛
2.40m
112
4m
480
1
8600
1
Freno-controlador
Remaches
Tornillería
20
1/2 ,19/64
25
Pintura
Soldadura
$
2
125
400
6013
5kg
134
Transmisiones
2
300
Maquinados
varios
1300
Consumibles
1500
Mano de obra
3000
Energía eléctrica
1000
Total
19376.5
La recuperación del costo de la construcción será por el número de pruebas
que el banco realice. En una prueba la recuperación es de $ 2000, por lo que el
número de pruebas que se deben realizar son 10 para recuperar la inversión.
53
___________________________________________________________________
3.3. VALIDACIÓN DEL BANCO
3.3.1. Calibración del torquímetro
Antes de comenzar con la prueba, se calibró el torquímetro, esto consistió en
mantener inmóvil un extremo del dispositivo y en el otro extremo se colocó una
barra centrada y nivelada para que de manera inicial el torquímetro registrara
carga cero. Después se fueron colocando pesas a un metro de distancia y se
fueron tomando las lecturas (figura 3.22). (Smith et al., 1994)
Por
medio
de
una
regresión
lineal
se
determinó
la
ecuación
de
comportamiento del torquímetro, la cual es la siguiente:
y = 0.3115x - 5.9612……………………………………………….................... (3.1)
Torquímetro
Amplificador
Barra para
calibración
Figura 3.22. Calibración del torquímetro.
Donde [y] es la variable torque y [x], la variable que representa el voltaje.
La validación del banco se realizó, en el Centro Nacional de Estandarización de
Maquinaria Agrícola (CENEMA), evaluando los motocultores MKT-11195N,
MKT-95190N, y MKT-151100. Esto, con el fin de comparar la potencia a la
toma de fuerza de los diferentes motocultores. Y también comprobar los
valores de potencia obtenidos con el banco, para hacer la correspondiente
comparación a los valores mencionados en las especificaciones técnicas del
multitractor.
54
___________________________________________________________________
Para el diagnóstico del banco de pruebas para la toma de fuerza de
motocultores se llevó a cabo el siguiente plan de prueba.
3.3.2. Método de prueba
La evaluación del banco sin duda debe de ser al probar un motor conectado al
mecanismo de medición de potencia. Fue por ello que se inicio con el
acoplamiento del motocultor MKT-11195N (figura 3.23).
Figura 3. 23. Motocultor MKT-11195N
3.3.2.1. Condiciones generales de la prueba
Una vez que la prueba comenzó, el motocultor nunca se operó de manera que
no este especificado en las instrucciones publicadas por el fabricante en el
manual de operaciones.
Se montó el motocultor sobre una estructura (figura 3.24), esto con el fin de
mantener los neumáticos de éste, sin ningún contacto con el suelo, esto fue
debido a que el mecanismo del motocultor acciona a las llantas al momento de
embragar la transmisión.
55
___________________________________________________________________
Figura 3. 24. Motocultor montado sobre una base y listo para la prueba
Se colocó en una posición nivelada al motocultor y se conectó al banco por
medio del cardan, el motocultor nivelado, debe de estar en una posición fija
(figura 3.25) y no tiene que tener demasiado juego, fue por ello que se aseguró
usando unos cinchos, para evitar el movimiento que el motocultor presenta
cuando se acciona.
La nivelación también fue parte del mecanismo que se usó para la medida de
consumo de combustible, debido a que antes de empezar la prueba se colocó
combustible al depósito del motocultor y se midió la cantidad para conocer la
capacidad del tanque.
Figura 3. 25. Nivelación del Motocultor
56
___________________________________________________________________
3.3.2.2. Repetición de la prueba
El motocultor no sufrió modificaciones en toda la etapa de prueba por lo que
fue innecesario repetir las pruebas, el desempeño del motocultor no fue
afectado de acuerdo a las especificaciones mostradas por el fabricante.
Una vez montado el motocultor, se puso en funcionamiento y se fijó a una
cierta velocidad, en este caso a primera, el acelerador se colocó a máxima
posición y se comenzó con la prueba y registro de datos.
El registro contiene los siguientes datos: voltajes dados por el amplificador
conectado al torquímetro, y los valores de las revoluciones dadas en esa
velocidad por el sistema de acoplamiento a la toma de fuerza.
Para la medida de las revoluciones, se uso un tacómetro digital de la marca
ONOSOKKI HT-5100 (figura 3.26).
Figura 3. 26. Tacómetro digital
La prueba para cada velocidad tuvo una duración de 30 minutos, esto fue con
el objetivo de permitir que el mecanismo de toma de fuerza se estabilizara para
que el sistema registrara datos más exactos.
Después de finalizar cada prueba, se paraba el motor y se tomaban datos de
consumo de combustible, así como de las temperaturas, en los puntos críticos,
como en el diesel, el refrigerante y el aceite del motor como se ve en la figura
3.27.
57
___________________________________________________________________
Figura 3. 27. Medición de temperatura del aceite y del combustible
Las velocidades en las que se realizaron las pruebas fueron en primera,
segunda y tercera.
La manera de regular el frenado fue mediante la perilla de potencia colocada al
lado derecho del controlador (figura 3.28).
Figura 3. 28. Controlador de freno
El mecanismo de frenado hacia el motocultor representa una fuerza de fricción
que se refleja en una fuerza par el cual es capturado por el transductor de
torque conectado al amplificador que envía un voltaje. Este voltaje es usado
58
___________________________________________________________________
para sustituirse en la ecuación (3.1) que calcula el torque producido por la
transmisión de potencia.
El poder de frenado se reguló de la siguiente manera, al punto mínimo, a un
punto máximo y a un punto intermedio.
3.3.3. Asentamiento y ajustes preliminares
El motocultor presentado para la evaluación fue nuevo. El asentamiento del
motocultor lo realizó el Centro Nacional de Estandarización de Maquinaria
Agrícola (CENEMA) en sus instalaciones junto con él fabricante, debido a que
el motocultor es importado.
