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Tesis Doctoral Víctor Gil Quirós: Desarrollo de índices y métodos para clasificar los tractores ségún su eficiencia energética potencial.

Tesis Doctoral Víctor Gil Quirós: Desarrollo de índices y métodos para clasificar los tractores ségún su eficiencia energética potencial.

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  • 1. DESARROLLO DE ÍNDICES Y MÉTODOSPARA CLASIFICAR LOS TRACTORESSEGÚN SU EFICIENCIA ENERGÉTICAPOTENCIAL Doctorando: Víctor Gil QuirósDirectores: Jacinto Gil Sierra y Jesús Casanova KindelánESCUELA TÉCNICA SUPERIOR ESCUELA TÉCNICA SUPERIORDE INGENIEROS AGRÓNOMOS DE INGENIEROS INDUSTRIALESGRUPO LPF-TAG GRUPO DE MOTORES TÉRMICOS
  • 2. Tesis doctoralVíctor Gil Quirós • Gran preocupación mundial por ahorro energético y medio ambiente. 1997, Kioto Situación actual • Necesidades tecnológicas muy altas en la agricultura europea • Ningún valor referente a consumo en la homologación europea. Directiva 2003/37/CE • Boletines OCDE única medida de consumo, de carácter voluntario
  • 3. Tesis doctoralVíctor Gil Quirós 1. Desarrollo de índices de eficiencia energética 2. Crear una clasificación energética de tractores en base a los índices anteriores Objetivos 3. Evaluar la influencia de los factores intrínsecos en la eficiencia energética 4. Modelos que permitan calcular el óptimo de eficiencia para cada tractor
  • 4. Tesis doctoralVíctor Gil Quirós Objetivos Revisión Bibliográfica • Estudio previo y análisis de los factores que afectan a la eficiencia energética de un tractor • Centrar tesis en los factores más importantes y que no varían una vez fabricado el tractor (motor y transmisión) • Establecer las condiciones en las que se generan el óptimo del funcionamiento del motor
  • 5. Tesis doctoralVíctor Gil Quirós Motor I Revisión Bibliográfica • Es el factor más importante • El punto de eficiencia óptima tiene un régimen más bajo que el nominal y un par elevado • Varios modelos de predicción de consumo Jahns et al. (1990), Harris y Pearce (1990) y Grisso ( 2004)
  • 6. Tesis doctoralVíctor Gil Quirós Motor II Revisión Bibliográfica
  • 7. Tesis doctoralVíctor Gil Quirós Motor III Revisión Bibliográfica Zona regulador Reducción consumo cargas parciales Reducción régimen cargas parciales Siendo, •Q: consumo horario a carga parcial (L/h) •X: carga, o potencia referida a la potencia nominal (tanto por uno) •Ntdf: potencia a régimen nominal (kW) •q (%): porcentaje de reducción de consumo específico •qt: consumo específico a régimen máximo (L/kWh) •qp: consumo específico a régimen reducido (L/kWh) •nred: porcentaje de reducción de régimen •nt: régimen máximo (r/min) •np: régimen reducido (r/min) Grisso et al.(2004)
  • 8. Tesis doctoralVíctor Gil Quirós Motor IV Revisión Bibliográfica Reducción consumo cargas parciales Siendo, •D: descenso del consumo específico a cargas parciales y regímenes reducidos •nred: porcentaje de reducción de régimen a carga parcial •X: carga del motor Grisso et al.(2004)
  • 9. Tesis doctoralVíctor Gil Quirós Motor V Revisión Bibliográfica Cargas parciales Potencia máxima Regulador Siendo, •M: momento en cada punto •n: régimen del motor en ese punto •Q: consumo horario en ese punto •ai, bi y ci: constantes propias de cada motor Jahns et al.(1990)
  • 10. Tesis doctoralVíctor Gil Quirós Motor VI Revisión Bibliográfica Siendo, •n: régimen óptimo •nr: régimen nominal •M: momento óptimo •Mr: momento a régimen nominal Grisso et al.(2004)
  • 11. Tesis doctoralVíctor Gil Quirós Transmisión I Revisión Bibliográfica • Segundo factor más importante • Eficiencia variable en función de la velocidad seleccionada, el par y el régimen • Al maximizar el par en función del tiro se optimiza la eficiencia de transmisión
  • 12. Tesis doctoralVíctor Gil Quirós Transmisión II Revisión Bibliográfica • Tipos de cajas de cambio • Bajo carga ≈ CVT. Eficiencia de hasta el 96% • Tipo de tracción. Doble más eficiente • ¿Diferencial?
