Diseño y construcción de un dispositivo para convertir un motor de combustión interna en un motor electromagnético

DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UN DISPOSITIVO PARA CONVERTIR UN MOTOR DE COMBUSTIÓN INTERNA EN UN MOTOR ELECTROMAGNÉTICO Julián Asinc A.1, Miguel Yapur A.2
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Ingeniero en Electricidad Especialización Electrónica 2002 Director de Tesis. Ingeniero en Electricidad Especialización Electrónica, Escuela Superior Politécnica del Litoral, 1983. Master of Science in Biomedical Engineering, University ofTexas at Arlington, 1986. Profesor de la FIEC-ESPOL desde 1984.

RESUMEN El proyecto consiste en modificar un motor de combustión interna de tres cilindros tal que utilice energía electromagnética en lugar de energía de combustible derivado del petróleo para funcionar. Cabe señalar que la energía electromagnética se obtiene en un proceso de conversión a partir de la energía química de unabatería. El dispositivo electromagnético que proporciona el movimiento reciprocante se caracteriza por el uso de electroimanes é imanes permanentes, en donde el movimiento lineal se produce por repulsión de polos iguales y por interacción de líneas de campo magnético en un medio ferromagnético. Este movimiento se transmite a cada uno de los pistones que a su vez accionan el cigüeñal lo cual se traduce entrabajo mecánico. Además, el proyecto incluye un circuito de control electrónico para la activación sincronizada de los electroimanes. Es importante anotar que éste es el primer proyecto desarrollado en la ESPOL que ha sido considerado para obtener una patente. El número de registro de la solicitud presentada en el Instituto Ecuatoriano de la Propiedad Intelectual es SP-01-4172, en noviembre 19del 2001. Actualmente el trámite de la respectiva patente sigue su curso normal.

INTRODUCCIÓN El uso de motores de combustión interna acarrea en la actualidad un problema de carácter mundial como es la contaminación ambiental; esto sin mencionar el agotamiento de las reservas mundiales de petróleo. Hoy en día se buscan alternativas para sustituir en el futuro el uso de combustibles contaminantesy como ejemplo tenemos el automóvil eléctrico, el cual ya es una realidad. Pero la implementación de la tecnología del automóvil eléctrico implicaría en el peor de los casos el reemplazo total del vehículo, y en el mejor de los casos reemplazar totalmente el motor. Estos costos no podrán ser solventados por todos los dueños de vehículos. Por esta razón nos motivamos a desarrollar un dispositivoque permita modificar un motor de combustión interna para que opere con un tipo de energía alternativa en lugar del uso de combustibles comunes. De esta manera, la modificación al motor que estamos presentando constituye la transición entre el motor de combustión interna y el motor eléctrico. Con el desarrollo de este proyecto se pretende que los motores endotérmicos que funcionan con combustiblederivados del petróleo puedan seguir operando con energía electromagnética y de esta manera no sean desechados. Además se aprovecha la energía electromagnética como fuente alternativa.

Además, para este proyecto se investigó sobre electromagnetismo para tener una base teórica de cómo producir y controlar campos magnéticos. Fue necesario también estudiar como se transfiere la energía en lossistemas electromecánicos [1], al igual que el cálculo de arrollamientos de electroimanes y las aplicaciones de los mismos [2] para tener las pautas necesarias para proyectar arrollamientos que satisfagan las condiciones que plantea el proyecto.

CONTENIDO Para el desarrollo del proyecto se plantearon algunas propuestas en el uso de energía electromagnética. Hasta el momento se han implementado dosprototipos los cuales se describen a continuación. En el primer prototipo desarrollado se utiliza un electroimán fijo y un imán permanente dentro de un cilindro a manera de émbolo; el movimiento reciprocante se produce por repulsión de polos magnéticos iguales. La parte mecánica que convierte el movimiento reciprocante en movimiento rotacional conformada principalmente por bielas y cigüeñal...