El fabricante no realizó ajustes al motocultor durante el periodo previo a la
prueba. Los cuales no se cambiaron por ningún motivo durante el proceso de
prueba.
La prueba de asentamiento se realizo en las instalaciones del CENEMA,
durante un periodo de 1 hora.
3.3.4. Estudio de estructura del motocultor
Para realizar el estudio de estructura de las dimensiones del motocultor, este
se colocó sobre una superficie horizontal indeformable. Las dimensiones de la
longitud y anchura se midieron entonces sobre líneas horizontales, proyectando
los puntos mediante el uso de una plomada, desde los extremos del motocultor
al suelo, para después medirlas con la cinta métrica. Y aquellos de alturas en
líneas verticales, con un metro y uso de un nivel.
Durante este proceso de estudio, el motocultor no se movió del lugar, por lo
cual no hubo alteraciones en las medidas de la estructura.
Además se realizaron los siguientes estudios en el motocultor:
Peso del motocultor, estudio de visibilidad y cantidad de combustible en el
tanque.
59
___________________________________________________________________
3.3.5. Combustibles y lubricantes
Fue importante la selección del combustible y lubricantes que se usaron,
debido a que esto pudo afectar el desempeño del motocultor al realizar la
prueba. Por ello fue que, antes de la prueba se reviso el motocultor y como
tenía el aceite a una medida estable, no fue necesario colocar más al depósito.
En cuanto al combustible, fue necesario llenar el tanque de combustible debido
a que estaba debajo del rango, así que se uso diesel comercial.
Existen condiciones bajo las cuales se deben de realizar todas las prueba,
estas son condiciones de operación y se deben de respetar, debido a que son
normas establecidas por otros países donde los escenarios naturales son
diferentes y debido a esto un motocultor no tendrá los mismos resultados, es
por ello que existen rangos y fórmulas que ayudan a estabilizar las
circunstancias.
La presión atmosférica fue menor a 96,6 kPa, Debido a las condiciones de
altitud, por lo que se tuvo que aplicar los factores de corrección de potencia y
las fórmulas de corrección de potencia especificadas en la norma SAE J1349.
La temperatura permaneció dentro de lo que especifica la norma mexicana
NMX- O -169 – SCFI - 2002. (23°C ± 7°C)
La presión
a la que se encuentra el sitio donde se realizaron las pruebas es
de 786.4 mb (milibares). Y la temperatura ambiente a la que se realizaron las
pruebas fue a los 19 °C.
Para determinar el factor de corrección de potencia por baja presión
atmosférica se utilizó la fórmula (3.2)
cf
990
1,18
Pd
Tc 273
298
0.5
0,18
...............…...………………. (3.2)
Donde:
60
___________________________________________________________________
Cf: Coeficiente de corrección por pérdida de potencia debido a baja
presión
[adim]
Pd: Presión atmosférica [mbar]
Tc: Temperatura ambiente [ºC]
3.3.6. Consumo de combustible
El procedimiento para conocer el consumo de combustible del motocultor para
cada etapa de prueba fue la siguiente.
Se vació completamente el tanque de combustible del motocultor y después se
volvió a llenar, usando una probeta para medir la cantidad de diesel colocado al
depósito. Se colocó una cierta cantidad de combustible al tanque, dependiendo
del tipo de multitractor estado en prueba. Y mediante un sistema métrico se
midió el punto de profundidad del tanque hasta la altura donde se encontraba el
diesel. Y ese nivel mostrado en la regla fue el punto donde debe permanecer el
tanque siempre después de cada prueba.
Por lo que después de cada ensayo, se colocaba el sistema métrico en la
entrada del tanque de combustible para medir y mediante una probeta se le
aplicaba el diesel faltante al tanque. Permitiendo registrar el consumo de
combustible.
Este procedimiento usado se conoce como método a tanque lleno. Los valores
fueron dados en mililitros durante el periodo de la prueba que fueron 30
minutos aproximadamente. Por lo que se tuvieron que usar conversiones a
litros por hora.
3.3.7. De la toma de fuerza principal
En el proceso de prueba para la toma de datos de los valores del torque fueron
tomados por el transductor de torque dinámico colocado en el banco, los datos
de potencia serán calculados con el dato de torque y las revoluciones dadas
por el motocultor.
61
___________________________________________________________________
En la prueba la conexión que une la flecha que conecta a la toma de fuerza al
torquímetro se mantuvo horizontalmente y nivelado, no tuvo algún ángulo
apreciable, la temperatura ambiente fue, de 23ºC ± 7ºC. La presión no era de
96.6 kPa, por lo que se tuvieron que realizar algunas conversiones para que las
condiciones necesarias se aplicaran. En la prueba del banco no hubo algún
aparato extractor para la descarga del gas del escape, que modificara el
funcionamiento del motor. Así que las pruebas se realizaron cuidadosamente
de manera continua.
3.3.8. Con cargas variables
Este procedimiento de prueba se realiza de la siguiente manera, en el
momento de colocar la transmisión en la velocidad correspondiente, el
motocultor se acelera a la máxima velocidad por lo que ese punto seria a la
máxima potencia del motor.
El motocultor se colocó a potencia máxima
El torque, velocidad del motor y consumo de combustible se registraron a las
siguientes cargas:
Durante el proceso de pruebas se tomaron los siguientes datos
a. El torque a la máxima velocidad sin carga de frenado.
b. El torque correspondiente a la máxima velocidad a un mínimo frenado
c. El torque correspondiente a la máxima velocidad con un 50% de carga de
frenado
d. El torque correspondiente a la máxima carga de frenado
3.3.9. Medidas relacionadas
En adición a las medidas del funcionamiento requeridas arriba, las siguientes
fueron registradas:
Temperatura del combustible en un punto adecuado entre el tanque y el
motor.
62
___________________________________________________________________
Temperatura del aceite en un punto adecuado en el flujo de aceite.