  • 13. Tesis doctoralVíctor Gil Quirós Tracción I Revisión Bibliográfica Eficiencia de tracción Resbalamiento Resistencia a la rodadura Siendo, •η: eficiencia de tracción •T: fuerza de tiro (N) •vr: velocidad real de avance del tractor (m/s) •M: par de la rueda (Nm) •ω: velocidad angular de la rueda (rad/s) •σ: resbalamiento (%) •vr: velocidad real de avance del tractor (m/s) •R: resistencia a la rodadura (N) •ρ: coeficiente de rodadura •B: carga normal que soporta la rueda (N)
  • 14. Tesis doctoralVíctor Gil Quirós Tracción II Revisión Bibliográfica Fuerza resistencia rodadura Brixius (1987) Siendo, •Frr: resistencia a la rodadura •Pd: peso dinámico sobre una rueda •R: coeficiente de rodadura •Bn: número de movilidad, que depende de ciertas magnitudes físicas de suelo medidas en campo •σ: resbalamiento
  • 15. Tesis doctoralVíctor Gil Quirós Tracción III Revisión Bibliográfica Coeficiente de tracción Siendo, •T: fuerza de tiro (N) •de rodadura •B: carga normal que soporta la rueda (N) Óptimo 0,30 (Shell et al., 1987) y 0,40 (Zoz et al., 2002; Adams, 2005) para tractores de ruedas y 0,50 (Zoz et al., 2002) para tractores con cadenas
  • 16. Tesis doctoralVíctor Gil Quirós Metodología y resultados Desarrollo Desarrollo clasificación clasificación energética energética Desarrollo Estudio Estudio Desarrollo características índices motor características índices motor transmisión ( cjt y ckt) motor ( cg, cj y ck) Datos Eficiencia Modelo energético Eficiencia del motor eficiencia transmisión motor global OCDE potencia máxima Comparación Desarrollo Estudio óptimos óptimo vs global índice energéticos ( cqt, cjt y ckt ) ( cqt)
  • 17. Tesis doctoralVíctor Gil Quirós Datos de eficiencia I Metodología y resultados
  • 18. Tesis doctoralVíctor Gil Quirós Datos de eficiencia II Metodología y resultados
  • 19. Tesis doctoralVíctor Gil Quirós Datos de eficiencia III Metodología y resultados
  • 20. Tesis doctoralVíctor Gil Quirós Datos de eficiencia IV Metodología y resultados Datos volumétricos de consumo. Medidas de consumo en agricultura Media Mediana Mínimo Máximo País Varianza Desviación típica (kg/L) (kg/L) (kg/L) (kg/L) Alemania 0,835 0,835 0,823 0,851 0,00004 0,006 Francia 0,850 0,850 0,850 0,854 0,00000 0,001 Italia 0,838 0,838 0,833 0,842 0,00000 0,002 Japón 0,843 0,838 0,837 0,856 0,00008 0,009 República Checa 0,840 0,842 0,832 0,842 0,00003 0,005 Turquía 0,826 0,827 0,820 0,837 0,00004 0,006 Reino Unido 0,844 0,845 0,837 0,873 0,00003 0,006 Estados Unidos 0,843 0,843 0,834 0,849 0,00001 0,003 Resultado global 0,841 0,842 0,820 0,873 0,00007 0,008 Corrección potencia: ISO 15550/2002 (UNE 68028:2003). Control inyección
  • 21. Tesis doctoralVíctor Gil Quirós Eficiencia motor I Metodología y resultados 0.400 en cada punto y la potencia nominal Cociente entre el consumo horario 0.300 (L/kWh) 0.200 g 0.100 0.000 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 Relación de potencia en cada punto respecto a la potencia nominal
  • 22. Tesis doctoralVíctor Gil Quirós Eficiencia motor II Metodología y resultados
