Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.

Curso de Gas Natural

951 views

Published on

Curso de Gas Natural dictado por mi profesor Guillermo Lira Cacho, docente de mi alma mater.

Published in: Technology

Curso de Gas Natural

  1. 1. 11 ““El USO DEL GNV”El USO DEL GNV” Ing. Guillermo Lira Cacho, Ph.D. (glira@uni.edu.pe) UNIVERSIDAD NACIONAL DEUNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAINGENIERIA 20112011
  2. 2. 22 Crisis del petróleo + 1. Mundial 2. Mundial sin el Golfo Pérsico 3. Golfo Pérsico 4. EU y Canadá 5. Ex URSS 6. Gran Bretaña y Noruega PRODUCCIÓN ANUAL DE PETROLEO Milesdemillonesdebarriles AÑO Modelo de Hubbert.
  3. 3. 33 Precio delPrecio del PetróleoPetróleo Fuente: OSINERGMIN •Alza creciente y especulativa del precio del petróleo debido a la disminución de las reservas probadas de petróleo. •En julio 2008, se llegó al precio record histórico de US$ 145 el barril. 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 1991 1994 1997 2000 2003 2006 2009 2012 Año Nuevossoles/galón GLP G-97 G-90 G-84 Fuente: www.oilnergy.com
  4. 4. 44 CO2 atmosférico y el Cambio Climático T CO2 * 387 ppm (2008), el más alto nivel en 650 mil años
  5. 5. 55
  6. 6. 66 •Las reservas probadas de gas natural en el mundo son muy grandes (dos veces más grandes que las del petróleo), por lo que un incremento futuro de la demanda no ejercerá mayor impacto en los precios. •Las reservas de Camisea ascendían a 0,311*1012 m3 (11 TPC). En la actualidad, hay 16 TPC, y se anuncia que probablemente haya en total 20 TPC, es decir, gas para 50 ó 60 años (0,14 TPC se han consumido hasta ahora). EstadísticasEstadísticas
  7. 7. 77 Reservas Mundiales de Gas Natural (Total: 151,36 * 1012 m3) Reservas de GN en Sudamérica Bolivia 14% Venezuela 56% Colombia 1% Perú 5% Trinidad y Tobago 6% Argentina 8% Brasil 10%
  8. 8. 88 EFECTO SUSTITUTORIO DEL GN Demanda sin sustitución del GN Demanda con sustitución del GN, en los sectores industrial, residencial-comercial, vehicular y eléctrico
  9. 9. 99 •El gas natural (GN) es un producto incoloro, inodoro, no tóxico y más ligero que el aire. • El GN procede de la descomposición de los sedimentos de materia orgánica atrapada entre estratos rocosos a través de millones de años. • El GN es una mezcla de hidrocarburos ligeros en la que el metano (CH4) es el componente principal, acompañado de otros hidrocarburos y gases cuya concentración depende de la localización del yacimiento. GENERALIDADESGENERALIDADES
  10. 10. 1010 COMPOSICION DEL GAS NATURALCOMPOSICION DEL GAS NATURAL SECOSECO ParámetrosParámetros** ValorValor Composición del GN (% en volumen):Composición del GN (% en volumen): - metano, C- metano, C11 - etano, C- etano, C22 - propano, C- propano, C33 , no más de, no más de - butano, C- butano, C44 , no más de, no más de - pentano, C- pentano, C55 , no más de, no más de - dióxido de carbono, no más- dióxido de carbono, no más dede - oxígeno, no más de- oxígeno, no más de - nitrógeno- nitrógeno -Agua (mg/m-Agua (mg/m33 ,, max.)max.) 88-9588-95 0,05-5,20,05-5,2 1,51,5 1,01,0 0,30,3 0,5-1,80,5-1,8 1,01,0 0,7-2,70,7-2,7 113113 5050 * A 1,013 bar y 15,6 o C
  11. 11. 1111 COMPOSICION DEL GNCOMPOSICION DEL GN SECO (CAMISEA)SECO (CAMISEA) ParámetrosParámetros** ValorValor Composición del GN (% enComposición del GN (% en volumen):volumen): - metano, C- metano, C11 - etano, C- etano, C22 - propano, C- propano, C33 - iso-butano+ n-butano, C- iso-butano+ n-butano, C44 - pentano, C- pentano, C55 - dióxido de carbono- dióxido de carbono - oxígeno- oxígeno - nitrógeno- nitrógeno 88,16688,166 10,28410,284 0,5350,535 0,0250,025 0,0020,002 0,2620,262 0,0000,000 0,7250,725 * a 1,013 bar y 15,6 o C
  12. 12. 1212 El GAS VEHICULAREl GAS VEHICULAR •En el año 2000 habían cerca de 5,5 millones de vehículos a gas en el mundo. Alrededor de 1,5 millón a GNV y el resto a GLP. •En la actualidad, hay más de 10 millones de vehículos a GNV. •En Perú, hay 99.000 (dic. 2007) vehículos a GLP y 117.500 vehículos a GNV. Hay 261 gasocentros de GLP (186 en Lima) y 156 de GNV (ago. 2011)
  13. 13. 1313 El GNV en el MundoEl GNV en el Mundo Argentina es uno de los países líderes del uso del GNV (2do lugar). Brasil es uno de los países con mayor desarrollo en GNV en los últimos años. Italia fue el pionero en el uso del GNV. Estados Unidos es el país con el menor número de vehículos por gasocentro en el mundo. India y Pakistán son los países asiáticos con mayor desarrollo en la industria del GNV. Pakistan es el líder mundial.
  14. 14. 1414Fuentes: http://www.iangv.org ; www.gnv.cl • IANGV : Asociación Internacional de Vehículos a Gas Natural Estadísticas del GNVEstadísticas del GNV
  15. 15. 1515 •En Argentina, se convierten un promedio de 12.600 por mes (22,5% del parque). •En Brasil, se convierten un promedio de 27.500 por mes. •En Perú, se convierten cerca de 2000 autos por mes (en 210 talleres). GNV en el Perú
  16. 16. 1616 0 20000 40000 60000 80000 100000 120000 140000 ene abr jul oct ene abr jul oct ene abr jul oct ene abr jul oct ene abr jul oct ene abr jul 2006 2007 Vehículos convertidos a GNV 2008 2009 2010 2011
  17. 17. 1717 Aplicaciones del GNVAplicaciones del GNV
  18. 18. 1818 SISTEMA DUAL GASOLINA /GNVSISTEMA DUAL GASOLINA /GNV •El funcionamiento de un motor a gas es esencialmente parecido a con gasolina. •El kit de conversión (reductor, válvula de carga, manómetro, electroválvulas, mezclador, etc.) se ubica bajo el capó. Los cilindros de GNV, según el tipo de vehículo, se instalan ya sea en la maletera (automóviles), en la caja de carga o bajo el chasis (pick-ups).
  19. 19. 1919 Ventajas especVentajas específicas del GNVficas del GNV •Aumento de la vida del aceite lubricante en 1,5 – 2,5 veces (de 7.500 a 12.500 km) •Disminución del desgaste de las piezas del grupo pistón-anillos (de 1,5 a 2 veces). •Aumento de la vida útil del motor en 30 – 40% •Menor precio respecto de otros combustibles (de 1/2 a 1/3 el de la gasolina). •Las bujías estándares pueden durar hasta 50% más (30.000km).
  20. 20. 2020 •Disminución del nivel de ruidos en 50-60% (de 6 a 8 dB). •Disminución considerable de la toxicidad y humeado de los GE (hasta 90%). Ventajas especVentajas especííficas delficas del GNVGNV •Se reduce al mínimo la posibilidad de hurto y su adulteración al no poderse transvasar. •No contamina el suelo ni el agua.
  21. 21. 2121 Desventajas deDesventajas dell GNVGNV •Menor autonomía de recorrido que con gasolina (200-250 km con GNV y 450-500 km con gasolina) •La potencia del motor se reduce (de 14 a 20%). •Su transporte y almacenamiento son más complicados. •Una de las mayores desventajas es la cantidad limitada de gasocentros (1/721).
  22. 22. 2222 Emisión de sustancias tóxicasEmisión de sustancias tóxicas •Se emite hasta un 80-90% menos de monóxido de carbono (CO). •La cantidad de hidrocarburos sin quemar (HC) es relativamente pequeña (30-40% menor). •No se emiten compuestos de plomo, dióxido de azufre, hollín (MP), benceno u otros hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAPs) presentes en la gasolina. •Los óxidos de nitrógeno (NOx) son aproximadamente 50-70% menores que con gasolina.
  23. 23. 2323 Comparación de emisiones tóxicasComparación de emisiones tóxicas g/km * HCNM – Hidrocarburos no metánicos GNV
  24. 24. 2424 Emisión de sustancias tóxicasEmisión de sustancias tóxicas •Las emisiones de CO2, por unidad de energía producida (o por km), son inferiores en 20-25% con respecto a las de motores de gasolina. •Si bien los vehículos a gas natural sí emiten metano (gas de efecto invernadero), cualquier pequeño aumento en CH4 (por fugas) estará más que compensado con la reducción sustancial de las emisiones de CO2 en comparación con otros combustibles.