La temperatura del refrigerante
3.3.10. Procedimiento analítico del cálculo de potencia
Para la obtención de la potencia a la toma de fuerza se realizaron los
siguientes cálculos, después de haber calibrado el torquímetro y habiendo
obtenido una ecuación para obtener un torque después de una variable voltaje.
Se realizó la prueba y los voltajes que registraba el amplificador de voltaje, se
sustituyeron en la ecuación [y = 0.3115x - 5.9612], para obtener un torque. Este
torque se multiplicó con las revoluciones del motor medidas con el tacómetro
en el cardan. Dando como resultado, la potencia del motor. La cual se tuvo que
corregir con el factor de corrección obtenido con la ecuación 3.2.
63
___________________________________________________________________
4. RESULTADOS
4.1. CONSTRUCCIÓN DEL BANCO
La figura 4.1 muestra como el banco queda construido, la parte trasera lleva
una malla y una tapa desmontable, para hacer todas las conexiones
necesarias.
Figura 4. 1. Estructura completa del banco de pruebas
Las dimensiones del banco aparecen en la tabla 4.1, la cual también contiene
información detallada del banco de pruebas.
Tabla 4. 1. Características del banco de pruebas
Dimensiones
Rangos de ajuste a
toma de fuerza
Capacidad de frenado
Largo
1200mm
Ancho
900mm
Altura mínima
220mm
Altura Máxima
680mm
motocultores
20 hp
El banco presenta los siguientes sistemas:
1. Sistema de coples que permite la unión del freno al torquímetro y unión
del motocultor al banco.
2. Sistema de frenado.
64
___________________________________________________________________
El costo de construcción del banco de pruebas fue de $20,000
4.2. EVALUACIÓN DEL BANCO
El proceso de validación del banco se realizó conectando la toma de fuerza del
motocultor al banco de pruebas.
El banco tiene la capacidad de probar motocultores de potencias elevadas de ≤
20 hp. Sin embargo durante la prueba, se observó que el freno se calentaba
mucho por lo que es necesario instalarle un ventilador, como sistema de
enfriamiento. Como ejemplo de la evaluación del banco se muestran los datos
registrados durante la prueba, los cuales son los que la norma establece. Estos
datos registrados, se logran ver desde la tabla 4.2 a la 4.10.
Estudio de estructura.
Tabla 4. 2. Dimensiones y masa del motocultor MKT-11195N
DIMENSIONES Y MASA DEL MOTOCULTOR MKT-11195N
Largo
2170
Ancho
960
Dimensiones [mm]
Altura
1155
Masa [kg]
325
Tabla 4. 3. Dimensiones y masa del motocultor MKT-95190N
DIMENSIONES Y MASA DEL MOTOCULTOR MKT-95190N
Largo
2148
Dimensiones [mm]
Ancho
840
Altura
1085
Masa [kg]
250
Tabla 4. 4. Dimensiones y masa del motocultor MKT-151100
DIMENSIONES Y MASA DEL MOTOCULTOR MKT-151100
Largo
2640
Dimensiones [mm]
Ancho
982
Altura
1132
Masa [kg]
340
65
___________________________________________________________________
Consumo de combustible
Tabla 4. 5. Consumo de combustible en [l/h]
CONSUMO DE COMBUSTIBLE (l/h)
MOTOCULTOR
MKT-11195N MKT-95190N
MKT-151100
1.77
0.95
2.18
Temperaturas registradas
Tabla 4. 6. Medidas relacionadas durante la prueba
MOTOCULTOR
T.Combustible
T.Refrigerante
T.Aceite
Modelo
MKT-11195N
MKT-95190N
MKT-151100
ºC
30
29
30
ºC
73
65
79
ºC
67
69
82
Los datos mostrados en la tabla 4.6 son los valores de las temperaturas
ocurridas en el transcurso de la prueba, de cada uno de los motocultores.
Condiciones atmosféricas
Tabla 4. 7. Condiciones atmosféricas durante la prueba de potencia
Parámetro
Valores
Temperatura ambiente
19 ºC
Humedad relativa
55%
Presión atmosférica
78.640 kPa
Como las condiciones meteorológicas no satisficieron lo que la norma exigía,
fue necesario utilizar la ecuación 3.2 con los datos meteorológicos obtenidos
(tabla 4.7) y con esto se obtuvo un factor de corrección de cf = 0.195. El cual
se uso para corregir la potencia del motor.
66
___________________________________________________________________
La tabla 4.8, contiene los datos de potencia del motocultor. El motocultor tiene
una potencia al motor de 9.5 Hp. En la tabla 4.8 se aprecia el valor de potencia
obtenida en la prueba. También se presenta el gráfico de potencia en la figura
4.2.
Tabla 4. 8. Resultados de potencia del motocultor MKT-95190N
Motocultor MKT-95190N (9.5hp)
Potencia
Watts
hp
5097.55
6.83
P
O
T
E
N
C
I
A
Potencia corregida
watts
hp
6092.06
8.166
T
O
R
Q
U
E
[w]
[Nm]
RPM
Figura 4. 2. Gráfica de potencia y torque del motocultor MKT-95190N: grafica de potencia
representada por la línea continua [
], y la grafica de torque por línea discontinua [- - -]
Las representaciones gráficas de las figuras: 4.2; 4.3; 4.4. Muestran que en un
aumento de torque, la potencia empieza a aumentar, hasta llegar a un punto
máximo, donde al momento de seguir aumentando el torque, la potencia
empieza a disminuir, esta representación es el mismo comportamiento como
actúan los motores diesel (O.E.C.D., 1998). Por lo que se puede mencionar
67
___________________________________________________________________
que los valores lanzados por el banco concuerdan con el comportamiento de
potencia que los motores tienen. Resumiendo esto, la potencia se muestra, en
este caso como un factor del torque, donde en un cierto punto que se tenga
mayor torque, se obtiene menos potencia por parte del motor.