  • 23. Tesis doctoralVíctor Gil Quirós Eficiencia motor III Metodología y resultados 14% 12% Diferecia puntos 8 y 6 10% 8% 14% 6% 12% 4% Diferecia puntos 7 y 9 2% 10% 0% 8% 0,150 0,200 0,250 0,300 0,350 0,400 6% Consumo específico punto 8 (L/kWh) 4% 2% 0% 0,150 0,200 0,250 0,300 0,350 0,400 Consumo específico punto 9 (L/kwh)
  • 24. Tesis doctoralVíctor Gil Quirós Eficiencia motor III Metodología y resultados Para tractores CVT
  • 25. Tesis doctoralVíctor Gil Quirós Eficiencia motor IV Metodología y resultados 0,430 0,410 0,390 0,370 cj (L/kWh) 0,350 0,330 y = 0,5366x + 0,1198 0,310 R2 = 0,8184 0,290 0,270 0,300 0,350 0,400 0,450 0,500 0,550 c g (L/kWh)
  • 26. Tesis doctoralVíctor Gil Quirós Eficiencia motor V Metodología y resultados
  • 27. Tesis doctoralVíctor Gil Quirós Eficiencia motor VI Metodología y resultados • Selección de índice cj para estudios de motor • Características cualitativas (tipo de admisión, número de cilindros, …) Datos descriptivos y ANOVA • Características cuantitativas (presión media, potencia nominal, régimen nominal). Datos descriptivos, análisis factoriales y componentes principales
  • 28. Tesis doctoralVíctor Gil Quirós Eficiencia motor VII Metodología y resultados
  • 29. Tesis doctoralVíctor Gil Quirós Eficiencia motor VIII Metodología y resultados 0.500 y = 0.36311e-0.00090x 0.450 R² = 0.09807 0.400 cj (L/kWh) 0.350 0.300 0.250 0.200 0 50 100 150 200 250 Potencia nominal (kW)
  • 30. Tesis doctoralVíctor Gil Quirós Eficiencia motor IX Metodología y resultados A B C D E F G 181 modelos 47 50 39 18 12 10 5
  • 31. Tesis doctoralVíctor Gil Quirós Metodología y resultados Desarrollo Desarrollo clasificación clasificación energética energética Desarrollo Estudio Estudio Desarrollo características índices motor características índices motor transmisión ( cjt y ckt) motor ( cg, cj y ck) Datos Eficiencia Modelo energético Eficiencia del motor eficiencia transmisión motor global OCDE potencia máxima Comparación Desarrollo Estudio óptimos óptimo vs global índice energéticos ( cqt, cjt y ckt ) ( cqt)
  • 32. Tesis doctoral Eficiencia transmisión potencia máxima IVíctor Gil Quirós Metodología y resultados d) c) b) a) Potencia (kW) Velocidad del motor (rev/min) Siendo, •a: punto de régimen nominal •b: punto de régimen normalizado de la toma de fuerza •c: punto de potencia máxima •d: punto de régimen mínimo para el cálculo de rendimiento
  • 33. Tesis doctoral Eficiencia transmisión potencia máxima IIVíctor Gil Quirós Metodología y resultados Sin considerar la resistencia a la rodadura: Potencia a la barra sin deslizamiento Rendimiento transmisión Siendo, •Nsin rebalamiento: potencia a la barra incluida la pérdida por resbalamiento •Nbarra: potencia obtenida en el ensayo a la barra de tiro (kW) •σ: resbalamiento (tanto por uno) •ηtransmisión con rodadura el rendimiento de la transmisión sin restar las pérdidas debidas a la resistencia a la rodadura •Ntdf: potencia a la toma de fuerza (kW)