  25. 25. 2525 Propiedades físico-Propiedades físico- químicasquímicas
  26. 26. 2626 Parámetro Gasolina GNV Densidad, kg/L (kg/mDensidad, kg/L (kg/m33 )) 0,72-0,770,72-0,77 0,680,68 0,4150,415**** Densidad relativaDensidad relativa 3,93,9** 0,56-0,600,56-0,60 Temperatura de ebullición, °CTemperatura de ebullición, °C 35-19535-195 -162-162 Relación estequiométrica, kg/kgRelación estequiométrica, kg/kg 14,7-14,814,7-14,8 16,8-17,416,8-17,4 Relación estequiométrica, mRelación estequiométrica, m33 /m/m33 56,6 (0,018)56,6 (0,018) 9,6-10,2 (0,101)9,6-10,2 (0,101) Poder calorífico, MJ/kgPoder calorífico, MJ/kg 42,7-43,542,7-43,5 48,9-50,148,9-50,1 Poder calorífico, MJ/L (MJ/mPoder calorífico, MJ/L (MJ/m33 )) 32,0—32,632,0—32,6 (212,85)(212,85)** (33,3-34,1)(33,3-34,1) 20,920,9**** Poder calorífico. por mPoder calorífico. por m33 de mezcla,de mezcla, MJ/mMJ/m33 3,53,5 3,13,1 ⋅ * En estado vapor; ** En estado líquido Propiedades del GNVPropiedades del GNV
  27. 27. 2727 Parámetro Gasolin a GNV Temperatura de autoencendido,Temperatura de autoencendido, °C°C 300-400300-400 650-700650-700 Límites de inflamabilidad, % enLímites de inflamabilidad, % en vol.vol. 1,5-8,01,5-8,0 5,0-15,05,0-15,0 Temperatura de flamaTemperatura de flama adiabática,ºCadiabática,ºC 2.1232.123 2.0902.090 Número de octanoNúmero de octano 84-9784-97 115-130115-130 Condiciones de almacenamientoCondiciones de almacenamiento Atmosf.Atmosf. 20-25 MPa20-25 MPa (-162°C)(-162°C) Propiedades del GNVPropiedades del GNV (continuación)(continuación)
  28. 28. 2828 ANALISIS DE LASANALISIS DE LAS PROPIEDADES DEL GNVPROPIEDADES DEL GNV
  29. 29. 2929 Combustión EstequiométricaCombustión Estequiométrica 22222 ) 4 (76,3 2 )76,3() 4 ( N m nOH m nCONO m nHC mn ⋅+++→+⋅++ m)(12n 28)3,76m/4)(32(n + ⋅++ =lo 1 76,4)4/( ⋅+ = mn Lo CombustiblCombustibl ee nn mm lo(kg/kg)lo(kg/kg) Lo(mLo(m33 /m/m33 )) 1/Lo(%)1/Lo(%) GasolinaGasolina 88 1616 14,714,7 57,1257,12 1,71,7 PropanoPropano 33 88 15,615,6 23,823,8 4,24,2 MetanoMetano 11 44 17,217,2 9,529,52 10,510,5
  30. 30. 3030 0 1.7 4 9.5 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Diesel Gasolina GLP GNV % Eficiencia VolumétricaEficiencia Volumétrica En los motores que funcionan con gas, se reduce la admisión de aire . 100 120 )( ⋅       + = •• n V VV H ga vη
  31. 31. 3131 •El poder calorífico por unidad de volumen (en MJ/m3 para los combustibles gaseosos) o masa (en MJ/kg para los combustibles líquidos) es el parámetro energético más importante de un combustible. •Sin embargo, en el proceso de combustión en un MCI, es más importante el poder calorífico por m3 de mezcla aspirada (aire + vapor) por el motor: o u u L H h + ⋅ = 1 1 Donde: Lo – es la cantidad estequiométrica de aire, m3 / m3 Hu – es el poder calorífico inferior del combustible, MJ / m3 Poder Calorífico
  32. 32. 3232 Comparación del poder calorífico por unidadComparación del poder calorífico por unidad de volumen de mezcla aspirado por el motorde volumen de mezcla aspirado por el motor Volumen total: 1 m3 Hu=212,85 MJ/m3 Gasolina: 1,7% en vol. 17 L (3,7MJ) Volumen total: 1 m3 Hu=33,7 MJ/m3 GNV: 9,2% en vol. 92 L (3,1MJ) 16% menor GNV
  33. 33. 3333 Humz,GNC/Humz,gasol=Huv, GNV/(1+L0,GNV)/ Huv, gasol/(1+L0,gasol) Humz,GNC/Humz,gasol=(33,7/10,9)/(212,9/57,6) =3,1/3,7=0,84 Relación de poderes caloríficos por unidadRelación de poderes caloríficos por unidad de volumen de mezcla (para la relaciónde volumen de mezcla (para la relación estequiométrica)estequiométrica) 16% menor
  34. 34. 3434 Cálculo de la relación deCálculo de la relación de potenciaspotencias         ≈ gasolmz GNVmz gasol GNV Hu Hu Ne Ne , , 84,0≈ gasol GNV Ne Ne 120 n VHuNe Hevmz ⋅⋅⋅⋅= ηη
  35. 35. 3535 •Al no estar el motor de un vehículo a gasolina diseñado específicamente para funcionar con GNV (o cualquier otro combustible gaseoso) se produce una disminución en la potencia, de 14 a 20%. • Esto es casi imperceptible a bajas cargas, siempre y cuando el vehículo se encuentre en buen estado técnico y que el equipo de conversión sea el adecuado para el motor. Pérdida de PotenciaPérdida de Potencia
  36. 36. 3636 WGNV=Wgasol GNVQGNV= gasolQgasol GNVHuGNVVGNV= gasolHu L,gasolVgasol VGNV/Vgasol=( gasol / GNV)*(HuL,gasol/HuGNV) Volúmenes consumidos (a 1 bar deVolúmenes consumidos (a 1 bar de presión y a igualdad de recorrido)presión y a igualdad de recorrido) VGNV/Vgasol=(1/1)*(32,3/33,7)=0,96Nm3 /L< >1,04L/m3 η η η η η η
  37. 37. 3737 La equivalencia entre la gasolina y el GNV es aproximadamente 1 m3 de GNV* (que es la unidad en la que se comercializa este producto) igual a 1,04-1,10L de gasolina. Para fines prácticos se puede considerar la equivalencia: 1 Nm1 Nm33 de GNV = 1 L de gasolina.de GNV = 1 L de gasolina. Equivalencia de los volúmenesEquivalencia de los volúmenes consumidos ( a igualdad de recorrido)consumidos ( a igualdad de recorrido) * a 1,013 bar de presión y 20ºC.
  38. 38. 3838 Coeficiente de compresibilidadCoeficiente de compresibilidad mRT pV Z = •El coeficiente de compresibilidad se toma en cuenta cuando se requiere determinar la cantidad real del gas a presiones por encima de 20 kg /cm2 . •Cuando Z<1, la masa real es mayor que la que se obtiene a través de la ecuación de los gases ideales . •Para el metano, a p=200kg/cm2 , Z 0,83 Z 1,3 1,2 1,1 1,0 0,9 0,8 0 100 200 300 p, kg / cm2 Coeficiente de compresibilidad en función de la presión ( p) para diferentes gases a una temperatura de 0 –10 o C. 1 – Hidrógeno; 2 – nitrógeno; 3 – dióxido de carbono; 4 – oxígeno; 5 - metano ≈
  39. 39. 3939 ALMACENAMIENTO DE GNVALMACENAMIENTO DE GNV 2 0 0 2 0 2 02 p p Z Z V V mm ⋅=⇒= [ ] ( ) barGNVdeLgasolinadeL gasolinadeLGNVdeNmcomo baraLV LV 200@98,31 04,11: 20015,4 1000 200 1 1 83,0 3 2 2 ≈ ≈ = ⋅⋅=•Z0=1 •Z2=0,83 •p0=1 bar •p2=200 bar •V0=1m3 =1000L
  40. 40. 4040 ALMACENAMIENTO DE GNV Y DENSIDADALMACENAMIENTO DE GNV Y DENSIDAD VOLUMÉTRICA DE ENERGÍAVOLUMÉTRICA DE ENERGÍA •Para fines prácticos, la densidad volumétrica de energía del GNV (a 200 bar de presión) es aproximadamente ¼ de la gasolina (1/3,85 a 1/4,00). VTANQUE, GNV 4 VTANQUE, GASOLINA≈
  41. 41. 4141 Temperatura de auto encendidoTemperatura de auto encendido •Es la temperatura bajo la cual el combustible con el oxidante, en una mezcla homogénea, empieza por si solo a arder, sin la necesidad de una chispa. •La temperatura de auto encendido depende del coeficiente de exceso de aire (composición de la mezcla) Temperatura de auto encendido en función del coeficiente de exceso de aire: 1–metano; 2–etano; 3– propano; 4–butano; 5– hidrógeno •La temperatura de auto encendido de los combustibles 2, 3 y 4, disminuye a medida que se enriquece la mezcla. La excepción es el metano y hidrógeno. 0 / L r CA =λ
  42. 42. 4242  El GNV se inflama en la cámara deEl GNV se inflama en la cámara de combustión del motor a la temperatura decombustión del motor a la temperatura de 650-700650-700oo C, magnitud que es mayor que laC, magnitud que es mayor que la temperatura de inflamación de la gasolinatemperatura de inflamación de la gasolina (300 a 400ºC). Esto dificulta el arranque en(300 a 400ºC). Esto dificulta el arranque en frío del motor, particularmente cuando lafrío del motor, particularmente cuando la temperatura del medio ambiente es baja.temperatura del medio ambiente es baja. Temperatura de auto encendidoTemperatura de auto encendido
  43. 43. 4343 Poder antidetonante de los combustibles gaseosos •El GNV poseen mayor resistencia a la detonación durante la combustión. •Esta propiedad permite fabricar motores de encendido por chispa para funcionar sólo con gas (dedicados), pero con mayores índices de potencia y economía, debido a la mayor relación de compresión que tienen.