La tabla 4.9, contiene los datos de potencia del motocultor. El motocultor tiene
una potencia al motor de 11 Hp. En la tabla 4.9 se aprecia el valor de potencia
obtenida en la prueba. También se presenta el gráfico de potencia en la figura
4.3.
Tabla 4. 9. Resultados de potencia del motocultor MKT-11195N
Motocultor MKT-11195N (11hp)
Potencia
watts
hp
5651.42
7.58
P
O
T
E
N
C
I
A
Potencia corregida
Watts
hp
6753.99
9.054
T
O
R
Q
U
E
[w]
[Nm]
RPM
Figura 4. 3. Gráfica de potencia y torque del motocultor MKT-11195N: Gráfica de potencia
representada por la línea continua [
], y la gráfica de torque por línea discontinua [- - -]
68
___________________________________________________________________
La tabla 4.10, contiene los datos de potencia del motocultor. El motocultor tiene
una potencia al motor de 15 Hp. En la tabla 4.10 se aprecia el valor de potencia
obtenida en la prueba. También se presenta el gráfico de potencia en la figura
4.4.
Tabla 4. 10. Resultados de potencia del motocultor MKT-151100
Motocultor MKT-151100 (15hp)
Potencia
watts
hp
8607.50
11.54
P
O
T
E
N
C
I
A
Potencia corregida
watts
hp
10286.79
13.789
T
O
R
Q
U
E
[w]
[Nm]
RPM
Figura 4. 4. Grafica de potencia y torque del motocultor MKT-151100: Gráfica de potencia
representada por la línea continua [
], y la gráfica de torque por línea discontinua [- - -]
69
___________________________________________________________________
CONCLUSIONES
1. Se construyó y evaluó un banco de pruebas para la potencia a la toma de
fuerza de motocultores.
2. El banco de pruebas es fácil de construir, ajustar y de operar.
3. Fue evaluado con motocultores cuya potencia varió de 9.5 a 15 hp.
4. Para el motocultor modelo MKT-11195N con una potencia de 11 Hp al
motor se obtuvo una potencia a la toma de fuerza, de un 86 % de la que el
motor tiene.
5. Para el motocultor modelo MKT-95190N con una potencia de 9.5 Hp al
motor, se obtuvo una potencia a la toma de fuerza de, un 86% respecto a la
del motor.
6. Para el motocultor modelo MKT-151100 con una potencia de 15 Hp al
motor, se obtuvo una potencia la toma de fuerza, de un 91% de la que el
motor tiene.
RECOMENDACIONES
1.- instalar un sistema de enfriamiento al banco de pruebas.
2.- Adaptarle otro freno eléctrico, para mayor fuerza de frenado y poder colocar
motocultores de mayor potencia.
70
___________________________________________________________________
BIBLIOGRAFÍA
1. García P. J. 2007. Diseño de una sala de pruebas para motores alternativos
de combustión interna. Director: Jesús Álvarez Flórez. Escuela Técnica
Superior de Ingeniería Industrial de Barcelona.
2. Iglesias C.C.; Paneque R. P.; Shkiliova L. 1999. Evaluación y prueba de
tractores y máquinas agrícolas. Universidad Autónoma Chapingo,
Departamento de Ingeniería Mecánica Agrícola (DIMA).
3. JIMÉNEZ, R. R.et al. 2004. Pruebas de Evaluación y Certificación de la
Maquinaria y Equipo Agrícola en México. Seminario internacional La
Mecanización Agrícola y su Política. Distrito Federal, México. pp 101-108
4. SMITH. D.W.; Sims B.G.; O’Neil D.H. 1994. Principios y prácticas de prueba
y evaluación de máquinas y equipos agrícolas. FAO.
5. SECRETARÍA de Economía. 2002. Norma Mexicana NMX-O-169-SCFI2002. Tractor agrícola – determinación de potencia a la toma de fuerza –
método de prueba. México, D.F.
6. O.E.C.D. 1998. Agricultural Tractor Kubota M6800DT (4WD), Reporto n test
in accordance with O.E.C.D. STANDART CODE I for the Official Testing of
Agricultural Tractor Perfommance. IAM-BRAIN, OMIYA, Japan.
7. Ramírez A. D.; Torres G. J. 1998. Medición Primaria de Par Torsional. XIV
Seminario Nacional de Metrología.
8. Gracia, L. C. 1997. La opción del motocultor, análisis de motocultores y
motoazadas
como
alternativa
para
el
agricultor.
http://ww.alimentacion.es/ministerio/pags/biblioteca/revistas/pdf_vrura
l%2FVrural_1997_52_58_62.pdf. 25 de marzo de 2010.
9. Gracia,
L.
C.
1999.Rentabilidad
del
uso
del
motocultor.
http://ww.alimentacion.es/ministerio/pags/biblioteca/revistas/pdf_vrura
l%2FVrural_1997_52_58_62.pdf. 25 de marzo de 2010.
10. BCS
(2009).
El
motocultor,
Un
auxiliar
muy
eficaz.
http://www.bcsiberica.es/media/File/noticias-y-novedades/articulo-bcslaboreo-n480-Noviembre09.pdf. 25 de marzo de 2010.
71
___________________________________________________________________
11. Arnal
A.
P.
2001.
Potencia
de
los
tractores
agrícolas.
http://www.infonegocio.com/asajahuesca/publicaciones/txtpotencia.pd
f. 25 agosto 2009.
12. Universidad del país Vasco (UPV). 2001. Banco de pruebas, Departamento
de
máquinas
y
motores
térmicos.
http://www.sc.ehu.es/nmwmigaj/bancomot.htm. 4 de abril de 2010.
13. Mecanizados
San
Miguel,
2010.
Ejes
con
freno
eléctrico.
http://www.ejes.com.ar/eje-con-freno-electrico.php. 4 de abril de 2010.
