motor neumático

Para lograr un movimiento lineal a partir de aire comprimido, se suele utilizar un sistema de pistones. El aire comprimido se introduce en una cámara hermética que aloja el vástago del pistón. Dentro de esta cámara, un resorte se enrolla alrededor del vástago para mantenerla completamente abierta cuando no se bombea aire. A medida que se introduce aire en la cámara, la fuerza sobre el vástago del pistón comienza a vencer la fuerza ejercida sobre el resorte. ^{[ 2 ]} Conforme se introduce más aire en la cámara, la presión aumenta y el pistón comienza a descender. Al alcanzar su longitud máxima, se libera la presión del aire de la cámara y el resorte completa el ciclo cerrando la cámara para que vuelva a su posición original; este ciclo se repite mientras haya presión de aire.

Los motores de pistón son los más utilizados en sistemas hidráulicos. En esencia, los motores de pistón son iguales a los motores hidráulicos, excepto que se utilizan para convertir la energía hidráulica en energía mecánica ^{[ 3 ]} . ^{[ 4 ]}

Los motores de pistón suelen utilizarse en series de dos, tres, cuatro, cinco o seis cilindros alojados en una carcasa. Esto permite que los pistones generen mayor potencia, ya que varios motores se sincronizan entre sí en determinados momentos de su ciclo.

Las eficiencias mecánicas prácticas alcanzadas por un motor neumático de pistón están entre el 40 y el 50 %. ^{[ 5 ]}

Un tipo de motor neumático, conocido como motor de paletas rotativas, utiliza aire para producir movimiento de rotación en un eje. El elemento giratorio es un rotor ranurado montado sobre un eje de transmisión. Cada ranura del rotor está provista de una paleta rectangular que se desliza libremente. ^{[ 4 ]} Las paletas se extienden hasta las paredes de la carcasa mediante resortes, acción de leva o presión de aire, según el diseño del motor. El aire se bombea a través de la entrada del motor, empujando las paletas y generando el movimiento de rotación del eje central. Las velocidades de rotación pueden variar entre 100 y 25 000 rpm, dependiendo de varios factores, como la presión de aire en la entrada del motor y el diámetro de la carcasa. ^{[ 6 ]}

Una aplicación de los motores neumáticos de paletas es el arranque de grandes motores industriales diésel o de gas natural. La energía almacenada en forma de aire comprimido, nitrógeno o gas natural entra en la cámara sellada del motor y ejerce presión sobre las paletas del rotor, lo que provoca que este gire a alta velocidad. Dado que el volante del motor requiere un par motor considerable para arrancarlo, se utilizan engranajes reductores. Estos engranajes generan un par motor elevado con un menor aporte de energía. Permiten que el volante del motor genere el par suficiente mientras está acoplado al piñón del motor neumático o del arrancador neumático.

Las turbinas de aire se utilizan para hacer girar la fresa en las piezas de mano dentales de alta velocidad , a velocidades superiores a 180 000 rpm, pero con un par motor limitado . Una turbina es lo suficientemente pequeña como para caber en la punta de la pieza de mano sin aumentar significativamente su peso.

La Corporación Energine era una empresa surcoreana que afirmaba entregar automóviles completamente ensamblados que funcionaban con un motor híbrido de aire comprimido y eléctrico. El motor de aire comprimido se utiliza para activar un alternador , lo que amplía la capacidad de funcionamiento autónomo del automóvil. El director ejecutivo fue arrestado por promocionar fraudulentamente motores de aire con afirmaciones falsas. ^{[ 18 ]}

EngineAir, una empresa australiana, fabrica un motor rotativo alimentado por aire comprimido, denominado motor Di Pietro . El concepto del motor Di Pietro se basa en un pistón rotativo. A diferencia de los motores rotativos existentes, el motor Di Pietro utiliza un sencillo pistón rotativo cilíndrico (eje impulsor) que gira, con poca fricción, dentro del estator cilíndrico. ^{[ 19 ]}