  44. 44. 4444 PMI PMS Vh Vc c ch V VV + =ε Relación de Compresión del MotorRelación de Compresión del Motor
  45. 45. 4545 ε tη Eficiencia en función de la relaciónEficiencia en función de la relación de compresiónde compresión
  46. 46. 4646 DETONACIÓN Y FRENTE DE LLAMADETONACIÓN Y FRENTE DE LLAMA T
  47. 47. 4747 OCTANAJE Y RELACIÓN DE COMPRESIÓNOCTANAJE Y RELACIÓN DE COMPRESIÓN • El mayor octanaje del GNV, permite tener una relación de compresión mayor que la que podría tener usando gasolina. • Un motor E.CH., dedicado a GNV, puede llegar a tener una relación de compresión de 12/1 a 14/1. • Por ejemplo, la relación de compresión del motor Honda Civic (1,6 L): Con gasolina 9,4:1 Con GNV: 12,5:1
  48. 48. 4848  Presión crítica (Presión crítica (PcPc) de 4,61 MPa) de 4,61 MPa  Temperatura crítica (Temperatura crítica (TcTc) de 190,6 K (-83ºC)) de 190,6 K (-83ºC)  Densidad crítica: 0,162 kg/LDensidad crítica: 0,162 kg/L To Punto crítico del MetanoPunto crítico del Metano Po
  49. 49. 4949 VELOCIDAD DEL FRENTE DE LLAMAVELOCIDAD DEL FRENTE DE LLAMA • Con GNV, la velocidad del frente de llama es notoriamente menor que con gasolina. •Con GNV, la velocidad de propagación de la llama (turbulenta) es aproximadamente 3 a 5 m/s, mientras con gasolina es 20 a 25 m/s (5 a 6 veces menor). •Esto provoca que la combustión sea más lenta y dure más, y a pesar que la temperatura con GNV sea menor (1.920ºC) que con gasolina (2.200-2.500ºC), el mayor tiempo de contacto produce el recalentamiento de algunas piezas del motor. Por otro lado, esto permite una significativa reducción del ruido del motor .
  50. 50. 5050 •A esto hay que agregar que el GNV no se evapora y, por lo tanto, no hay enfriamiento de estas piezas. •Se recomienda aumentar la luz de las válvulas para disminuir el desgaste y el consumo de aceite. •En motores nuevos se utilizan válvulas y asientos con aleaciones especiales resistentes a la temperatura (en base a níquel, con agregados de cromo, cobalto y tungsteno). •También se emplean superaleaciones de níquel, válvulas huecas refrigeradas con sodio, y válvulas sinterizadas. VELOCIDAD DEL FRENTE DE LLAMAVELOCIDAD DEL FRENTE DE LLAMA
  51. 51. 5151 EFECTO DEL ADELANTOEFECTO DEL ADELANTO DEL ENCENDIDO CON GNVDEL ENCENDIDO CON GNV
  52. 52. 5252 ASPECTOS DE SEGURIDADASPECTOS DE SEGURIDAD •Existen dos razones fundamentales para el excelente récord de seguridad de los vehículos a GNV: la integridad estructural del sistema de combustible de los vehículos a GNV y las propiedades del gas natural como combustible (baja densidad relativa, alta temperatura de autoinflamación, límites de inflamabilidad más altos). •En términos generales, después del petróleo diesel, el gas natural es calificado como un excelente combustible en materia de seguridad.
  53. 53. 5353 ASPECTOS DE SEGURIDADASPECTOS DE SEGURIDAD • El gas natural es mucho más liviano que el aire (densidad relativa=0,63), por lo que se dispersa rápidamente en caso de fuga o accidente. • El gas natural requiere una mayor concentración (3 veces mayor) en el aire y una temperatura de ignición más alta que la gasolina para que se autoencienda. • Los cilindros de almacenamiento para GNV son mucho más resistentes que los tanques de gasolina.
  54. 54. 5454 ASPECTOS DE SEGURIDADASPECTOS DE SEGURIDAD Además de la seguridad de los tanques, el sistema de conversión cuenta con: •Tuberías de muy alta resistencia. •Válvula de exceso de flujo. •Válvulas de alivio y retención. •Electroválvulas de control de combustibles. •Válvula manual de emergencia. •Revisiones constantes y certificación de seguridad.
  55. 55. 5555 Se estima que el costo, en nuestro medio, está entre US$ 1.400 a 1.600 para un automóvil a gasolina, dependiendo del modelo y de la capacidad del tanque de GNV a instalarse. COSTO DEL KIT DECOSTO DEL KIT DE CONVERSIONCONVERSION
  56. 56. 5656 •A los precios actuales, en nuestro medio, a igualdad de potencia y recorrido, el GNV cuesta 65% menos que la gasolina de 90 octanos, 37% menos que el diesel D-2 y 36% menos que el GLP. •Además, el usuario ahorraría más ya que el motor extenderá su vida útil, requiriendo menos gastos de mantenimiento por un alargamiento del periodo de cambio de aceite lubricante, de las bujías de encendido, filtros y de la necesidad de afinamiento. COSTO DEL COMBUSTIBLECOSTO DEL COMBUSTIBLE
  57. 57. 5757 Comb Cantid.* Costo Unitario Costo, soles Ahorro1 % Ahorro2 % GNVGNV 8,8m8,8m33 1,39sol/m1,39sol/m33 12,2312,23 64,564,5 61,661,6 GLPGLP 12,9L12,9L 1,49sol/L1,49sol/L 19,2219,22 44,244,2 39,739,7 D-2**D-2** 1,5gal1,5gal 12,97sol/gal12,97sol/gal 19,4619,46 43,543,5 39,039,0 G-84G-84 2,5gal2,5gal 12,76sol/gal12,76sol/gal 31,8831,88 7,47,4 00 G-90G-90 2,5gal2,5gal 13.77sol/gal13.77sol/gal 34.4334.43 00 ------ ** Cantidad requerida para recorrer 100 km, en ciudadCantidad requerida para recorrer 100 km, en ciudad **** Motor Diesel de la misma potencia nominal y recorridoMotor Diesel de la misma potencia nominal y recorrido 11 Ahorro, con respecto a G-90Ahorro, con respecto a G-90 22 Ahorro, con respecto a G-84Ahorro, con respecto a G-84 AHORRO EN UN AUTOMOVIL (ago. 2011)
  58. 58. 5858 Economía de la conversión a GNVEconomía de la conversión a GNV El tiempo de recuperación de la inversión depende de los siguientes factores: •El recorrido medio anual o su equivalente diario. •El rendimiento medio de la unidad (en kilómetros por galón o litro). •El precio relativo de venta GNV/gasolina.