14. Secretaría de Desarrollo Agropecuario. 100 Obras y/o Acciones en los
Primeros
100
Días.
http://www.emorelos.gob.mx/10agropecuario/files/SDA100dias.pdf. 25
de julio 2009.
15. Instituto Valenciano de la Exportación (IVEX). 2006. Maquinaria Agrícola en
México.
16. Instituto de Seguridad y Salud Laboral (ISSL) (2009). Motocultor.
17. HERNÁNDEZ M. R. Buscan tecnificar cultivos en el Cañón de Juchipila.
Imagen, el periódico de los zacatecanos. 13 noviembre de 2009,
18. Alianza para el Campo, 2008. Cuenta pública de la hacienda estatal. p.203238.
19. PROCURADURÍA Agraria. 2004. Estadísticas agrarias. México, D.F.
20. Teorema ambiental.2002. Maquinaria de cuatro estaciones. Teorema
ambiental, revista técnico ambiental. Núm. 34.
72
___________________________________________________________________
ANEXOS
A) DATOS PARA CÁLCULO DE ECUACIÓN DE TORQUE
PESO
VOLTAJE
A
cosA
Longitud
KG
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
milivolts
165.4
329.6
493
657
826
989
1142
1293
1456
1645
1776
1937
grados
0.7
1.1
1.4
1.7
2
2.3
2.7
3.4
3.6
4.4
5.3
6
grados
0.999925369
0.999815712
0.999701489
0.99955986
0.999390827
0.999194395
0.998889875
0.998239827
0.998026728
0.997052752
0.995724698
0.994521895
m
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
Longitud
correcta
m
1.00007464
1.00018432
1.0002986
1.00044033
1.00060954
1.00080625
1.00111136
1.00176328
1.00197717
1.00295596
1.00429366
1.00550828
FUERZA
TORQUE
N
49.05
98.1
147.15
196.2
245.25
294.3
343.35
392.4
441.45
490.5
539.55
588.6
Nm
49.05
98.12
147.19
196.29
245.40
294.54
343.73
393.09
442.32
491.95
541.87
591.84
Figura A. Línea de tendencia para calculo de ecuación de torque: Voltaje [milivolts] & Torque
[Nm].
73
___________________________________________________________________
B) VOLTAJE MOTOCULTOR MKT-11195N
SIN/FRENO
FRENO MÍNIMO
FRENO-MEDIO
FRENO MÁXIMO
milivolts
milivolts
milivolts
milivolts
12
50,9
309,7
1104
23,8
26,4
218,7
860
48,7
31,3
214,3
850
29,1
30
230,1
840
30,3
37,1
243,7
882
59,5
71,3
67,5
1373
29,8
56,9
210,4
601
46
52,1
138,8
701
54,9
61,2
176,1
670
47,6
53,1
133,9
645
59,7
76,2
104,4
667
70,9
69,1
117,5
799
82
80,4
92,5
583
58,9
75,5
81,7
798
82,3
91,1
110,2
683
70,5
60,1
128
468
70
57
134,1
517
41,4
53,7
109,5
518
73,5
48,2
101,9
497
40,3
64,5
133,9
502
42,9
42,8
47,5
713
51,7
41,9
48
698
29,1
39,8
45
713
46,6
47
35,2
733
48,2
42
41
483
47,9
42,2
48,1
643
32,3
39,2
303,7
832
37,1
41,5
319
705
41,7
39,7
332
654
48,6
50,7
301,1
706
43,5
43,5
360,4
589
41,5
38,3
326
717
74
___________________________________________________________________
C) TORQUE MOTOCULTOR MKT-11195N
TORQUE
sin/freno
TORQUE
freno/mínimo
TORQUE
freno/medio
TORQUE
freno/máximo
Nm
Nm
Nm
Nm
2.22
1.45
9.89
2.26
90.51
62.16
337.93
261.93
9.21
3.10
3.79
3.38
60.79
65.71
258.81
255.70
3.48
12.57
3.32
8.37
11.14
5.60
16.25
11.76
10.27
13.10
69.95
15.07
59.58
37.28
48.89
268.78
421.73
181.25
212.40
202.74
8.87
12.64
16.12
19.58
12.39
10.58
17.78
15.56
19.08
17.56
35.75
26.56
30.64
22.85
19.49
194.96
201.81
242.93
175.64
242.62
19.68
16.00
15.84
6.93
16.93
6.59
7.40
22.42
12.76
11.79
10.77
9.05
14.13
7.37
28.37
33.91
35.81
28.15
25.78
35.75
8.84
206.79
139.82
155.08
155.40
148.85
150.41
216.14
10.14
3.10
7.09
6.44
8.99
8.06
211.47
216.14
8.55
9.05
8.68
7.12
5.00
6.81
222.37
144.49
8.96
7.18
9.02
194.33
4.10
5.60
6.25
6.97
88.64
93.41
253.21
213.65
7.03
9.18
6.41
9.83
97.46
87.83
197.76
213.96
7.59
6.97
7.59
5.97
106.30
95.59
177.51
217.38
75
____________________________________________________________________________________
D) POTENCIA EN WATTS OBTENIDA DEL MOTOCULTOR MKT-11195N
Potencia corregida
Potencia corregida
Potencia corregida
Freno mínimo
Freno medio
Freno máximo
potencia corregida sin freno
watts
hp
watts
hp
watts
hp
watts
hp
192.50
1179.19
1.58
170.83
1046.43
1.40
221.87
1359.10
1.82
1174.80
7196.44
