Análisis del sistema de frenos regenerativos aplicado en automóviles de combustión interna para la optimización del consumo de combustible

Abstract

En el presente trabajo de investigación se analiza el sistema de frenos regenerativos con la finalidad de no desperdiciar la energía cinética del vehículo, que se pierde en forma de calor producto de la acción de frenado del automóvil, sino más bien convertirla en electricidad que se utilizará para accionar un compresor centrífugo encargado de inyectar mayor cantidad de aire para un buen proceso de combustión y optimizar el consumo de combustible. Debido a que tenemos una variedad de opciones en cuanto a baterías, motores y engranajes se opta por utilizar el método de criterios ponderados para la elección de los componentes del sistema de frenos regenerativos, los criterios a tomar en cuenta para el análisis de los componentes son costo, peso, eficiencia y mantenimiento. El vehículo de referencia será un Nissan Bluebird con un motor de 2 litros, posteriormente se procede a calcular la perdida de potencia en el motor de combustión seguidamente del cálculo de flujo másico de aire y la relación de compresión, en base a estos cálculos se dimensionan la potencia que debiera tener el motor eléctrico del compresor centrífugo así como también se calcula el banco de baterías y los engranajes helicoidales, por último se utiliza el programa Autodesk inventor para la ilustración y simulación del funcionamiento. Se obtuvo una pérdida de potencia de 33 % en el motor de combustión, para lo cual se requiere suministrar de 18.73 lb/min de aire y así compensar la pérdida por altura de trabajo, a su vez se halló que el comprensor centrífugo requiere de 6 KW para poder ser accionado, este resultado justifica la utilización de un sistema de frenos regenerativos como fuente de alimentación.