Motor neumático
A motor neumático o motor de aire comprimido es un tipo de motor que hace trabajo mecánico mediante la expansión aire comprimido. Motores neumáticos generalmente convierten la energía del aire comprimido en trabajo mecánico a través de movimiento lineal o rotatorio. Movimiento lineal puede provenir de un diafragma o pistón actuador, mientras que el movimiento de rotación es suministrada por un motor de aire tipo paleta o motor de aire del pistón.
Motores neumáticos han existido en muchas formas durante los últimos dos siglos, que varían en tamaño de mano turbinas para motores de hasta varios cientos caballos de fuerza. Algunos tipos dependen de pistones y cilindros; otros utilizan turbinas. Muchos motores de aire comprimido mejoran su desempeño calentando el aire entrante o el propio motor. Motores neumáticos han encontrado éxito generalizado en la industria de la herramienta mano,[1] y se están haciendo intentos continuos para ampliar su uso a la industria del transporte. Sin embargo, motores neumáticos deben superar las ineficiencias antes de ser visto como una opción viable en la industria del transporte.
Contenido
- 1 Clasificación
- 1.1 Lineal
- 1.2 Rotary
- 2 Aplicación
- 3 Historia en el transporte
- 4 Herramientas
- 5 Torpedos
- 6 Ferrocarriles
- 7 Vuelo
- 8 Automotriz
- 8.1 Energine
- 8.2 EngineAir
- 8.3 K'Airmobiles
- 8.4 MDI
- 8.5 Especulativo
- 8.6 Regusci
- 8.7 Equipo psico-activa
- 9 Diseños de motor aire difunto
- 9.1 Motor de congrio
- 10 Véase también
- 11 Referencias
- 12 Enlaces externos
Clasificación
Lineal
Para lograr el movimiento lineal del aire comprimido, un sistema de pistones es más comúnmente utilizado. El aire comprimido se introduce en una cámara hermética que alberga el eje del pistón. También dentro de esta cámara que un resorte enrollado alrededor del eje del pistón para sostener la cámara completamente abierto al aire no es bombeado hacia la cámara. Como aire es alimentado en el compartimiento de la fuerza el eje del pistón comienza a superar la fuerza que ejerce sobre el resorte.[2] Como se alimenta más aire en la cámara, la presión aumenta y el pistón comienza a bajar la cámara. Cuando alcanza su máxima longitud la presión del aire se libera de la cámara y la primavera completa el ciclo de cerrar la cámara para volver a su posición original.
Motores de pistón son los más utilizados en sistemas hidráulicos. Esencialmente, lo mismo que son motores de pistón motores hidráulicos excepto que se utilizan para convertir la energía hidráulica en mecánica[3] energía.[4]
Motores de pistón se utilizan a menudo en serie de dos, tres, cuatro, cinco o seis cilindros que están encerrados en una cubierta. Esto permite más poder para ser entregado por los pistones porque varios motores están sincronizados con el otro en ciertos momentos de su ciclo.
Rotary
Otro tipo de neumático motor, conocido como un motor de paletas rotativas, utiliza aire para producir movimiento a un eje de rotación. El elemento giratorio es un rotor ranurado que se monta en un eje de transmisión. Cada ranura del rotor está equipado con una paleta rectangular libremente deslizante.[4] Las paletas son extendidas a las paredes de la vivienda mediante resortes, acción de leva o presión de aire, dependiendo del diseño del motor. El aire es bombeado a través de la entrada del motor que empuja a las paletas de la creación del movimiento de rotación del eje central. Velocidades de rotación pueden variar entre 100 y 25.000 rpm dependiendo de varios factores que incluyen la cantidad de presión de aire en la entrada del motor y el diámetro de la caja.[2]
Motores de aire de paletas de movimiento de rotación se utilizan para iniciar grandes motores industriales diesel o gas natural. La energía almacenada en forma de aire comprimido, nitrógeno o gas natural entra en el compartimiento del motor sellado y ejerce presión contra las aspas de un rotor. Esto provoca que el rotor que gira a alta velocidad. Porque el volante del motor requiere una gran cantidad de esfuerzo de torsión para arrancar el motor, se utilizan engranajes de reducción. Engranajes de reducción crean niveles de alto esfuerzo de torsión con la menor cantidad de entrada de energía. Estos reductores permiten suficiente par a ser generada por el volante del motor mientras se es contratado por el piñón del motor de aire o de arranque neumático.