9.65
197.49
1209.75
1.62
205.21
1257.05
1.69
207.93
1273.74
1.71
1754.99
10750.51
14.41
167.30
1024.84
1.37
232.12
1421.88
1.91
247.25
1514.57
2.03
1108.42
6789.83
9.10
175.78
1076.80
1.44
245.57
1504.30
2.02
231.08
1415.50
1.90
1010.08
6187.44
8.29
254.12
1556.65
2.09
182.79
1119.69
1.50
291.04
1782.85
2.39
995.33
6097.08
8.17
152.09
931.63
1.25
169.83
1040.33
1.39
133.28
816.45
1.09
2576.11
15780.42
21.15
158.57
971.36
1.30
158.62
971.65
1.30
115.86
709.75
0.95
2649.86
16232.21
21.76
131.13
803.26
1.08
75.40
461.88
0.62
148.46
909.43
1.22
2251.59
13792.55
18.49
131.13
803.26
1.08
130.96
802.23
1.08
127.31
779.87
1.05
230.76
1413.54
1.89
226.93
1390.08
1.86
117.76
721.34
0.97
179.07
1096.92
1.47
265.17
1624.38
2.18
101.69
622.93
0.84
155.38
951.80
1.28
116.61
714.32
0.96
1029.75
6307.92
8.46
206.22
1263.24
1.69
143.17
877.02
1.18
125.82
770.72
1.03
936.33
5735.65
7.69
144.85
887.31
1.19
180.05
1102.90
1.48
110.64
677.74
0.91
907.56
5559.46
7.45
181.77
1113.48
1.49
171.57
1051.01
1.41
118.10
723.47
0.97
894.54
5479.64
7.35
199.98
1225.04
1.64
121.99
747.29
1.00
145.23
889.62
1.19
691.96
4238.73
5.68
162.81
997.34
1.34
74.40
455.78
0.61
71.57
438.43
0.59
546.67
3348.70
4.49
47.31
289.79
0.39
81.88
501.57
0.67
65.60
401.85
0.54
318.52
1951.17
2.62
57.04
349.39
0.47
56.22
344.36
0.46
79.29
485.68
0.65
450.79
2761.38
3.70
87.72
537.35
0.72
35.79
219.21
0.29
66.35
406.42
0.54
475.86
2914.99
3.91
46.31
283.68
0.38
42.51
260.42
0.35
106.41
651.83
0.87
334.99
2052.07
2.75
60.28
369.25
0.49
39.02
239.05
0.32
67.09
410.99
0.55
259.27
1588.23
2.13
76
____________________________________________________________________________________
Potencia corregida sin freno
Potencia corregida
Potencia corregida
Potencia corregida
Freno mínimo
Freno medio
Freno máximo
39.32
240.89
0.32
28.56
174.95
0.23
87.25
534.46
0.72
206.42
1264.45
1.69
27.10
166.01
0.22
66.93
409.99
0.55
86.50
529.89
0.71
334.26
2047.55
2.74
47.81
292.84
0.39
55.97
342.84
0.46
103.92
636.59
0.85
427.43
2618.31
3.51
45.81
280.62
0.38
48.24
295.52
0.40
119.10
729.57
0.98
379.98
2327.66
3.12
59.28
363.14
0.49
59.46
364.20
0.49
113.87
697.56
0.94
1428.02
8747.58
11.73
47.31
289.79
0.39
69.17
423.73
0.57
71.57
438.43
0.59
1518.98
9304.78
12.47
69.76
427.32
0.57
84.37
516.83
0.69
95.96
587.81
0.79
1280.51
7844.00
10.51
77.99
477.75
0.64
60.70
371.84
0.50
77.54
475.01
0.64
1477.19
9048.77
12.13
73.75
451.78
0.61
41.02
251.26
0.34
65.60
401.85
0.54
1354.26
8295.79
11.12
99.20
607.65
0.81
61.20
374.89
0.50
64.11
392.70
0.53
1255.93
7693.40
10.31
50.05
306.60
0.41
70.42
431.36
0.58
62.37
382.03
0.51
847.82
5193.51
6.96
77
___________________________________________________________________
E) VOLTAJE MOTOCULTOR MKT-95190N
SIN/FRENO
FRENO
MÍNIMO
FRENO-MEDIO
FRENO
MÁXIMO
milivolts
milivolts
milivolts
milivolts
13,7
28,7
21,5
25
195,5
174,9
359
259,6
20,7
9,8
29
25,9
184
180
310,3
328,2
26,1
29,6
22,7
21,7
23,8
27,3
31,9
28,6
24,4
31,1
207,3
191
207
187,6
170,1
316,3
338,4
358,6
341,6
326,5
18,2
9,6
17,7
16,6
22,4
24,7
27,1
23
17,6
19,6
184
113,9
136,5
184,9
136,9
380,2
374,7
312,9
317,3
390,7
18,1
19
19,5
20,5
26,1
25,7
29,9
23,1
17,9
22,9
19,6
24,1
23,9
30,6
170,4
181,8
142,9
117,1
110,7
161,1
194,3
373,2
320,4
335
238,6
311,7
330,7
360
20,2
25,5
25,5
21,3
194,5
148,3
323
345,3
27,7
27
25,6
27,9
214,7
197,3
323,3
360,9
30,5
23,9
218,6
316
29,1
23
21,8
26,1
220
237,1
300,2
301,5
30,2
15,7
19,2
18,8
233,7
220
297,1
292,5
78
___________________________________________________________________
F) TORQUE MOTOCULTOR MKT-95190N
TORQUE
sin/freno
TORQUE
freno/mínimo
TORQUE
freno/medio
TORQUE
freno/máximo
Nm
Nm
Nm
Nm
1.69
0.74
54.94
105.87
2.98
0.49
1.83
3.07
48.52
51.35
74.90
90.70
2.91
2.17
2.11
2.54
50.11
58.61
96.27
92.57
3.26
1.11
3.98
2.95
53.54
58.52
99.45
105.74
0.80
1.45
0.29
2.97
0.45
1.64
3.73
1.73
2.48
1.20
52.48
