Motores Neumaticos

Proyecto Tecnológico

Motor Neumático

para uso en

Pequeños Vehículos

Autores:

BOGADO, Alejandro

POMETTO, Alvaro

RODRIGUEZ, Marcos

Asesor y Guía:

Prof. SOSA, Héctor Daniel

Escuela de Educación Secundaria Técnica N°1

Miramar

Resumen

Los altos niveles de polución como consecuencia del uso de combustibles fósiles, el agotamiento a corto plazo de dichos combustibles y el calentamiento global, son motivos más que suficientes para pensar en la posibilidad de buscar otras formas de energía.

Teniendo en cuenta que los vehículos son una de las principales fuentes de contaminación del medio ambiente, debido a que la mayoría de estos funcionan con motores de combustión interna, los cuales emiten gases tóxicos causantes del efecto invernadero, por esto surge la necesidad utilizar fuentes de energías no contaminantes.

El aire comprimido es una forma de almacenar energía para utilizarla en la producción de energía mecánica (de hecho se la utiliza ampliamente en la industria) y, en tanto la fuente utilizada para efectuar a compresión sea una fuente limpia, se obtiene un recurso amigable con el ambiente.

Este trabajo se propone investigar la posibilidad de desarrollar un motor neumático que pueda ser utilizado para el desplazamiento de un pequeño vehículo, para ello se construirá un prototipo que permita efectuar pruebas y realizar correcciones.

Se estudiaron varias alternativas: la conversión de un motor de combustión interna a neumático, la construcción de un motor que accione un sistema de catalina y la construcción de un motor bicilíndrico, de ellos se eligió este último. En esta primera etapa se presenta el primer prototipo y las primeras conclusiones del trabajo.

Introducción

En la actualidad, en todas partes del mundo se están viviendo los efectos del impacto ambiental causados por el avance tecnológico.

Las fuentes contaminantes causan uno de los problemas mas graves que tiene el mundo en estos momentos, que es el calentamiento del planeta, provocado principalmente por la emanación de CO2 de los vehículos convencionales que funcionan con motores de combustión interna.

Lo que se plantea en el presente proyecto es la concepción de los parámetros necesarios para la autonomía de vehículos menores que utilicen como combustible el aire previamente comprimido en un depósito.

Se analizan varias posibilidades y se decide iniciar el estudio de un sistema bicilindrico, adicionalmente se propone la posibilidad de desarrollarlo de manera que los mismos conjuntos cilindro-pistón,. Actúen cada uno como válvula de admisión y de escape del otro.

¿Por qué usar un Motor neumático?

• Compacto y liviano: Un motor neumático con la misma potencia que un motor eléctrico pesa la cuarta parte que éste y ocupa sólo un sexto del espacio. Los motores neumáticos desarrollan mucha más potencia con relación a su tamaño y peso que la mayoría de los otros tipos de motor.

• Sencillo de instalar: Las líneas de aire y los motores neumáticos, pueden funcionar en cualquier posición brindan así una fácil instalación.

• De fácil reversibilidad: El giro de un motor neumático se puede invertir fácilmente por medio de una válvula de control.

• Control de par con carga: La potencia de un motor neumático es relativamente constante dentro de una amplia gama de velocidad, cuando la velocidad se reduce debido a un incremento de la carga, el par aumenta.

• Sin defecto por sobrecarga o stalling: Los motores neumáticos se pueden ahogar indefinidamente sin que se recalienten ni experimenten ningún otro tipo de daño. También se pueden arrancar y parar repetidamente sin límite.

• Ajuste de potencia: El par y la potencia de un motor neumático se pueden ajustar de manera sencilla variando la presión de trabajo. Además, la velocidad también se puede ajustar fácilmente en toda su gama variando el caudal de aire.

• Funcionamiento frio: el mismo aire comprimido enfría a los motores por lo cual estos no se recalientan tanto sea cuando están bloqueados o a altas velocidades de giro.

• Robustos: Los motores neumáticos no se ven afectados virtualmente por el calor, vibración, corrosión o golpes. Su rendimiento en ambientes hostiles no puede ser igualado por ningún otro tipo de motor.

• Ideal en ambientes hostiles y arriesgados: Al ser una unidad sellada, no existen cuerpos que puedan ingresar y dañar la unidad a menos que el aire este mal tratado. Al no generar chispas, los motores neumáticos resultan ideales para zonas donde existe riesgo de explosión y/o incendio. Además, su robusto diseño y construcción los hace ideales en ambientes cargados de sal y otras atmósferas corrosivas. Como no hay ninguna parte eléctrica en el motor, la posibilidad de que se produzca una explosión en presencia de gases inflamables es reducida.

• Mantenimiento mínimo. El diseño y construcción sencillos de los motores neumáticos, con muy pocas piezas móviles, aseguran una fiabilidad óptima y mantenimiento mínimo.

Formulación de Objetivos e Hipótesis

Hipótesis General

Teniendo en un deposito cerrado, aire comprimido a una alta presión, este al liberarse dentro de un cilindro y entrar en contacto con el pistón, ejercerá la fuerza necesaria para el movimiento autónomo del vehículo.

Es posible desarrollar un motor accionado por aire comprimido capaz de mover un vehículo pequeño contando con la suficiente autonomía para ser de utilidad en el uso diario en el entorno urbano.

Objetivo General

Hallar los parámetros necesarios para el dimensionamiento del motor en función de una aplicación determinada.

Objetivos Específicos

Elegir el tipo de motor a estudiar y comprender su funcionamiento.

Obtener la presión necesaria para autonomía del vehiculo.

Obtener el esquema del sistema detallado.

Planteo del estudio

El estudio se realiza en las siguientes etapas:

Etapa 1

Estudiar los diferentes tipos de motores que pueden desarrollarse y elegir en cual de ellos se enfocará el desarrollo

Etapa 2

Comprender el funcionamiento del motor elegido

Etapa 3

Desarrollar y armar un prototipo que permita estudiar con detalle el funcionamiento y establecer limitaciones en el diseño.

Etapa 4

Determinar las condiciones para el funcionamiento autónomo del vehículo.

Etapa 5

Determinar las relaciones entre los parámetros de funcionamiento para definir las medidas del sistema, especificando

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