  • 34. Tesis doctoral Eficiencia transmisión potencia máxima IIIVíctor Gil Quirós Metodología y resultados Considerando la resistencia a la rodadura: Brixius (1987) Resistencia rodadura Potencia a la barra sin deslizamiento y sin resistencia a la rodadura Rendimiento transmisión sin rodadura Siendo, •R: resistencia a la rodadura (N) •W: peso del tractor (N) •v: la velocidad de avance expresada (m/s) •ηtransmisión sin rodadura :el rendimiento de la transmisión descontando la resistencia a la rodadura, expresado en tanto por uno
  • 35. Tesis doctoral Eficiencia transmisión potencia máxima IVVíctor Gil Quirós Metodología y resultados Pista de ensayo Coeficiente de resistencia a la rodadura Ankara (Turquía) 0,028 Antony (Francia) 0,020 Bolonia (Italia) 0,040 Gros-Umstadt (Alemania) 0,036 Kynggio-do (Korea) 0,040 Nebraska (EEUU) 0,040 Omiya (Japón) 0,040 Silsoe (Reino Unido) 0,040 Tfanovkého (Rep. Chca) 0,040 Turín (Italia) 0,040 Treviglio (Italia) 0,033
  • 36. Tesis doctoral Eficiencia transmisión potencia máxima VVíctor Gil Quirós Metodología y resultados
  • 37. Tesis doctoral Eficiencia transmisión potencia máxima VIVíctor Gil Quirós Metodología y resultados
  • 38. Tesis doctoral Eficiencia transmisión potencia máxima VIIVíctor Gil Quirós Metodología y resultados DISTRIBUCIÓN DE LAS HORAS DE FUNCIONAMIENTO POR LABORES, SEGÚN POTENCIA DEL TRACTOR Intervalo DISTRIBUCIÓN DE LAS HORAS DE TRABAJO TOTAL (% ) Horas Horas de potencia Pérdidas Trabajo Trabajo del tractor despto. Transp. Prep Siembra Abonado Acc. Trab. Int. Trab. Total Real Tratam. Recolecc. Otros (CV) Remolque Terreno Plantac. Org. Min. Equipos Instalac. Forest. <30 196,77 185,02 5,97% 31,39% 29,34% 3,20% 5,66% 21,72% 4,75% 2,30% 0,00% 0,00% 1,64% 30-49 245,48 233,55 4,86% 19,05% 29,56% 5,67% 12,20% 12,16% 12,16% 3,33% 2,07% 0,24% 3,56% 50-69 362,19 341,98 5,58% 18,56% 26,52% 9,35% 10,71% 10,99% 12,39% 1,69% 4,07% 0,20% 5,52% 70-89 513,59 473,84 7,74% 17,33% 24,08% 6,77% 12,43% 12,04% 13,68% 2,83% 4,55% 1,90% 4,40% 90-109 608,66 565,69 7,06% 21,07% 27,16% 9,56% 10,58% 10,72% 12,84% 1,54% 4,31% 0,78% 1,44% 110-129 706,46 655,59 7,20% 15,14% 33,31% 13,70% 9,42% 7,54% 10,79% 1,84% 4,22% 0,27% 3,77% 130-150 676,91 634,60 6,25% 16,81% 36,01% 13,97% 9,60% 8,70% 7,68% 1,52% 2,83% 0,00% 2,87% >150 819,39 767,77 6,30% 13,70% 26,03% 13,73% 8,15% 6,09% 24,10% 2,29% 2,17% 2,30% 1,42% MAPA (2006) Distribución del número de horas trabajadas por tipo de función (% ) Intervalo de 2006 1996 potencia del Toma de Trabajos Trabajos Toma de Trabajos Trabajos tractor (CV) fuerza pesados ligeros fuerza pesados ligeros (a) (b) (c) (a) (b) (c) <30 34,43% 29,34% 36,23% 37,14% 29,43% 32,82% 30-49 39,85% 31,87% 28,27% 34,97% 34,61% 30,42% 50-69 35,79% 30,79% 33,43% 35,26% 34,16% 30,58% 70-89 40,97% 30,52% 28,51% 31,70% 37,23% 31,07% 90-109 35,68% 32,24% 32,07% 25,68% 42,92% 31,40% 110-129 29,60% 37,79% 32,61% 27,50% 43,14% 29,36% 130-150 27,50% 38,84% 33,66% 19,48% 46,94% 33,58% >150 40,64% 30,51% 27,43% 12,43% 57,47% 30,10%
  • 39. Tesis doctoral Eficiencia transmisión potencia máxima VIIIVíctor Gil Quirós Metodología y resultados
  • 40. Tesis doctoral Eficiencia transmisión potencia máxima IXVíctor Gil Quirós Metodología y resultados Sin considerar pérdidas de rodadura
  • 41. Tesis doctoral Eficiencia transmisión potencia máxima XVíctor Gil Quirós Metodología y resultados