47.02
51.35
29.52
36.56
100.45
95.74
112.47
110.76
91.51
0.79
0.48
51.64
92.88
1.02
0.32
0.14
1.23
36.68
47.12
115.74
110.29
0.04
0.11
0.39
1.17
50.67
38.55
93.84
98.39
0.42
2.17
0.14
1.55
30.52
28.52
68.36
91.13
2.04
3.35
0.33
1.48
3.57
1.98
44.22
54.56
54.63
97.05
106.18
94.65
1.98
2.67
0.67
2.01
40.23
60.92
101.60
94.75
2.45
3.54
3.10
1.20
3.45
1.07
2.73
1.48
0.83
2.17
0.02
0.11
55.50
62.13
62.57
67.90
66.84
62.57
106.46
92.47
87.55
87.96
86.59
85.15
79
____________________________________________________________________________________
G) POTENCIA EN WATTS OBTENIDA DEL MOTOCULTOR MKT-95190N
potencia corregida sin freno
watts
hp
19.62
120.18
0.16
34.51
211.38
0.28
5.64
34.55
0.05
33.69
206.39
0.28
25.13
153.91
0.21
37.75
231.27
0.31
12.86
78.76
0.11
9.25
56.65
0.08
16.83
103.07
0.14
3.38
20.71
0.03
34.41
210.81
0.28
5.19
31.77
0.04
9.15
56.08
0.08
11.77
72.12
0.10
3.74
22.92
0.03
0.49
3.03
0.00
1.31
8.02
0.01
4.92
30.13
0.04
25.13
153.91
0.21
23.68
145.07
0.19
Potencia corregida
Potencia corregida
Freno mínimo
watts
52.23
129.59
218.01
149.49
180.43
282.11
209.17
116.33
264.43
122.96
176.01
85.39
33.98
10.23
87.60
27.34
83.18
10.23
109.70
105.28
Freno medio
watts
3492.69
3084.73
3264.95
3185.73
3726.38
3403.58
3720.44
3336.24
2989.67
3264.95
1876.69
2324.26
3282.77
2332.18
2995.61
3221.38
2451.00
1940.06
1813.31
2811.44
8.53
21.16
35.59
24.40
29.46
46.05
34.15
18.99
43.17
20.07
28.73
13.94
5.55
1.67
14.30
4.46
13.58
1.67
17.91
17.19
hp
0.07
0.17
0.29
0.20
0.24
0.38
0.28
0.16
0.35
0.16
0.24
0.11
0.05
0.01
0.12
0.04
0.11
0.01
0.15
0.14
570.17
503.57
532.99
520.06
608.32
555.62
607.35
544.63
488.06
532.99
306.36
379.43
535.90
380.72
489.03
525.88
400.12
316.71
296.02
458.96
Potencia corregida
hp
4.68
4.14
4.38
4.27
5.00
4.56
4.99
4.47
4.01
4.38
2.52
3.12
4.40
3.13
4.02
4.32
3.29
2.60
2.43
3.77
Freno máximo
watts
1093.89
6700.84
773.96
4741.04
937.15
5740.65
994.76
6093.58
956.46
5858.95
1027.59
6294.68
1092.60
6692.95
1037.89
6357.77
989.29
6060.06
1162.13
7118.82
1144.42
7010.38
945.51
5791.92
959.68
5878.67
1195.92
7325.84
1139.60
6980.81
969.65
5939.79
1016.65
6227.65
706.37
4327.00
941.65
5768.26
1002.81
6142.87
hp
8.98
6.36
7.70
8.17
7.85
8.44
8.97
8.52
8.12
9.54
9.40
7.76
7.88
9.82
9.36
7.96
8.35
5.80
7.73
8.23
80
____________________________________________________________________________________
Potencia corregida sin freno
38.84
237.90
0.32
3.84
23.49
0.03
22.96
140.65
0.19
30.90
189.28
0.25
28.37
173.80
0.23
41.00
251.17
0.34
35.95
220.22
0.30
13.94
85.39
0.11
39.92
244.54
0.33
12.40
75.97
0.10
Potencia corregida
Freno mínimo
41.36
253.38
22.96
140.65
7.80
47.81
23.32
142.86
31.62
193.70
17.19
105.28
9.61
58.86
25.13
153.91
0.23
1.39
1.22
7.45
0.34
0.19
0.06
0.19
0.26
0.14
0.08
0.21
0.00
0.01
Potencia corregida
Freno medio
566.29
3468.93
566.94
3472.89
417.58
2557.94
632.24
3872.93
575.99
3528.34
644.85
3950.17
649.38
3977.89
704.66
4316.54
693.67
4249.21
649.38
3977.89
4.65
4.66
3.43
5.19
4.73
5.30
5.33
5.79
5.70
5.33
Potencia corregida
Freno máximo
1097.11
6720.55
978.02
5991.05
1049.80
6430.73
978.99
5996.97
1100.01
6738.30
955.49
5853.04
904.64
5541.52
908.82
5567.15
894.66
5480.40
879.85
5389.70
9.01
8.03
8.62
8.04
9.03
7.85
7.43
7.46
7.35
7.22
81
___________________________________________________________________
H) VOLTAJE MOTOCULTOR MKT-151100
SIN/FRENO
FRENO
MÍNIMO
FRENOMEDIO
FRENO
MÁXIMO
milivolts
milivolts
milivolts
milivolts
1,6
4,8
5,4
5
150,4
129,8
408
500
3,3
6
13,5
10
131,1
123,4
515
463
2,2
5,6
2
1
1,6
3,5
13,5
4,6
3,5
8,3
144,7
154
152,5
144,5
183,9
380
463
479
306,5
355,8
3,6
6,4
8,7
5,9
3,1
10,9
11,6
4,8
9,8
18,7
148,4
157
192,3
151,3
77,1
405
377,8
443
425
458
4,8
12,8
12,7
11,2
4,1
14,8
6
7,4
14,3
12,8
6,9
18,7
9,4
6,8
102,9
106,6
104,7
114,6
207,6
216
219,9
495
373,9
354,4
417
442
500
506
5,9
3,8
12,5
13,9
239,7