  59. 59. 5959 )1( r R PL Ahorro gasol −⋅ ⋅ = Donde: L=Recorrido diario R=Kilometraje por galón Pgasol=Precio del galón de gasolina r=Relación de precios GNV/gasolina
  60. 60. 6060 Economía de la conversión a GNVEconomía de la conversión a GNV •Kilometraje por año (150 km/día) 46.800 •Kilómetros por galón 40 •Precio por galón del GNV eq. (en S/.) 5,42 •Precio por galón de gasolina de 90 13,77 •Ahorro por mes (US$) : 335 •Costo del kit de conversión (US$) 1.400 •Con 1,0% de interés mensual , el kit se
  61. 61. 6161 Interés: i=1,0% (mensual) Precio: P=1.400 US$ Ahorro: 11,2 US$/día Mensualidad: c=335 US$ Cambio: 2,8 soles/US$ n i iP c − +− ⋅ = )1(1 n = 4,3 meses (19.500 km) Ago-2011
  62. 62. 6262 Sistemas deSistemas de alimentación de GNValimentación de GNV
  63. 63. 6363 Cilindro de GNV Conmutador GNV/gasolina Reductor de presión Mezclador Válvula de carga de GNV Variador de avance del encendido
  64. 64. 6464 Sistema de conversión a GNV-Sistema de conversión a GNV- Componentes principalesComponentes principales Cilindro de GNV Válvula del cilindro Pico de carga interno Válvula de recarga Manómetro Reductor de Presión de GNV Línea de alta presión Mezclador Conmutador Electroválvula de gas Electroválvula de gasolina Línea de baja presión Tanque de gasolina Carburador GNV
  65. 65. 6565 Mezcla al motor aire Válvula de cilindro Manómetro Reductor con electroválvula Tornillo de Regulación de alta Mezclador Válvula de carga Electroválvula de GNV
  66. 66. 6666 Sistema dual GNV/gasolina paraSistema dual GNV/gasolina para motor con carburadormotor con carburador Electroválvula de GNV
  67. 67. 6767 Kit de Conversión a GNVKit de Conversión a GNV
  68. 68. 6868 CILINDRO Válvula de carga Manómetro Electroválvula de GNV Reductor de presión Conmutador Emulador de inyectores Motor Inyector Válvula de mariposa Filtro Mezclado r SISTEMA DE CONVERSION A GNV DE 2da GENERACION UEC (Sist. a gasolina) Tornillo de regulación de alta Electroválvula de corte Válvula del cilindro
  69. 69. 6969 Sistema dual GNV/gasolina para motor conSistema dual GNV/gasolina para motor con mezclador e inyectores de gasolina (2-G)mezclador e inyectores de gasolina (2-G) MANÓMETRO Electroválvula de GNV
  70. 70. 7070 CILINDRO Válvula de carga Manómetro Electroválvula de GNV Reductor de presión Actuador- dosificador U.E.C. Conmutador Simulador de inyectores Motor Inyector Válvula de mariposa Sensor lambda Filtro Mezclado r SISTEMA DE CONVERSION A GNV DE 3RA Electroválvula de corte UEC (Sist. a gasol) Válvula del cilindro
  71. 71. 7171 Sistema dual GNV/gasolina con mezclador,Sistema dual GNV/gasolina con mezclador, inyectores de gasolina y convertidor catalítico (3-G)inyectores de gasolina y convertidor catalítico (3-G) Manómetro ELECTROVÁLVULA DE GNV
  72. 72. 7272 CILINDRO Válvula de carga Manómetro Electroválvula de GNV Reductor de presión Dosificador U.E.C. Conmutador Simulador de inyectores Motor Inyectores de gasolina Sensor lambda Filtro Distribuidor SISTEMA DE CONVERSION A GNV DE CUARTA Compuert a Electroválvula de corte UEC (Sist. a gasol) Válvula del cilindro
  73. 73. 7373 Sistema dual GNV/gasolina para motor con inyectoresSistema dual GNV/gasolina para motor con inyectores de gas y gasolina (4-G)de gas y gasolina (4-G)
  74. 74. 7474 Tanque Válvula de Cilindro UEC Riel de inyectores Filtro Sensor de presiones Conmutador Escáner Reductor Válvula de recarga Sonda Lambda Motor SISTEMA DE QUINTA GENERACION Manómetro Control lambda Sensor MAP
  75. 75. 7575
  76. 76. 7676 Sensor de temperatura Filtro de gas Regulado r UEC Conmutador SISTEMA DE QUINTA GENERACION Riel de inyectores
  77. 77. 7777 SISTEMA DE QUINTA GENERACION Riel de inyectores Filtro de GNV Reductor UEC Variador de avance
  78. 78. 7878 Componentes de losComponentes de los SistemasSistemas
  79. 79. 7979 Abastecimiento deAbastecimiento de GNVGNV• Es posible efectuar un "llenado rápido" de un vehículo en 3 - 6 minutos empleando gas comprimido almacenado en una batería de tanques de GNV. • O llenar el tanque del vehículo durante la noche usando un sistema de "llenado lento" que tarda alrededor de 4 a 6 horas. •Muchas estaciones de llenado de flotas privadas, como una forma de optimizar sus inversiones, usan una combinación de llenado rápido y lento.
  80. 80. 8080 Abastecimiento deAbastecimiento de GNVGNV
  81. 81. 8181 Abastecimiento deAbastecimiento de GNVGNV
  82. 82. 8282 Válvula de cargaVálvula de carga externa (opcional)externa (opcional)
  83. 83. 8383 Válvula de carga externaVálvula de carga externa •Se instala ésta opcionalmente (además de la válvula de carga interna) cuando las características del vehículo lo permiten. •Tiene como finalidad evitar abrir el capó del vehículo con cada recarga.
  84. 84. 8484 TANQUES DE GNVTANQUES DE GNV
  85. 85. 8585 El tanque de almacenamiento de GNV para vehículos es construido sin cordones de soldadura (una sola pieza) evitando así puntos de concentración de esfuerzos. Mide 6,5-9,5 mm de espesor en sus paredes laterales y un poco más grueso en las bases. GENERALIDADESGENERALIDADES
  86. 86. 8686 TANQUE DE GNV CON VALVULATANQUE DE GNV CON VALVULA
  87. 87. 8787 Ubicación de los Tanques de GNVUbicación de los Tanques de GNV en automóvilesen automóviles
  88. 88. 8888 Ubicación de los Tanques de GNVUbicación de los Tanques de GNV en camionetas y omnibusesen camionetas y omnibuses
  89. 89. 8989 Sujeción de los tanques de GNV enSujeción de los tanques de GNV en automóviles (armazón, cuna)automóviles (armazón, cuna)
  90. 90. 9090 Tuberías de Ventilación Al reductor A la toma de carga externa, a otro tanque o al exterior
  91. 91. 9191 Tuberías de Ventilación Al motor A la toma deA la toma de carga externacarga externa o al exterioro al exterior Tanque
  92. 92. 9292 Tuberías de Ventilación Viento
  93. 93. 9393 Tanques de GNV de uso vehicularTanques de GNV de uso vehicular • Los tanques (cilindros) se diseñan según la Norma Técnica Peruana NTP 111.013-2004. •Los cilindros para GNV están diseñados para almacenar gas natural comprimido a temperaturas (del gas) desde -40 hasta +65 o C, con una presión máxima de 260 bar. La presión de trabajo es 200 bar a 15,6ºC. •Se estima que pueden ser llenados hasta 1000 veces por año (como referencia).
  94. 94. 9494 •Se fabrican de tubos de acero (sin costura) o de materiales compuestos, con fondos semiesféricos. En la garganta del tanque tiene una rosca para instalar en ella una válvula. •El acero empleado es aleado, el cual se somete a tratamiento térmico de templado y revenido. •El tratamiento térmico asegura una estructura cristalina homogénea del metal y una eventual destrucción sin esquirlas. Tanques de GNV de uso vehicularTanques de GNV de uso vehicular
  95. 95. 9595 •El acero aleado debe contener cromo, níquel y molibdeno. •Para disminuir la masa de los tanques se emplean materiales compuestos. •Los tanques para GNV suelen tener una capacidad desde 25 hasta 100 litros (de 6 a 24 Nm3 , respectivamente). •El peso de los tanques de GNV varía dependiendo de su volumen y el material empleado en su fabricación. Tanques de GNV de uso vehicularTanques de GNV de uso vehicular
  96. 96. 9696 1– Recepción de Materias Primas 2- Corte 3- Flow Forming 4- Corte 5– Horno de Inducción 6– Rolado de Fondo 7– Horno de Inducción 8– Rolado de Ojiva y Cuello 9- Rosca 10– Tratamiento térmico 11– Peso y Dureza 12- Ultrasonido 13– Fugas 14– Ensayo Hidráulico 15- Marcado 16- Limpieza 17– Pintura y Control Final 18– Pallets y Patio de Productos PROCESO DE FABRICACION Y PRUEBASPROCESO DE FABRICACION Y PRUEBAS DE TANQUES DE GNVDE TANQUES DE GNV
  97. 97. 9797 FABRICACION DE TANQUES DEFABRICACION DE TANQUES DE GNVGNV
  98. 98. 9898 Tipos de Tanques para GNVTipos de Tanques para GNV a– GNV 1; b– GNV 2; c– GNV 3; d– GNV 4
  99. 99. 9999 Tipos de Tanques para GNVTipos de Tanques para GNV GNV 1GNV 1 Todo de metal (acero aleado oTodo de metal (acero aleado o aluminio)aluminio) GNV 2GNV 2 Compuestos, alma metálicaCompuestos, alma metálica (interior), envueltos lateralmente(interior), envueltos lateralmente (pared) con fibra de carbono(pared) con fibra de carbono GNV 3GNV 3 Compuestos, alma metálica,Compuestos, alma metálica, envueltos totalmente con fibra deenvueltos totalmente con fibra de carbonocarbono GNV 4GNV 4 Compuestos, alma plástica (resina),Compuestos, alma plástica (resina), envueltos totalmente con fibra deenvueltos totalmente con fibra de carbonocarbono