Aplicación
Es una aplicación generalizada de pequeños motores neumáticos en herramientas de mano, llaves de trinquete de alimentación, taladros, lijadoras, amoladoras, cortadores y así sucesivamente. Aunque la eficiencia energética global de herramientas neumáticas es baja y que requieren acceso a una fuente de aire comprimido, hay varias ventajas sobre herramientas eléctricas. Ofrecen una mayor densidad de energía (un pequeño motor neumático puede proporcionar la misma cantidad de potencia que un motor eléctrico más grande), no requieren un controlador de velocidad auxiliar (añadiendo a su compacidad), generan menos calor y puede utilizarse en atmósferas más volátiles como que no requieren de energía eléctrica.[5]
Históricamente, muchas personas han intentado aplicar motores neumáticos para la industria del transporte. Guy Negre, CEO y fundador de cero contaminación motores, ha sido pionera en este campo desde la década de 1980.[6] Engineair también ha desarrollado recientemente un motor rotatorio para uso en automóviles. EngineAir pone el motor inmediatamente al lado de la rueda del vehículo y sin piezas intermedias utiliza para transmitir movimiento lo que significa casi la totalidad de la energía del motor se usa para hacer girar la rueda.[7]
Historia en el transporte
El motor neumático fue aplicado por primera vez en el campo del transporte en el siglo XIX. Aunque poco se sabe sobre el primer vehículo de aire comprimido grabado, se dice que los franceses Andraud y Tessie de Motay corrieron un coche impulsado por un motor neumático en una pista de pruebas en Chaillot, Francia, a 09 de julio de 1840. Aunque la prueba del coche se informó haber tenido éxito, la pareja no explora más expansión del diseño.[8]
Fue la primera aplicación exitosa del motor neumático en el transporte de la Sistema Mekarski motor de aire usado en las locomotoras. Motor innovador de Mekarski superó de enfriamiento que acompaña la expansión de aire mediante el calentamiento de aire en un previo pequeña caldera utilizar. El Tranvía de Nantes, situada en Nantes, Francia, fue conocido por ser el primero en usar motores Mekarski para alimentar su flota de locomotoras. El tranvía empezó a funcionar el 13 de diciembre de 1879 y continúa operando hoy en día, aunque los tranvías neumáticos fueron substituidos en 1917 por tranvías eléctricos más eficientes y modernos.
Americano Charles Hodges también encontró el éxito con motores neumáticos en la industria de la locomotora. En 1911 diseñó una locomotora neumática y vendió la patente a la H. K. Porter empresa en Pittsburgh para uso en minas de carbón.[9] Debido a que no utilice motores neumáticos combustión fueron una opción mucho más segura en la industria del carbón.[8]
Muchas empresas afirman estar desarrollando Coches de aire comprimido, pero ninguno está realmente disponible para compra o pruebas incluso independientes.
Herramientas
Llaves de impacto, taladros, armas de fuego, mueren las amoladoras, Boros odontológicos y otros herramientas neumáticas usar una variedad de motores de aire o motores. Estos incluyen pistones, turbinas y bombas de tipo paleta.
Torpedos
Formas tempranas exitosas de automotor torpedos usado aire comprimido de alta presión, aunque esto fue reemplazado por motores eléctricos, motores de vapor o motores de combustión interna o externa.
Ferrocarriles
Motores de aire comprimido fueron utilizados en los tranvías y guardagujas y finalmente encontró un nicho exitoso en las locomotoras mineras, aunque al final fueron substituidos por los trenes eléctricos, subterráneos.[10] En los años diseños aumentaron en complejidad, resultando en un motor de triple expansión con Recalentadores de calor aire-aire entre cada etapa.[11] Para más información, consulte Las locomotora y Sistema Mekarski.
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Mekarski aire comprimido tranvía, 1875
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Neumático locomotora con depósito presurizado adjunto utilizado durante la construcción de la Túnel ferroviario de Gotthard 1872-1880.[12]
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Un locomotora por el aire comprimido H. K. Porter, Inc., en uso en la Mina de Homestake, Dakota del sur, entre 1928 y 1961
Vuelo
Los aviones categoría transporte, tales como aviones comerciales, utilizan aire comprimido arrancadores para iniciar los motores principales. El aire es suministrado por el compresor de la carga de la aeronave unidad de potencia auxiliar, o por el equipo de tierra.