226,9
459
538
10,9
14,9
11,5
12,6
220,9
237,7
458
382
5,6
6,9
244
432
13,3
3,6
45,5
10,8
234
254
506
499
9,9
2,6
12,3
11,6
198,5
212,4
544
512
82
___________________________________________________________________
I) TORQUE MOTOCULTOR MKT-151100
TORQUE
sin/freno
TORQUE
freno/mínimo
TORQUE
freno/medio
TORQUE
freno/máximo
Nm
Nm
Nm
Nm
5.46
4.47
4.28
4.40
40.89
34.47
121.13
149.79
4.93
4.09
1.76
2.85
34.88
32.48
154.46
138.26
5.28
4.22
5.34
5.65
5.46
4.87
1.76
4.53
4.87
3.38
39.11
42.01
41.54
39.05
51.32
112.41
138.26
143.25
89.51
104.87
4.84
3.97
3.25
4.12
5.00
2.57
2.35
4.47
2.91
0.14
40.27
42.94
53.94
41.17
18.06
120.20
111.72
132.03
126.43
136.71
4.47
1.97
2.01
2.47
4.68
1.35
4.09
3.66
1.51
1.97
3.81
0.14
3.03
3.84
26.09
27.24
26.65
29.74
58.71
61.32
62.54
148.23
110.51
104.43
123.93
131.72
149.79
151.66
4.12
4.78
2.07
1.63
68.71
64.72
137.02
161.63
2.57
1.32
2.38
2.04
62.85
68.08
136.71
113.03
4.22
3.81
70.04
128.61
1.82
4.84
8.21
2.60
66.93
73.16
151.66
149.48
2.88
5.15
2.13
2.35
55.87
60.20
163.49
153.53
83
____________________________________________________________________________________
J) POTENCIA MOTOCULTOR MKT-151100
potencia corregida sin freno
watts
hp
47.96
293.81
0.39
39.21
240.20
0.32
43.31
265.33
0.36
35.93
220.09
0.30
46.32
283.76
0.38
37.02
226.79
0.30
46.87
287.11
0.38
49.60
303.86
0.41
47.96
293.81
0.39
42.49
260.30
0.35
34.84
213.39
0.29
28.54
174.86
0.23
36.20
221.77
0.30
43.86
268.68
0.36
39.21
240.20
0.32
17.33
106.17
0.14
17.61
107.84
0.14
21.71
132.97
0.18
41.13
251.92
0.34
11.86
72.66
0.10
35.93
220.09
0.30
Potencia corregida
Potencia corregida
Freno mínimo
watts
230.14
236.85
94.44
153.08
261.98
94.44
243.55
261.98
181.56
138.00
126.27
240.20
156.43
7.32
196.64
81.04
106.17
205.01
7.32
163.13
206.69
Freno medio
watts
2191.44
1847.52
1869.22
1740.67
2096.27
2251.54
2226.50
2092.94
2750.72
2158.05
2301.62
2890.96
2206.46
967.69
1398.42
1460.19
1428.47
1593.75
3146.39
3286.63
3351.74
37.57
38.66
15.42
24.99
42.77
15.42
39.76
42.77
29.64
22.53
20.61
39.21
25.54
1.20
32.10
13.23
17.33
33.47
1.20
26.63
33.74
hp
0.31
0.32
0.13
0.21
0.35
0.13
0.33
0.35
0.24
0.18
0.17
0.32
0.21
0.01
0.26
0.11
0.14
0.27
0.01
0.22
0.28
357.75
301.60
305.15
284.16
342.21
367.56
363.47
341.67
449.05
352.29
375.73
471.94
360.20
157.97
228.29
238.37
233.19
260.18
513.64
536.53
547.16
Potencia corregida
hp
2.94
2.48
2.51
2.33
2.81
3.02
2.98
2.81
3.69
2.89
3.09
3.88
2.96
1.30
1.87
1.96
1.91
2.14
4.22
4.41
4.49
Freno máximo
watts
1047.44
6416.27
1295.25
7934.28
1335.65
8181.78
1195.59
7323.78
972.02
5954.27
1195.59
7323.78
1238.68
7587.78
774.04
4741.52
906.83
5554.97
1039.36
6366.77
966.09
5917.97
1141.71
6993.78
1093.23
6696.78
1182.12
7241.28
1281.78
7851.78
955.59
5853.62
903.06
5531.87
1071.68
6564.78
1139.02
6977.28
1295.25
7934.28
1311.41
8033.28
Hp
8.60
10.64
10.97
9.82
7.98
9.82
10.17
6.36
7.45
8.53
7.93
9.38
8.98
9.71
10.53
7.85
7.42
8.80
9.35
10.64
10.77
84
____________________________________________________________________________________
Potencia Corregida sin freno
36.20
221.77
0.30
41.95
256.95
0.34
22.53
138.00
0.18
11.59
70.99
0.10
37.02
226.79
0.30
15.96
97.79
0.13
42.49
260.30
0.35
25.26
154.75
0.21
45.23
277.05
0.37
Potencia corregida
Freno mínimo
18.15
111.19
14.32
87.74
20.89
127.95
17.88
109.52
33.47
205.01
72.10
441.67
22.80
139.68
18.70
114.54
20.61
126.27
0.15
0.12
0.17
0.15
0.27
0.59
0.19
0.15
0.17
Potencia corregida
Freno medio
601.13
3682.30
566.24
3468.61
549.89
3368.44
595.67
3648.91
612.84
3754.09
585.59
3587.14
640.10
3921.04
488.84
2994.47
526.72
3226.53
4.94
4.65
4.52
4.89
5.03
4.81
5.26
4.01
4.33
Potencia corregida
Freno máximo
1184.81
7257.78
9.73
1397.61
8561.29
11.48
1182.12
7241.28
9.71
977.40
5987.27
8.03
1112.08
6812.28
9.13
1311.41
8033.28
10.77
1292.56
7917.78
10.61
1413.77
8660.29
11.61
1327.57
8132.28
10.90
85