Análisis de un motor neumático de paletas y su potencial aplicación en vehículos híbridos (2019)
"Este documento presenta un análisis de la relación potencia-peso y la eficiencia de los motores neumáticos de paletas. El estudio se enfoca hacia el análisis de la posible implementación en un sistema de almacenamiento de energía por aire comprimido y super capacitores para vehículos híbridos neumáticos. Este método de almacenamiento de energía ha mostrado mejoras en la eficiencia del sistema en condiciones dinámicas de operación frente al almacenamiento neumático convencional, sin embargo, no han sido implementados en vehículos híbridos. Metodológicamente, se inició con la caracterización experimental de un motor. Como paso siguiente, se utilizó la información experimental para alimentar un modelo basado en el uso de las líneas de Willan, el cual busco escalar el comportamiento observado para poder analizar una familia de motores, en vez de solo el motor medido. Se realizó la caracterización de un motor con potencia nominal de 330 W. El modelo implementado describe la relación entre la energía total que ingresa y la energía mecánica que genera el motor como función de la velocidad de operación, generando un mapa de operación del motor. El modelo normaliza el desempeño del motor respecto al volumen de trabajo, lo que permite describir el comportamiento de las presiones media disponible y efectiva. Con los parámetros dimensionales del modelo se estimó analíticamente el peso de un motor arbitrario. Se encontró que para un motor de paletas trabajando a velocidades entre 1800 y 3600 RPM la eficiencia máxima es de 11.3%, la cual es inferior al rango de 12% a 20% de eficiencia de los motores híbridos actuales. Por otra parte, para una misma entrega de potencia, el motor obtenido a partir del modelo presenta una reducción de peso de entre 45% y 63% respecto a su contraparte híbrida actual, manteniendo la capacidad de operar al mismo tiempo como compresor para sistemas de recuperación de energía."-- Tomado del Formato de Documento de Grado.