Cohetes de agua Utilice aire comprimido para alimentar su chorro de agua y generar empuje, son utilizados como juguetes.
Air Hogs, una marca de juguetes, también utiliza aire comprimido para motores del pistón en aviones de juguete (y algunos otros vehículos de juguete).
Automotriz
Actualmente hay cierto interés en el desarrollo coches de aire. Se han propuesto varios motores para éstos, aunque ninguno ha demostrado el rendimiento y larga duración necesaria para el transporte de personal.
Energine
El Energine Corporation fue un Corea del sur empresa que pretendía entregar completamente montado coches corriendo en un híbrido el aire comprimido y un motor eléctrico. El motor de aire comprimido se utiliza para activar un alternador, que extiende la capacidad de funcionamiento autónoma del coche. El CEO fue arrestado por promover fraudulentamente motores de aire con afirmaciones falsas.[13]
EngineAir
EngineAir, una empresa australiana, está haciendo un motor rotatorio accionado por aire comprimido, llamado el Di Pietro motor. El concepto del motor Di Pietro se basa en un pistón rotatorio. A diferencia de los motores rotativos, el motor Di Pietro utiliza un pistón rotatorio cilíndrico simple (conductor del eje) que rueda, con poca fricción, dentro del estator cilíndrico.[14]
Puede utilizarse en barco, los coches, los transportistas de carga y otros vehículos. Solamente 1 PSI (≈ 6,8 kPa) de presión es necesario para superar la fricción.[15][16] El motor también apareció en el programa nuevos inventores de la ABC en Australia el 24 de marzo de 2004.[17]
K'Airmobiles
K'Airmobiles los vehículos estaban destinados a ser comercializados de un proyecto desarrollado en Francia en 2006-2007 por un pequeño grupo de investigadores. Sin embargo, el proyecto no ha sido capaz de reunir los fondos necesarios.
La gente debe tener en cuenta que, mientras tanto, el equipo ha reconocido la imposibilidad física de usar el aire comprimido almacenado a bordo debido a su capacidad de energía pobre y las pérdidas térmicas resultantes de la expansión del gas.
En estos días, usando la pendiente de patente 'K'Air generador', convertido para funcionar como un motor de gas comprimido, el proyecto debería iniciarse en 2010, gracias a un grupo norteamericano de los inversionistas, pero con el propósito de desarrollar primero un sistema de alimentación de energía verde.[18]
MDI
En la original Nègre motor de aire, un pistón comprime el aire de la atmósfera para mezclarse con el aire comprimido almacenado (que enfriará drásticamente como se expande). Esta mezcla conduce el segundo pistón, proporcionando la potencia real del motor. Motor de MDI trabaja con par constante, y la única manera de cambiar el par a las ruedas es utilizar una transmisión de polea de variación constante, perdiendo cierta eficiencia. Cuando el vehículo se detuvo, motor de MDI debía ser encendido y trabajando, perdiendo energía. En 2001-2004 MDI cambiar a un diseño similar a la descrita en las patentes de Regusci (véase abajo), que se remontan a 1990.
Se ha reportado en 2008 que fabricante indio Tata estaba mirando a un motor de aire comprimido MDI como una opción en su punto más bajo precio de los automóviles Nano.[19] Tata anunció en 2009 que el coche de aire comprimido resultaba difícil desarrollar debido a su gama baja y problemas con las temperaturas bajas del motor.
Especulativo
El Neumático especulativo el motor es un aire comprimido pistonless motor rotatorio utilizando una forma romboidal rotor cuyos lados están articuladas en los vértices.
El especulativo ha demostrado como un neumática motor con aire comprimido almacenado [20]
También puede tomar ventaja de la amplificación de energía posible del uso de calor externo disponible, tales como energía solar.[21]
El especulativo gira de presión tan baja como 0.1 atm (1.47 psi).