  100. 100. 100100 Tipo de tanque Volumen L Acero aleado (tipo 1)Acero aleado (tipo 1) 25-8025-80 1,0-1,251,0-1,25 Metálico-plásticosMetálico-plásticos (tipos 2,3)(tipos 2,3) 35-10035-100 0,61-0,700,61-0,70 MaterialesMateriales compuestos (tipo 4)compuestos (tipo 4) 85-12085-120 0,57-0,870,57-0,87 Tanques de GNV de uso vehicularTanques de GNV de uso vehicular Volumen Peso
  101. 101. 101101 Los tanques de GNV ocupan aproximadamente un 30% del espacio de la maletera. Este volumen dependerá del volumen del tanque, el cual varía según la autonomía que se requiera, y de la amplitud de la maletera. Volumen ocupado por los tanquesVolumen ocupado por los tanques de GNVde GNV
  102. 102. 102102 VolumenVolumen (L)(L) DiámetroDiámetro (mm)(mm) LongitudLongitud (mm)(mm) PesoPeso (kg)(kg) EquivalenciaEquivalencia (L gasolina)(L gasolina) 2525 219219 780780 3232 6,56,5 2828 230230 850850 3232 88 3030 244244 850850 3838 88 3838 244244 980980 4848 10,510,5 4747 340340 720720 5555 1414 5050 323323 800800 5858 1414 6060 356356 800800 6565 1616 Tanques de GNV (acero aleado)Tanques de GNV (acero aleado)
  103. 103. 103103
  104. 104. 104104 VolumenVolumen (litros)(litros) PresióPresió nn (bar)(bar) DiámetroDiámetro (mm)(mm) LongitudLongitud (mm)(mm) PesoPeso ((kgkg)) CapacidaCapacida dd (m(m33 ,, a 1a 1 bar)bar) Equiv.Equiv. (litros(litros dede gasol.)gasol.) 18,418,4 248,3248,3 203203 813813 17,617,6 5,415,41 6,16,1 23,523,5 248,3248,3 203203 10161016 21,521,5 6,946,94 7,67,6 36,336,3 248,3248,3 254254 10161016 33,633,6 10,7010,70 11,411,4 45,045,0 248,3248,3 254254 13181318 44,544,5 13,2513,25 14,814,8 Tanques de AluminioTanques de Aluminio
  105. 105. 105105 Cilindros de acero y aluminio Relación peso/volumen vs. Volumen 0.9 0.95 1 1.05 1.1 1.15 1.2 1.25 1.3 15 30 45 60 Volumen, L Peso/Volumen Aluminio Acero
  106. 106. 106106 LDA SAVW paredes paredesaceroparedesacerobalón ⋅⋅≈ ⋅⋅=⋅= π ρρ Masa (aproximada) de los tanquesMasa (aproximada) de los tanques mSyDL mkgacero → = , /870.7 3 ρ LD2 0253,0 π acerobalón DLSW ρπ≈
  107. 107. 107107 Cálculo de un Tanque deCálculo de un Tanque de GNVGNV El espesor mínimo admisible de la pared del tanque se calcula con la fórmula: D p Dp S t s R t ∝       + = ϕ σ 2 min Donde pt – es la presión de trabajo del tanque, MPa; es el coeficiente de seguridad de resistencia a la rotura. El acero aleado tiene un esfuerzo de rotura, σR = 950-1.000 MPa (9.500-10.000 kg/cm2 ) . Como S/D<0,07, se consideran de paredes delgadas. sϕ
  108. 108. 108108 El valor del factor de seguridad (para tanques de acero), con respecto a la resistencia a la rotura de los aceros que se utilizan en la fabricación de estos tanques es: 50,30,3 −=sϕ Factor de SeguridadFactor de Seguridad t R s σ σ ϕ =
  109. 109. 109109 tσ Distribución del esfuerzo tangencial o circunferencial Corte Transversal de un cilindro de pared gruesa. S Dpt t 2 =σ
  110. 110. 110110 R ts p L DV W σ ρ ϕ ⋅⋅ ⋅− ⋅ ≈ − ) 3 1 1( 102 6 R ts p LD W σ ρ ϕ π ⋅⋅≈ 2 2 Cálculo de un Tanque deCálculo de un Tanque de GNVGNV MaterialMaterial kg/Lkg/L MPaMPa AceroAcero 7,97,9 1.0001.000 11 AlAl 2,72,7 400400 0,850,85 FCFC 1,81,8 3.0003.000 0,080,08 ρ Rσ Rσ ρ * W en kg y W/V en kg/L FC: Fibra de carbono
  111. 111. 111111 σ δ Esfuerzo- deformaciónEsfuerzo- deformación Rσ fσ δ fσ Rσ Acero Aluminio
  112. 112. 112112 LA FIBRA DE CARBONO La fibra de carbono es el desarrollo más reciente en el campo de los materiales compuestos. Se obtiene uniendo fibras sintéticas con resinas. Se pueden lograr materiales de baja densidad, muy resistentes y duraderos. Su resistencia es casi 3 veces mayor a la del acero, y su densidad es 4,5 veces menor. Otras propiedades muy apreciables en la fibra de carbono son la resistencia a la corrosión, al fuego, a la actividad química y la baja conductividad eléctrica. Ante variaciones de temperatura conserva su forma.
  113. 113. 113113 Cálculo de la masa del gasCálculo de la masa del gas Datos: Presión=200 bar V=50 litros* (0,050m3 ) Temperatura=20ºC (293 K) R=0,52 kJ/(kg.K) Z=0,83 * Equivale a 12 Nm3 ** El peso del gas es de 12 al 14% del peso total kgV ZRT P VW GNVGNC 9,750158,0 =⋅=⋅      =⋅= ρ LkgGNV /158,0=⇒ ρ
  114. 114. 114114 PRUEBA DE LOS TANQUES DE GNVPRUEBA DE LOS TANQUES DE GNV •Se deben efectuar una verificación anual de los equipos (en el taller) y pruebas certificadas cada 5 años. •Los tanques de almacenamiento de GNV están construidos según normas de seguridad muy rigurosas. Se diseñan para soportar altas presiones, realizando las pruebas de resistencia a 300 bar, cuando la presión máxima de carga es de 200 bar. • La vida máxima de servicio de los tanques de GNV es 20 años.
  115. 115. 115115 PRUEBAS DE LOS TANQUES DE GNVPRUEBAS DE LOS TANQUES DE GNV Durante la fabricación (muestral) •Prueba hidrostática destructiva. •Prueba cíclica con 40.000 cargas y descargas. Durante su utilización •Prueba neumática para fugas a 200 bar. •Prueba hidrostática a 300 bar.
  116. 116. 116116 • Los tanques se desechan en los siguientes casos : -presencia de fisuras, abolladuras, rasguños con una profundidad mayor de 10% del espesor de la pared del tanque. -desgaste de las superficies roscadas. -aumento de su volumen en más de 1,5% -disminución de su masa en más de 7,5% PRUEBA DE LOS TANQUES DE GNVPRUEBA DE LOS TANQUES DE GNV
  117. 117. 117117 PRUEBAS DE LOS TANQUES DE GNV Pruebas de resistencia y confiabilidad.- Las normas establecen dos tipos de pruebas: . Prueba neumática ( con aire ) . Prueba hidrostática ( con agua )
  118. 118. 118118 Prueba neumática (fugas):Prueba neumática (fugas): • Se prepara al tanque con su válvula. • Se llena el tanque con aire a la presión de 200 bar y se introduce en un recipiente con agua durante 1- 2 minutos. • Se observa, durante este tiempo, si aparecen burbujas de aire. En caso de aparición de burbujas, esta prueba deberá repetirse. Si no desaparecen las burbujas, entonces se descarta el tanque. Prueba hidrostática:Prueba hidrostática: •El tanque se llena con agua a una presión de 300 bar, manteniéndose dicha presión 1 minuto. •Luego se reduce la presión hasta el valor de la presión de trabajo y se observa si hay humedecimiento.
  119. 119. 119119 VERIFICACION POR ULTRASONIDO ENSAYO DE FUGAS PRUEBA DE ROTURA DE CILINDROS PRUEBA HIDROSTATICA DEL CILINDRO PRUEBA DE LOS TANQUES DE GNVPRUEBA DE LOS TANQUES DE GNV
  120. 120. 120120 Válvula de TanqueVálvula de Tanque
  121. 121. 121121 TANQUE DE GNV CON VALVULATANQUE DE GNV CON VALVULA
  122. 122. 122122 TANQUE y VALVULASTANQUE y VALVULAS
  123. 123. 123123 Válvula de TanqueVálvula de Tanque
  124. 124. 124124 VÁLVULA DE TANQUEVÁLVULA DE TANQUE •Esta válvula va instalada en el tanque (mediante una rosca), y está en posición normalmente abierta. •Es una válvula de cierre manual, con cuerpo de bronce forjado, diseñada para trabajar con una presión de 200 bar, con llave de maniobra de ¼ de vuelta. •Su función es cortar el flujo de gas en caso de funcionamiento defectuoso (fugas) o de mantenimiento.
  125. 125. 125125 VÁLVULA DE TANQUEVÁLVULA DE TANQUE •Posee una válvula de alivio por sobrepresión (disco de estallido), a 340 bar combinada con un tapón fusible de alta temperatura (100 ….4ºC). Además, cuenta con una válvula de exceso de flujo en caso de desconexión o rotura de la línea de alta presión. •En los vehículos con válvula de carga externa, la tubería de alta presión se conecta a la segunda salida que posee la válvula del tanque. ± ± ± 34 0 − +
  126. 126. 126126 0=∆P 0>∆P 00lim >>−=∆ PPP a Válvula de Exceso de FlujoVálvula de Exceso de Flujo
  127. 127. 127127 Válvula de cargaVálvula de carga
  128. 128. 128128 Válvula de CargaVálvula de Carga
  129. 129. 129129 Válvulas de CargaVálvulas de Carga
  130. 130. 130130 Ubicación de la Válvula de CargaUbicación de la Válvula de Carga
  131. 131. 131131 VÁLVULA DE CARGAVÁLVULA DE CARGA 1- cubierta de protección; 2-racor de abastecimiento; 3 – canal anular; 4 – válvula de retención (check); 5- anillo de hermetización; 6-muelle; 7- cuerpo de la válvula; 8-elemento de contención; 9-terminal de la manguera de abastecimiento; 10 y 12- anillos de hermetización; 11-canal de circulación del gas.