  • 42. Tesis doctoral Eficiencia transmisión potencia máxima XIVíctor Gil Quirós Metodología y resultados
  • 43. Tesis doctoral Eficiencia transmisión potencia máxima XIIVíctor Gil Quirós Metodología y resultados Considerando pérdidas de rodadura
  • 44. Tesis doctoral Eficiencia transmisión potencia máxima XIIIVíctor Gil Quirós Metodología y resultados
  • 45. Tesis doctoral Eficiencia transmisión potencia máxima XIVVíctor Gil Quirós Metodología y resultados
  • 46. Tesis doctoral Eficiencia transmisión potencia máxima XVVíctor Gil Quirós Metodología y resultados 181 tractores cj vs cjt: • Influencia de la transmisión: 6,68% 181 tractores distintos cjt: • Influencia de la resistencia a la rodadura: 4%
  • 47. Tesis doctoralVíctor Gil Quirós Reuniones OCDE •Reunión grupo de trabajo de tractores de la OCDE. Gross Umstadt (Alemania), mayo 2006 •Reunión grupo de trabajo de tractores de la OCDE. Bolonia (Italia) , noviembre 2006 •Asamblea Difusión general de la OCDE. París (Francia), febrero 2007
  • 48. Tesis doctoralVíctor Gil Quirós Congresos •3º CONGRESO DE AGROINGENIERÍA. ETSIA de León; del 21 al 24 de septiembre de 2005 •ASABE ANNUAL INTERNATIONAL MEETING. Portland (EEUU); del 9 al 12 de julio de 2006 •CURSO DE FORMACIÓN DE FORMADORES sobre Ahorro y Eficiencia Energética en Agricultura. IDAE (Madrid); días 13 y 14 de diciembre de 2006 Difusión •CONGRESO AGENG 2006. Bonn (Alemania), del 3 al 7 de septiembre de 2006 •ASABE ANNUAL INTERNATIONAL MEETING. Minneapolis (EEUU); del 17 al 20 de junio 2007 •4º CONGRESO DE AGROINGENIERÍA. ETSIA de Albacete; del 4 al 6 de septiembre de 2007
  • 49. Tesis doctoralVíctor Gil Quirós Web I www.idae.es http://www.idae.es/central.asp?m=p015096&t=1 Difusión
  • 50. Tesis doctoralVíctor Gil Quirós Web II www.mapa.es/es/agricult ura/pags/maquinariaagric ola/renovacion.htm Difusión
  • 51. Tesis doctoralVíctor Gil Quirós Metodología y resultados Desarrollo Desarrollo clasificación clasificación energética energética Desarrollo Estudio Estudio Desarrollo características índices motor características índices motor transmisión ( cjt y ckt) motor ( cg, cj y ck) Datos Eficiencia Modelo energético Eficiencia del motor eficiencia transmisión motor global OCDE potencia máxima Comparación Desarrollo Estudio óptimos óptimo vs global índice energéticos ( cqt, cjt y ckt ) ( cqt)
  • 52. Tesis doctoral Modelo energético del motor global IVíctor Gil Quirós Metodología y resultados 180 160 140 120 Potencia (kW) 100 Zona de funcionamiento 80 del motor a cargas parciales 60 40 Ralentí 20 0 800 1050 1300 1550 1800 2050 2300 Régimen (rev/min)
  • 53. Tesis doctoral Modelo energético del motor global IIVíctor Gil Quirós Metodología y resultados Potencia máxima Carga máxima
  • 54. Tesis doctoral Modelo energético del motor global IIIVíctor Gil Quirós Metodología y resultados
  • 55. Tesis doctoral Modelo energético del motor global VIVíctor Gil Quirós Metodología y resultados 180 160 Regulador 140 120 Potencia (kW) 100 80 Nominal 60 Poly. (Nominal) 40 20 0 2150 2200 2250 2300 Régimen (rev/min)