Puesto que el especulativo es un motor de expansión pura, mientras que el Wankel y no son la mayoría otros motores rotatorios, es ideal como motor líquido comprimido, motor del aire o motor de aire.[21]
Regusci
Versión de Armando Regusci del motor de aire parejas el sistema de transmisión directa a la rueda y tiene par motor variable de cero al máximo, mejora de la eficiencia. Patentes de Regusci datan de 1990.[22]
Equipo psico-activa
Psico-activa está desarrollando un chasis multi-multi-combustible/aire-híbrido destinado a servir de base para una línea de automóviles. Rendimiento reclamada es 50 hp/litro. El motor de aire comprimido que usan se denomina DBRE o conductos hoja motor rotatorio.[23][24]
Diseños de motor aire difunto
Motor de congrio
Milton M. Conger en 1881 patentado y supuestamente construyó un motor que sacó el aire comprimido o vapor que la utilización de un tubería flexible que forman una pared en forma de cuña o inclinada o pilar en la parte posterior de la tangencial del cojinete de la rueda y propulsarla con mayor o menor velocidad según la presión del medio de propulsión.[25]
Véase también
- Angelo Di Pietro (inventor)
- Almacenamiento de energía del aire comprimido
- Compresor
- De PROE Motor ciclo Ericsson;[26] una variación de un motor de aire comprimido que utiliza un combustible para comprimir el aire que luego se inyecta inmediatamente al motor
- Simon Ingersoll
Referencias
- ^ Motores neumáticos para powertools
- ^ a b Borde de ingenieros. Actuador neumático de diseño y operación. Obtenido de https://www.engineersedge.com/Hydraulic/pneumatic_actuator.htm
- ^ Motor de tecnología zona-aire. Obtenido de https://www.hydraulicspneumatics.com/200/TechZone/FluidPowerAcces/article/true/6422/TechZone-FluidPowerAcces
- ^ a b Motores de paletas. Obtenido de https://www.tpub.com/content/Engine/14105/CSS/14105_161.htm
- ^ Motores de aire. Obtenido de https://www.hydraulicspneumatics.com/200/TechZone/FluidPowerAcces/article/true/6422/TechZone-FluidPowerAcces
- ^ Concepto industrial. Obtenido de https://www.MDI.Lu/English/Concept.php
- ^ Hall, K. (2009, 26 de mayo). Cero contaminación motores planes U.S. 2011 lanzamiento para coche accionado por aire de 106 mpg [mensaje de registro Web]. Obtenido de https://www.Motorauthority.com/blog/1033303_zero-Pollution-Motors-Plans-2011-u-s-launch-for-106mpg-air-powered-car
- ^ a b La historia de los vehículos de aire comprimido. (n.d.). Obtenido de https://www.aircarfactories.com/Air-Cars/Compressed-air-History.html
- ^ Hodges, C.B (1912). Nº de patente US 1024778. Washington, DC: Estados Unidos oficina de patentes y marcas.
- ^ Propulsión de aire comprimido
- ^ https://www.aircaraccess.com/images/3Stage%201.jpg
- ^ Braun, Adolphe:: Luftlokomotive en "Photographische Ansichten der Gotthardbahn", Dornach im Elsass, ca. 1875
- ^ Ver Coche de aire comprimido #Energine
- ^ www.EngineAir.com.au
- ^ www.EngineAir.com.au
- ^ www.EngineAir.com.au
- ^ www.ABC.net.au/ tv/newinventors/txt/s1072065.htm
- ^ Sitio web de la empresa de energía K'air
- ^ https://Jalopnik.com/398180/Tata-Nano-to-offer-Compressed-air-Engine-Optional-make-Electric-Cars-look-Silly
- ^ Especulativo baja RPM Torque alto presión impulsada por turbina para la modulación de potencia superior eficiencia. Ha comentado el papel de compañeros - publicado en el proceder de Turbo Expo 2007 de la IGTI (Instituto Internacional de la turbina de Gas) y ASME (American Society of Mechanical Engineers).Resumen info
- ^ a b Especulativo > tipo > neumática
- ^ Aire Regusci
- ^ Psico-activa los contendientes para la automotriz X-Prize
- ^ Motor DBRE
- ^ https://www.Machine-History.com/Conger%20Air%20Powered%20Flex%20Tube%20Motor%201881
- ^ Motor ciclo PROE Ericsson
Enlaces externos
- Motores de aire MODEC
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