Componentes y Funcionamiento de Sistemas Neumáticos e Hidráulicos: Conceptos Clave

Componentes Generadores de Energía

Neumática

• Compresores de Émbolo: Transportan fluidos comprimibles como gas o aire. Los compresores de émbolo son máquinas de desplazamiento.
• Compresor de Paletas: Compresor en el cual el rotor gira en el interior de un estator cilíndrico. Durante la rotación, la fuerza centrífuga extrae las paletas de las ranuras para formar células individuales de compresión. La rotación reduce el volumen de la célula y aumenta la presión del aire.
• Compresor de Tornillo: Utilizan movimientos rotativos para comprimir el aire.

Hidráulica

• Bomba de Engranajes: Su función es la de transformar la energía mecánica, transmitida por un motor, en energía hidráulica. Esto se consigue en dos fases: la fase de aspiración y la de compresión.
• Bomba de Pistón: Es una bomba hidráulica que genera el movimiento mediante el movimiento de un pistón. Las bombas de pistones son del tipo bombas volumétricas, y se emplean para el movimiento de fluidos a alta presión o fluidos de elevadas viscosidades o densidades.

Definición de Máquina

Conjunto de aparatos combinados para recibir cierta forma de energía y transformarla en otra más adecuada, o para producir un efecto determinado.

Tipos de Máquinas Térmicas

• MT (Máquina Térmica): Transforma calor en trabajo mecánico por medio del aprovechamiento del gradiente de temperatura entre una fuente de calor y un sumidero de calor.
• MF (Máquina Frigorífica): Tiene como objetivo extraer calor de un espacio frío, para mantener su baja temperatura, transfiriéndolo o desechándolo en otra zona de mayor temperatura.
• BC (Bomba de Calor): Es una máquina térmica que toma calor de un espacio frío y lo transfiere a otro más caliente gracias a un trabajo mecánico aportado desde el exterior; es decir, hace lo mismo exactamente que la máquina frigorífica; lo único que cambia es el objetivo. En la máquina frigorífica el objetivo es enfriar y mantener frío el espacio frío, mientras que en la bomba de calor sería lo inverso, es decir mantener caliente el espacio caliente. Además, actúan como MF, aunque en este caso el objetivo es calentar un foco caliente.

Diferencia entre Eficiencia y Rendimiento

El rendimiento se trata de velocidad y producción, mientras que la eficiencia se trata de minimizar el desperdicio y maximizar la producción.

Motores Térmicos

En los motores térmicos se aprovecha el calor generado al calentar un fluido o por la combustión de un combustible para generar un trabajo. En dicha transformación, se liberará un cierto calor al exterior (Qf).

Ciclo de Funcionamiento de un Motor de 4 Tiempos

1. Admisión: Entrada de la mezcla aire-combustible.
2. Compresión: Compresión de la mezcla.
3. Explosión (Combustión): Inyección de la mezcla y expansión de los gases.
4. Escape: Expulsión de los gases de escape.

Motores de Encendido por Compresión

1. Admisión: Solo entra aire en el cilindro mientras el pistón desciende.
2. Compresión: El pistón asciende, comprimiendo el aire a alta presión, lo que aumenta su temperatura.
3. Combustión: Cuando el aire está muy caliente, se inyecta el combustible, que se enciende por la alta temperatura.
4. Escape: Los gases de la combustión son expulsados del cilindro cuando el pistón asciende.

Ciclo de Funcionamiento de un Motor de 2 Tiempos

1. Compresión y admisión: El pistón sube, comprimiendo la mezcla de aire y combustible, mientras una nueva mezcla entra en el cilindro.
2. Encendido y escape: El pistón baja, se enciende la mezcla y se expulsan los gases de escape. Al mismo tiempo, entra más mezcla fresca en el cilindro.

Tipos de Válvulas

Válvulas Pilotadas

Aquellas que tienen accionamiento y/o retorno mecánico o hidráulico.

Válvula de Accionamiento Mecánico

Accionada por rodillo o final de carrera.

Diferencias entre Circuitos Hidráulicos y Neumáticos

Neumáticos

• Son más rápidos.
• Producen mucho ruido.
• Producen vibraciones.
• Son menos contaminantes.

Hidráulicos

• Se puede regular su velocidad.
• Son más silenciosos.
• No producen vibraciones.
• Son contaminantes.