  132. 132. 132132 Válvula de CargaVálvula de Carga • Permite el reabastecimiento del GNV y se ubica en el habitáculo del motor. Tiene la función de cerrar el flujo al reductor mientras se realiza la carga de GNV. •Es una válvula de cierre manual con cuerpo de bronce forjado, diseñado para trabajar con una presión de 200 bar, con llave de maniobra de ¼ de vuelta. •La conexión de admisión para la carga de cilindros debe ser diseñada con un tapón que impida la entrada de polvo o líquido.
  133. 133. 133133 Válvula de CargaVálvula de Carga •Posee una válvula de retención que permite el paso del gas a los cilindros durante el llenado. •Cuando no hay manguera conectada (del surtidor), la válvula de retención cierra la salida del gas a la atmósfera. •Al conectarse la manguera, se presiona y se abre la válvula de retención y el gas fluye al cilindro por diferencia de presiones. Posee un despresurizador. •Junto con ella se instala (alternativamente) el manómetro del circuito de gas a alta presión.
  134. 134. 134134 Válvula de CargaVálvula de Carga •Debe quedar instalada de forma segura, teniendo en cuenta su función. •Se localiza sobre uno de los laterales del capot del motor, lo más alto posible y debe ser totalmente accesible para facilitar el reabastecimiento. •Se debe instalar cerca al regulador de presión (a no más de 60 cm de distancia). •Se instala aun en los casos donde exista una válvula de carga externa.
  135. 135. 135135 Manómetro y SensorManómetro y Sensor de presiónde presión
  136. 136. 136136 ManómetrosManómetros
  137. 137. 137137 Manómetros y SensoresManómetros y Sensores
  138. 138. 138138 •El manómetro se instala junto o cerca a la válvula de carga o a la entrada del reductor. Se lo debe instalar de tal modo que su lectura sea fácil y cómoda, principalmente durante la operación de carga (abastecimiento). •También tiene un dispositivo electrónico (potenciómetro) que permiten medir la cantidad de gas (presión) y transformarla en una señal eléctrica compatible con el conmutador. Manómetros yManómetros y Sensores de PresiónSensores de Presión
  139. 139. 139139 •La masa de GNV en el tanque es aproximadamente proporcional a la medida del manómetro. Sólo después de haberse consumido más del 95% de su capacidad, la presión disminuye rápidamente. •Cuando la presión en el cilindro desciende a 4 bar, la masa que queda en el cilindro es aproximadamente 2%, y ésta se considera prácticamente inutilizable. Medición de la Reserva de Gas
  140. 140. 140140 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Palim/Palim(t=0) vs t t [s] Palim/Palim(t=0)x100% n = 5250 rpm ψ= 85º Variación de la presión en el tanqueVariación de la presión en el tanque en función del tiempoen función del tiempo
  141. 141. 141141 ELECTROVÁLVULAS YELECTROVÁLVULAS Y FILTROSFILTROS
  142. 142. 142142 ElectroválvulasElectroválvulas • Son accionadas eléctricamente. • Cierran o abren el paso de los combustibles a través de un selector o conmutador. • Hay una electroválvula para gasolina (sólo en los motores con carburador) y una o más para el GNV. • Están normalmente cerradas (sin corriente eléctrica). • En caso de falla del sistema eléctrico, la válvula de gasolina tiene una perilla para apertura manual.
  143. 143. 143143 ElectroválvulaElectroválvula de GNVde GNV
  144. 144. 144144 ElectroválvulaElectroválvula de GNVde GNV
  145. 145. 145145 Electroválvula para bloqueo de gasElectroválvula para bloqueo de gas 1 – Junta de hermetización; 2 – cuerpo de la válvula; 3 – electroimán con válvula
  146. 146. 146146 Electroválvula de gasolinaElectroválvula de gasolina
  147. 147. 147147 Electroválvula de gasolinaElectroválvula de gasolina •Como esta válvula posee un mando manual de emergencia, debe instalarse en un lugar alto y de fácil acceso, preferentemente cerca de la bomba de gasolina. •Se debe asegurar que la posición de esta válvula impida el derrame de gasolina, en caso de desperfecto, en el sistema de escape u otro elemento que pueda producir combustión.
  148. 148. 148148 Electroválvula de gasolinaElectroválvula de gasolina 1 – Cuerpo; 2 – Bocina directriz; 3 – Muelle anular; 4 – Núcleo; 5 – Muelle del núcleo; 6 – Arandela de fijación; 7 – Bobina; 8 – Aro de hermetización; 9 – Tubo de ingreso de la gasolina; 10 – Arandela de hermetización; 11 – Válvula de emergencia; 12 – Arandela de fijación; 13 – tubo de salida de la gasolina
  149. 149. 149149 REGULADORES YREGULADORES Y REDUCTORES DE PRESIONREDUCTORES DE PRESION
  150. 150. 150150 •El regulador o reductor de presión es el componente más importante del kit de conversión. •Permite dosificar automáticamente la cantidad de gas en función del régimen de velocidad y carga del motor. •Reduce la presión desde 200 bar hasta una presión ligeramente superior a la atmosférica. •Permite compensar las variaciones de la presión en el tanque de gas (por efecto del consumo o de la temperatura exterior). GeneralidadesGeneralidades
  151. 151. 151151 b a Regulador (entrada cerrada) Resorte Diafragma Obturador Respirader o Balancín Tope regulable
  152. 152. 152152 Regulador (salida cerrada)
  153. 153. 153153 REGULADOR (ENTRADA y SALIDA ABIERTA)
  154. 154. 154154 K(X+Xo) (P-Po)Adiaf (Pal-P)Aval a b [(P-Po)Adiaf-K(X+Xo)]b/a=(Pal-P)Aval valdiaf valaldiaf AabA APabPoAXoXK P + +++ = / /])([ P
  155. 155. 155155 CAUSACAUSA EFECTOEFECTO FF00 QQ kk QQ AAdiafdiaf QQ b/ab/a QQ ddvalval QQ hh00 QQ ↑ ↑ ↑↑ ↑ ↓ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ INFLUENCIA DE DIVERSOSINFLUENCIA DE DIVERSOS PARAMETROS SOBRE EL CAUDAL DE GASPARAMETROS SOBRE EL CAUDAL DE GAS ↓
  156. 156. 156156 Reductor-vaporizador (para GLP)Reductor-vaporizador (para GLP)
  157. 157. 157157 Reductor-vaporizador (para GLP)Reductor-vaporizador (para GLP)
  158. 158. 159159 P1r P1r Palim Qv1P0 u1=b/a ba [(P1r-P0)Adiaf-(Qv1+k1x1)]u1=(Palim-P1r)Aa1
  159. 159. 160160 [(P1r-P0)Adiaf-(Qv1+k1x1)]u1=(Palim-P1r)Aa1 tope
  160. 160. 161161 P1rQv3 Qv2 P0 P2r P2r a b c u2=b/a u3=c/a aAPPc b c xkQbxkQbAPP arrvvdiafr 22123322202 )()()()( −=−++−−
  161. 161. 162162 GAS DEL TANQUE AL MOTO R H2O 1 2 3 Reductor de tres etapas (GNV)
  162. 162. 163163 Reductor de tres etapas con cámara de vacío Vacío del múltiple GAS DEL TANQUE GNC Aire Gasolina
  163. 163. 164164 b c xz a d hy a b hx aAPPdykQdAPPczkQbxkQbAPP vv arrvpeqdiafkrvvdiafr === −=++−−++−−− ;; )()()()()()( 33255.3443303 Tope
  164. 164. 165165 Resorte 2 (1ra etapa) Resorte 1 (1ra etapa) Resorte 3 (2da etapa) Resorte 4 (2da etapa) Resorte 5 (3ra etapa) Qv1+Qv2 Qv3 Qv4 Qv5 Esquema del Regulador deEsquema del Regulador de tres etapastres etapas
  165. 165. 166166
  166. 166. 167167
  167. 167. 168168 Punto de giro O Obturador de la válvula Cámara de agua Diafragma Qv1+Qv2 Po P1r Palim
  168. 168. 169169 Obturador Resorte del diafragma Disco del diafragma CASO I
  169. 169. 170170 CASO II
  170. 170. 171171 CASO III
  171. 171. 172172 Caso I Caso II Caso III
  172. 172. 173173
  173. 173. 174174 Tapón obturador de la válvula Diafragma 3 Punto de giro Salida del gas Resorte 5 Tornillo regulador
  174. 174. 175175 Punto de giro Resorte 5 Q5 P2r P3r P3r Po
  175. 175. 176176 REDUCTOR DE TRES ETAPAS
  176. 176. 177177 REDUCTOR DE TRES ETAPAS
  177. 177. 178178 El Reductor de Presión de 3 EtapasEl Reductor de Presión de 3 Etapas •Es un componente básico en el kit de conversión, ya que su función es la de reducir gradualmente la presión que proviene del tanque y alimentar al motor con la cantidad justa (regulada automáticamente) de gas en los diferentes regímenes de funcionamiento. • Consta de una carcasa inyectada a alta presión en aleación de aluminio anticorrosivo. • La reducción de presión se logra mediante tres etapas con agujeros calibrados en compartimientos estancos, que alojan un diafragma cada una, los cuales son encargados de regular la caída de presión.