  • 56. Tesis doctoral Modelo energético del motor global IVVíctor Gil Quirós Metodología y resultados Regulador
  • 57. Tesis doctoral Modelo energético del motor global VVíctor Gil Quirós Metodología y resultados
  • 58. Tesis doctoral Modelo energético del motor global VIIVíctor Gil Quirós Metodología y resultados Regulador 100-85% par nominal 100, 99, 97, 89 y 85 % regulador
  • 59. Tesis doctoral Modelo energético del motor global VIIIVíctor Gil Quirós Metodología y resultados 120 Cargas parciales 100 80 Curva de potencia máxima Potencia (kW) 60 Zona de actuación del regulador Cargas parciales a régimen 40 normalizado de la tdf Puntos nuevos introducidos por la OCDE en el 2005 20 0 750 1250 1750 2250 Régimen (rev/min)
  • 60. Tesis doctoral Modelo energético del motor global IXVíctor Gil Quirós Metodología y resultados 30 25 y = 0,238x + 6,865 R² = 0,999 Puntos 3 y 4 DLG 20 y = 0,239x + 5,104 Consumo (L/h) R² = 0,999 Puntos 5 y 6 15 DLG y = 0,245x + 2,050 10 Régimen R² = 0,999 normalizado tdf 5 0 0 20 40 60 80 100 Potencia (kW)
  • 61. Tesis doctoral Modelo energético del motor global XVíctor Gil Quirós Metodología y resultados Pendiente 0.246 0.245 0.244 0.243 Pendiente 0.242 0.241 0.240 0.239 y = 0.00000001x2 - 0.00002740x + 0.27148982 0.238 R² = 1.00000000 0.237 0 500 1000 1500 2000 2500 Régimen (rev/min) Intersección 8 7 y = 0.34848e0.00135x 6 R² = 0.99926 Constante 5 4 3 2 1 0 0 500 1000 1500 2000 2500 Régimen (rev/min)
  • 62. Tesis doctoral Modelo energético del motor global XIVíctor Gil Quirós Metodología y resultados Cargas parciales Consumo real (L/h)
  • 63. Tesis doctoral Modelo energético del motor global XIIVíctor Gil Quirós Metodología y resultados Ralentí
  • 64. Tesis doctoralVíctor Gil Quirós Metodología y resultados Desarrollo Desarrollo clasificación clasificación energética energética Desarrollo Estudio Estudio Desarrollo características índices motor características índices motor transmisión ( cjt y ckt) motor ( cg, cj y ck) Datos Eficiencia Modelo energético Eficiencia del motor eficiencia transmisión motor global OCDE potencia máxima Comparación Desarrollo Estudio óptimos óptimo vs global índice energéticos ( cqt, cjt y ckt ) ( cqt)
  • 65. Tesis doctoral Estudio óptimos energéticos IVíctor Gil Quirós Metodología y resultados 4 3.5 Motor Eficiencia (kWh/L) 3 2.5 Tractor ensayo a la barra 2 1.5 1 0 2 4 6 8 10 12 14 Velocidad teórica de avance (km/h)
  • 66. Tesis doctoral Estudio óptimos energéticos IVíctor Gil Quirós Metodología y resultados 4 3.5 Media de 143 óptimos = índice cqt Eficiencia (kWh/L) 3 2.5 y = 0.00247x3 - 0.07432x2 + 0.71053x + 0.75115 R² = 0.99126 2 1.5 1 0 2 4 6 8 10 12 14 Velocidad teórica de avance (km/h)
  • 67. Tesis doctoral Estudio óptimos energéticos IIVíctor Gil Quirós Metodología y resultados Eficiencia máxima
  • 68. Tesis doctoral Estudio óptimos energéticos IIIVíctor Gil Quirós Metodología y resultados Eficiencia máxima Hi-Lo
  • 69. Tesis doctoral Estudio óptimos energéticos IVVíctor Gil Quirós Metodología y resultados Eficiencia máxima motor
  • 70. Tesis doctoral Estudio óptimos energéticos VVíctor Gil Quirós Metodología y resultados Eficiencia máxima transmisión