Puede utilizarse en barcos, automóviles, vehículos de carga y otros vehículos. Solo se necesita una presión de 1 psi (≈ 6,8 kPa ) para vencer la fricción. ^{[ 20 ] [ 21 ]} El motor también apareció en el programa Nuevos Inventores de la cadena ABC en Australia el 24 de marzo de 2004. ^{[ 22 ]}

Los vehículos K'Airmobiles fueron concebidos para su comercialización a partir de un proyecto desarrollado en Francia entre 2006 y 2007 por un pequeño grupo de investigadores. Sin embargo, el proyecto no ha logrado reunir los fondos necesarios.

Cabe señalar que, mientras tanto, el equipo ha reconocido la imposibilidad física de utilizar el aire comprimido almacenado a bordo debido a su escasa capacidad energética y a las pérdidas térmicas resultantes de la expansión del gas.

En la actualidad, utilizando el generador 'K'Air', cuya patente está en trámite y que ha sido convertido para funcionar como un motor de gas comprimido, el proyecto debería lanzarse en 2010, gracias a un grupo de inversores norteamericanos, pero con el propósito de desarrollar primero un sistema de energía verde. ^{[ 23 ]}

En el motor de aire Nègre original , un pistón comprime el aire atmosférico para mezclarlo con el aire comprimido almacenado (que se enfría drásticamente al expandirse). Esta mezcla impulsa el segundo pistón, proporcionando la potencia real del motor. El motor de MDI funciona con par constante, y la única forma de variar el par en las ruedas es mediante una transmisión de poleas de variación constante, lo que reduce la eficiencia. Cuando el vehículo está detenido, el motor de MDI debe permanecer encendido y funcionando, consumiendo energía. Entre 2001 y 2004, MDI adoptó un diseño similar al descrito en las patentes de Regusci (véase más abajo), que datan de 1990.

Se informó en 2008 que el fabricante de automóviles indio Tata estaba considerando un motor de aire comprimido MDI como opción para sus automóviles Nano de bajo precio. ^{[ 24 ]} Tata anunció en 2009 que el automóvil de aire comprimido estaba resultando difícil de desarrollar debido a su baja autonomía y problemas con las bajas temperaturas del motor.

El motor de cuasiturbina neumática es un motor rotativo sin pistón que funciona con aire comprimido y utiliza un rotor de forma romboidal cuyos lados están articulados en los vértices.

Se ha demostrado que la Quasiturbina funciona como un motor neumático que utiliza aire comprimido almacenado. ^{[ 25 ]}

También puede aprovechar la amplificación de energía posible mediante el uso del calor externo disponible, como la energía solar . ^{[ 26 ]}

La Quasiturbina gira a partir de presiones tan bajas como 0,1 atm (1,47 psi).

Dado que la Quasiturbine es un motor de expansión pura, mientras que el Wankel y la mayoría de los demás motores rotativos no lo son, es muy adecuada como motor de fluido comprimido, motor de aire o motor neumático. ^{[ 26 ]}

La versión del motor neumático de Armando Regusci acopla el sistema de transmisión directamente a la rueda y tiene un par variable desde cero hasta el máximo, lo que mejora la eficiencia. Las patentes de Regusci datan de 1990. ^{[ 27 ]}

Psycho-Active está desarrollando un chasis híbrido multifuel/aire que pretende servir de base para una línea de automóviles. El rendimiento declarado es de 50  hp/litro. El motor de aire comprimido que utilizan se denomina DBRE o Motor Rotativo de Aspas Entubadas. ^{[ 28 ] [ 29 ]}

En 1881, Milton M. Conger patentó y supuestamente construyó un motor que funcionaba con aire comprimido o vapor, utilizando un tubo flexible que formaba una pared o tope en forma de cuña o inclinado en la parte posterior del cojinete tangencial de la rueda, y la impulsaba con mayor o menor velocidad según la presión del medio propulsor. ^{[ 30 ]}