  178. 178. 179179 •En la primera etapa se produce una gran caída de presión (de 200 a 2,8-4,5 bar), lo que genera un gran enfriamiento del gas (por efecto Joule- Thompson) ( T=60-80ºC), lo cual hay que contrarrestar con la circulación del líquido refrigerante del motor o bien calentando mediante una resistencia eléctrica para los vehículos que sean refrigerados por aire. •El reductor cuenta con una electroválvula de seguridad (de corte) intercalada entre la segunda y la tercera etapa. Reductor de PresiónReductor de Presión de 3 Etapasde 3 Etapas ∆
  179. 179. 180180 •Consta de una válvula de bronce con asiento de policarbonato, comandada por un diafragma y un resorte calibrado, una válvula de alivio (opcional) que protege al sistema en caso de sobrepresión venteando el gas al exterior. Primera Etapa del ReductorPrimera Etapa del Reductor
  180. 180. 181181 •Esta se ocupa de regular la presión del gas a 1,5-1,8 bar, de manera que el flujo no varíe con las distintas presiones de los cilindros contenedores, a fin de posibilitar un suministro estable de combustible en cualquier condición de carga y temperatura del tanque. •Consta de una válvula de goma sintética (obturador), comandada por un diafragma y un resorte calibrado. Segunda Etapa del ReductorSegunda Etapa del Reductor
  181. 181. 182182 •Es la encargada de modular la cantidad de gas adecuada a los distintos regímenes del motor, de acuerdo a la succión que ejerce el mezclador sobre la salida del reductor. •Consta de un tapón de goma sintética comandado por un diafragma y un resorte calibrado, y por medio de un tornillo exterior permite la calibración del régimen de mínima del motor (a través de la regulación de un resorte). Tercera Etapa del ReductorTercera Etapa del Reductor
  182. 182. 183183 MATERIALES UTILIZADOSMATERIALES UTILIZADOS Carcasa: Está construida de una aleación de aluminio, cobre y zinc denominada SILUMIN, la cual es apta para el moldeo por inyección a presión, siendo además un material estable, resistente a la corrosión y de estructura homogénea sin porosidad que ocasione fugas de gas, y para aumentar aún más la seguridad, ésta es sometida a un proceso de impregnación para eliminar cualquier posibilidad de pérdidas.
  183. 183. 184184 MATERIALES UTILIZADOS.MATERIALES UTILIZADOS. Diafragmas, sellos y juntas: Todos estos elementos se construyen de gomas sintéticas (acrilo-nitrilo), que los hace resistentes a la acción diluyente de los hidrocarburos, y las membranas de los diafragmas poseen una o más capas de tela, que les otorga la resistencia adecuada. Elementos de unión y fijación: Todos los tornillos y tuercas son de acero al carbono con tratamiento superficial anticorrosivo. Conexiones: Los elementos de conexión se fabrican en bronce trefilado y luego mecanizados lo que asegura la precisión y resistencia adecuada.
  184. 184. 185185 CaracterísticasCaracterísticas Power G normalPower G normal Power G smallPower G small Presión en laPresión en la entradaentrada 200 bar200 bar 200 bar200 bar Presión en laPresión en la primera etapaprimera etapa 3,2 bar3,2 bar 2,8 bar2,8 bar Presión en laPresión en la segunda etapasegunda etapa 1,8 bar1,8 bar 1,5 bar1,5 bar Caudal máximoCaudal máximo 28 m28 m33 /h/h 23 m23 m33 /h/h FiltroFiltro 100 micrones100 micrones 100 micrones100 micrones PesoPeso 1350 g1350 g 1350 g1350 g Temperatura deTemperatura de trabajotrabajo -20 ºC / 90 ºC-20 ºC / 90 ºC -20 ºC / 90 ºC-20 ºC / 90 ºC CARACTERISTICAS DEL REDUCTOR GALILEOCARACTERISTICAS DEL REDUCTOR GALILEO [ ]h mvH g V L nV 3 )1( 1030 0 3 +⋅ ⋅⋅⋅⋅ = − • λ η ( VH : Cilindrada en L)
  185. 185. 186186 CaracterísticasCaracterísticas Power G normalPower G normal Power G smallPower G small Apertura válvulaApertura válvula de aliviode alivio 6 bar6 bar 6 bar6 bar Solenoide deSolenoide de electroválvulaelectroválvula 12 V CC – 6W12 V CC – 6W 12 V CC – 6W12 V CC – 6W DimensionesDimensiones 160*154,3*98,7 mm160*154,3*98,7 mm 160*154,3*98,7 mm160*154,3*98,7 mm Conexión refrig.Conexión refrig. (diámetro)(diámetro) 8,0 mm8,0 mm 8,0 mm8,0 mm Salida de gasSalida de gas (diámetro)(diámetro) 19 mm19 mm 19 mm19 mm CARACTERISTICAS DEL REDUCTOR GALILEOCARACTERISTICAS DEL REDUCTOR GALILEO
  186. 186. 187187 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Palim/Palim(t=0) vs t t [s] Palim/Palim(t=0)x100% n = 5250 rpm ψ= 85º Variación de la presión en el tanqueVariación de la presión en el tanque en función del tiempoen función del tiempo
  187. 187. 188188 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 70 75 80 85 90 95 100 P1r/P1r(t=0) vs t t [s] P1r/P1r(t=0)x100% n = 5250 rpm ψ= 85º Variación de la presión en la primera etapa en función del tiempo de consumo
  188. 188. 189189 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 90 92 94 96 98 100 102 P2r/P2r(t=0) vs t t [s] P2r/P2r(t=0)x100% n = 5250 rpm ψ= 85º Variación de la presión en la segunda etapa en función del tiempo de consumo
  189. 189. 190190 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 99.98 99.985 99.99 99.995 100 100.005 100.01 P3r/P3r(t=0) vs t t [s] P3r/P3r(t=0)x100% n = 5250 rpm ψ= 85º Variación de la presión en la tercera etapa en función del tiempo de consumo
  190. 190. 191191 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 98 98.5 99 99.5 100 100.5 m4/m4(t=0) vs t t [s] m4/m4(t=0)x100% n = 5250 rpm ψ= 85º Variación del flujo másico en función del tiempo de consumo
  191. 191. 192192 Teoría básica de los Reductores
  192. 192. 193193 m 12 PP cr P P < 1 2 cr P P > 1 2 Régimen supercrítico Régimen subcrítico TIPO DE REGIMEN DEL FLUJO 55,0 128,1 2 1 2 )128,1/(28,1)1/( =      + =      + = −−kk c k r 111 ,, ρTP 222 ,, ρTP 1 Si: P1 y P2 cte≈ 12 PP rc
  193. 193. 194194 LugaLuga rr PresióPresió nn inicial,inicial, barbar RelacióRelació nn presiónpresión inicialinicial PresióPresió n final,n final, barbar RelacióRelació nn presiónpresión finalfinal** RégimenRégimen TanqTanq 200200 -------- 1010 -------- -------- 11rara E.E. 3,553,55 0,020,02 2,72,7 0,270,27 Supercrít.Supercrít. 22dada E.E. 1,511,51 0,430,43 1,41,4 0,530,53 Supercrít.Supercrít. 33rara E.E. 1,01,0 0,670,67 1,01,0 0,720,72 Subcrít.Subcrít. Regímenes en los surtidores cuando la masa en el tanque es el 5% * rc=0,55 (metano)
  194. 194. 195195               − − ⋅      ⋅= − • kkk P P k k P P RT AP m /)1( 1 2 /1 1 2 1 1 1 1 2 )1(2/)1( 2/1 1 1 1 2 −+ •       + ⋅⋅= kk k k RT AP m Flujo subcríticoFlujo subcrítico Flujo supercríticoFlujo supercrítico cr P P < 1 2 111 ,, ρTP 222 ,, ρTP cr P P > 1 2 Flujo Másico de Gas
  195. 195. 196196 2 22 2 11 )( 1 )( 1 1 CdACdA Ae ⋅ + ⋅ = 7,0;; 22 === Cd b a xhdhA vπ 1; 4 1 2 1 ≈= Cd d A π hhhv −= 0 AREA DE LOS OBTURADORES 2 1
  196. 196. 197197 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 x 10 -3 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 x 10 -6 hhhv −= 0 Area efectiva en función del levantamiento de la Válvula Ae hv
  197. 197. 198198  Cálculo de la constante de rigidez de los resortes finalnaturalini llX −=Cálculo de la contracción inicial de los resortes am a v ND Gd k ..8 . 3 4 = inivv XkQ .=Cálculo de la carga inicial de los resortes Cálculo de ResortesCálculo de Resortes G=8,14*1010 [Pa]
  198. 198. 199199 Calentador de GNVCalentador de GNV
  199. 199. 200200 h = Cte. hP T       ∂ ∂ =µ Coeficiente de Joule-Thompson µ<0 µ=0 µ>0 Calentador de GNVCalentador de GNV
  200. 200. 201201 Sistema de Calentamiento
  201. 201. 202202 MEZCLADORESMEZCLADORES
  202. 202. 203203 MEZCLADORMEZCLADOR El mezclador es el componente del equipo de GNV que combina el oxígeno, que proviene del filtro de aire, con el gas, que proviene del reductor de presión, produciendo la mezcla carburante que ingresa a la cámara de combustión del motor. La mezcla aire-gas es succionada por el vacío que se produce por el movimiento de los pistones durante el proceso de admisión.