  • 71. Tesis doctoral Estudio óptimos energéticos VIVíctor Gil Quirós Metodología y resultados Eficiencia mínima
  • 72. Tesis doctoralVíctor Gil Quirós Metodología y resultados Desarrollo Desarrollo clasificación clasificación energética energética Desarrollo Estudio Estudio Desarrollo características índices motor características índices motor transmisión ( cjt y ckt) motor ( cg, cj y ck) Datos Eficiencia Modelo energético Eficiencia del motor eficiencia transmisión motor global OCDE potencia máxima Comparación Desarrollo Estudio óptimos óptimo vs global índice energéticos ( cqt, cjt y ckt ) ( cqt)
  • 73. Tesis doctoral Comparación óptimo vs global ( cqt, cjt y ckt ) IVíctor Gil Quirós Metodología y resultados ckt (L/kWh) cqt -1(L/kWh)
  • 74. Tesis doctoral Comparación óptimo vs global ( cqt, cjt y ckt ) IIVíctor Gil Quirós Metodología y resultados cjt (L/kWh) cqt -1(L/kWh)
  • 75. Tesis doctoralVíctor Gil Quirós Conclusiones generales • Es posible clasificar los tractores agrícolas en función de su eficiencia energética • Los ensayos OCDE aportan datos suficientes para el estudio de la eficiencia energética Conclusiones • El índice cjt y la potencia nominal son valores válidos para una clasificación energética de tractores • La carga condiciona el tipo de caja de cambios más eficiente • No existe ninguna forma de estimar el consumo específico medio de un tractor sin ensayos
  • 76. Tesis doctoralVíctor Gil Quirós Eficiencia motor • R2= entre cj y cg, relación alta • Ninguna característica estudiada define el comportamiento energético del tractor Conclusiones • ↑ 80% de potencia nominal las diferencias entre distintos puntos de funcionamiento aumentan con el ↓ de la potencia nominal y ↑ de la eficiencia del motor • R2=0,75 entre cj y ck , relación alta
  • 77. Tesis doctoralVíctor Gil Quirós Eficiencia transmisión • A potencia máxima. ↑↑ bajo carga total y ↓↓ Hi-Lo • CVT ↑↑ eficiencia transmisión + gestión Conclusiones electrónica = ↑↑ eficiencia • Sin diferencias en el óptimo de rendimiento transmisión 5-14 km/h • No considerar la resistencia de rodadura genera diferencias ficticias en ηv • No influye el nº de marchas
  • 78. Tesis doctoralVíctor Gil Quirós Clasificaciones energéticas • Para 181 la mejor clasificación se compone de 7 categorías, con una Conclusiones amplitud del 7%. Para cjt y la potencia nominal • El motor es el factor más influyente
  • 79. Tesis doctoralVíctor Gil Quirós Modelo comportamiento motor • Polinómicas de 3º grado para potencia máxima y zona de actuación del Conclusiones regulador • Válido para cargas parciales • Presenta diferencias “a ralentí”
  • 80. Tesis doctoralVíctor Gil Quirós Modelo energético tractor • El impacto negativo de un motor poco eficiente puede ser suavizado con una transmisión muy eficiente Conclusiones • En cajas de cambio de tipo Hi-Lo la eficiencia en la transmisión a cargas parciales puede ser ↑ que a máxima • La eficiencia energética más o menos constante entre 6 y 14 km/h (velocidad teórica)
  • 81. Tesis doctoralVíctor Gil Quirós Comparación entre índices • Existe una gran afinidad de los índices ckt (R2=0,74) y cjt (R2=0,67) con el índice cqt • Las diferencias existentes entre estos índices se Conclusiones deben a los distintos objetivos de los índices • La afinidad entre estos índices aumenta su validez • El índice ckt es más representativo de la eficiencia energética del tractor que cjt, por el mayor intervalo de régimen representado y su mayor afinidad con el índice cqt
  • 82. Tesis doctoralVíctor Gil Quirós Trabajos futuros • Establecer una metodología de ensayo específica para la eficiencia energética de un tractor y clasificación de un tractor • Estudiar la posibilidad de emplear datos de eficiencia Conclusiones energética de otros ensayos como el establecido en la directiva 97/68/CE de emisiones de carácter obligatorio • Comprobar los coeficientes de rodadura propuestos para las distintas estaciones de ensayo OCDE • Relacionar los datos de campo con los que se obtienen en función de esta tesis a partir de los ensayos OCDE
  • 83. Tesis doctoralVíctor Gil Quirós• Degrell, O. and T. Feuerstein. 2005. DLG PowerMix – ein praxisorientierter Traktorentest “Testzyklen”. Conference Agricultural Engineering VDI-Meg. Tagung Hannover 4-5 novembre 2005• Golverk, A. A. 1995. Diesel engine performance maps under variable loadings. Internal Conmustion Engine Division Spring Technical Conference. ASME. Marietta (OH), abril 1995• Grisso, R.; M. F. Kocher and D. H. Vaughan. 2004. Predicting tractor fuel consumption. Applied Engineering in Agriculture 20(5): 553-561• Gruppo, G.; M. Cutini, C. Altieri y C. Bisaglia. 2005. CVT o Power-Shift? Due transmissioni alla prova. Macchina e Motori Agricoli, nº 11 2005, páginas 105-108• Harris, H. D. 1992. Prediction of tractor engine performance using OCDE standard test data. Journal Bibliografía of Agricultural Engineering Research 53: 181-193• Ressia, J. M.; G. F. Botta y M. E. De Simone. 1996. Consumo de combustible del tractor en relación a las curvas características del motor y a su transmisión. Congreso Argentino de Ingeniería Rural. www.unlu.edu.ar/~maqagro/CADIR_96.pdf (disponible on line). Buenos Aires• Siemens, J.C. and W. W. Bowers. 1999. Machinery management: how to select machinery to fit the real needs of farm managers. Farm Business Management (FMB) series, John Deere Publishing, East Moline, IL• Souza, E. G. de; E. M. Almeida and L. F. Milanez. 1991. Overall efficiency of tractors on concrete. Transactions of the ASAE 34(6): 2333-2339• ASABE Standards 2005. 52ª edition. ASABE. St. Joseph (Michigan)• ISO Standard 15550: Internal Combustión Engines-Determination and method for the measurement of engine power-General requirements, 2002
  • 84. Tesis doctoralVíctor Gil Quirós Publicaciones •Víctor Gil Quirós, Jaime Ortiz-Cañavate, Jacinto Gil Sierra CLASIFICACIÓN ENERGÉTICA DE LOS TRACTORES VENDIDOS EN ESPAÑA. Vida Rural. 15 de septiembre de 2006. •Jacinto Gil Sierra, Jaime Ortiz Cañavate, Víctor Gil Difusión Quirós, Jesús Casanova Kindelán. ENERGY EFFICIENCY IN AGRICULTURAL TRACTORS. A METHODOLOGY FOR THEIR CLASSIFICATION. Applied Engineering in Agriculture (incluida en SCI). 2007
  • 85. Tesis doctoralVíctor Gil Quirós Agradecimientos