  203. 203. 204204 •Permite obtener una mezcla estequiométrica (aprox.), reduciendo el consumo de combustible y la contaminación del medio ambiente. •Hay un diseño para cada marca y modelo de motor, de acuerdo a su cilindrada y velocidad. También debe estar en cierta concordancia con el reductor empleado. •El mezclador se diseña para asegurar un buen funcionamiento conjunto con el reductor de un determinado tipo. CARACTERISTICASCARACTERISTICAS
  204. 204. 205205 •Es de simple construcción e instalación, no requiere regulaciones ni tiene piezas móviles. •No debe restringir ni limitar significativamente el paso de la mezcla. •La menor sección de paso del mezclador se calcula para el régimen nominal del motor. •Debe disminuir poco la entrada del aire cuando el motor trabaje con gasolina. CARACTERISTICASCARACTERISTICAS
  205. 205. 206206 CARACTERISTICASCARACTERISTICAS •Los mezcladores y adaptadores no deben sufrir desperfectos ni variaciones dimensionales cuando se sometan a variaciones de temperatura, entre -10 y 100ºC. •La mayoría de mezcladores trabajan con presión positiva, ya que no están ubicados en una zona de gran depresión (como la garganta del carburador).
  206. 206. 207207 Ubicación de los MezcladoresUbicación de los Mezcladores GAS GAS GAS GAS GAS
  207. 207. 208208 MezcladoresMezcladores
  208. 208. 209209 MezcladorMezclador
  209. 209. 210210 Mezclador
  210. 210. 211211 • El gas ingresa por el canal 3 al mezclador 2 que se encuentra sobre el carburador de gasolina 1 – Filtro de aire; 2 – Mezclador vertedero; 3 – Orificio para el ingreso del gas; 4 – Cuerpo del carburador Mezclador, tipo bridaMezclador, tipo brida
  211. 211. 212212 Mezcladores de GNV/aireMezcladores de GNV/aire
  212. 212. 213213 MezcladoresMezcladores
  213. 213. 214214 • En este modelo el gas ingresa por un tubo en forma de surtidor que se instala en el cuerpo del carburador, muy cerca del difusor. •El diámetro de los surtidores suele ser 8…10 mm y depende de la cilindrada del motor 1 – Filtro de aire; 2 – Racor para el ingreso de gas; 3 – Cuerpo del carburador Suministro de gas a través deSuministro de gas a través de surtidorsurtidor
  214. 214. 215215 Pico Surtidor del Mezclador
  215. 215. 216216 Registros de Alta (tornillo de máxima) •Esta válvula tiene por objeto regular el caudal de gas que recibe el mezclador desde el regulador de presión. •Según el número de gargantas del carburador, el registro de alta puede tener una o dos salidas.
  216. 216. 217217 Registros de Alta
  217. 217. 218218 Regulación del Sistema Mezclador
  218. 218. 219219 Conexión del Registro de alta y el Mezclador Al motor gas
  219. 219. 220220 Retrollama y “Mata chispa”
  220. 220. 221221 PROPUESTA
  221. 221. 222222 Consideraciones para elConsideraciones para el diseño del mezcladordiseño del mezclador
  222. 222. 223223 Eficiencia volumétrica :Eficiencia volumétrica : ••• −= ga VVV mz1,         −= • • 1. 1 0 g mz V V L λ 120 0, n iVV vha ⋅⋅⋅= • η mza V L L V •• ⋅ + = 10 0 1, λ λ 10 + = • • L V V mz g λ
  223. 223. 224224 0 0 2 0 0, 0, 0, , 0, , 0, 85,0 )2/()/(85,0 P ACVP P PP P P V V gdmz a da a ga v gv a mz ρ η η ⋅− = ∆− ≈≈= • • • Caudal de mezcla aire gas Cálculo aproximado: 0,amz VV •• ≈ Cálculo más exacto:
  224. 224. 225225
  225. 225. 226226 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 0.5 0.55 0.6 0.65 0.7 0.75 0.8 0.85 0.9 0.95 1 d/D Cd Mezclador tipo OrificioMezclador tipo Orificio 2 2 0 )( 1 2 1 gd mzd AC VP ⋅⋅=∆ • ρ 4 2 g g D A ⋅ = π Dg/Do Cd GLP Aire Pg,mez =P0-Pg,mezdP∆ GNV
  226. 226. 227227 0 5 10 15 20 0.025 0.035 0.045 0.055 0.065 0.075 0.085 Dmezclador, m #agujeros )]/2)([(, gcdagujd g aguj PPC V A ρ∆+∆ = • AREA TOTAL DE LOSAREA TOTAL DE LOS ORIFICIOS:ORIFICIOS:
  227. 227. 228228 0.00 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.000 0.002 0.004 0.006 0.008 0.010 Delta Pmezclador QaireyQcomb*Lo Caudal de aire y combustible Gas.L0 aire
  228. 228. 229229 COEFICIENTE DE EXCESO DE AIRECOEFICIENTE DE EXCESO DE AIRE 0 1, )/( L VV ga •• =λ 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 0.0000 0.0020 0.0040 0.0060 0.0080 0.0100 Delta Pmezcldor lambda
  229. 229. 230230 Variador de Avance delVariador de Avance del EncendidoEncendido
  230. 230. 231231 Variador de Avance del EncendidoVariador de Avance del Encendido •Es un dispositivo electrónico cuya función es variar los mapas de avance, respecto a los originales (con gasolina), a fin de optimizar la combustión de la mezcla durante el funcionamiento a gas. Se desactiva cuando el motor funciona con gasolina. •Esto es necesario por la gran diferencia de las velocidades del frente de llama al utilizar estos dos combustibles.
  231. 231. 232232 •El variador de avance actúa sobre el primario de la bobina de encendido cuando el motor funciona con gas. •Con, GNV el ángulo de adelanto del encendido es de 7 a 10º mayor que con gasolina. Variador de Avance del EncendidoVariador de Avance del Encendido
  232. 232. 233233 Variador del Avance del EncendidoVariador del Avance del Encendido
  233. 233. 234234 ConmutadoresConmutadores
  234. 234. 235235 ConmutadorConmutador •Se instala en la cabina del vehículo. Indica el nivel de carga del cilindro por medio de leds, y permite el cambio (conmutación) del combustible, con la llave selectora, o cambio automático para vehículos a inyección. Mediante leds se indica qué tipo de combustible se está utilizando y la cantidad de gas en el tanque. •Su finalidad es comandar las electroválvulas de acuerdo al combustible seleccionado. •El cambio de uno a otro circuito de combustible, se hace sin tener que parar el vehículo.
  235. 235. 236236 ConmutadorConmutador
  236. 236. 237237 ConmutadorConmutador
  237. 237. 238238 Tuberías y Mangueras para GNV
  238. 238. 239239 •La línea de alta presión es de acero, sin costura, siendo los niples y conexiones de acero zincado. •Puede ser tubo de acero sin costura desarrollado exclusivamente para GNV de 6x1 ó 8x1mm . •No deben usarse tuberías de aluminio, cobre o bronce en esta zona. •La presión de diseño no debe ser menor de 250 bar (3.600psig) y deben pasar una prueba a 1000 bar (14.400psi) Tubería de GNVTubería de GNV
  239. 239. 240240 •El mismo concepto de seguridad utilizado en el tanque rige para la tubería de alta presión, válvulas y demás elementos del equipo de conversión. •Esta tubería va por debajo de la carrocería. •La distancia mínima de la tubería con el suelo, en condiciones de máxima carga, es de 175 mm. •La tubería debe tener espirales amortiguadoras de vibración; su posición debe ser lo más cercana posible a los extremos de la conexión. Tubería de alta presión de GNVTubería de alta presión de GNV
  240. 240. 241241
  241. 241. 242242 Espiral de Amortiguamiento
  242. 242. 243243 Mangueras y Tubería de GNVMangueras y Tubería de GNV
  243. 243. 244244 Manguera de GNVManguera de GNV •Es para la línea de baja presión, del reductor al mezclador. •Es de goma ignífuga y está protegida por malla de acero inoxidable. •Las mangueras y sus juntas deben soportar, por lo menos, 4-5 veces la máxima presión de trabajo (generalmente superan largamente este valor, 10,5 bar). •Deben soportar 120ºC sin deterioro.
  244. 244. 245245 Mangueras de GNVMangueras de GNV • En todos los extremos llevan unas abrazaderas especiales. • En el recorrido se intercala el tornillo regulador de caudal, el cual puede tener una o dos salidas. • Están rotuladas a todo lo largo de su extensión con inscripciones que especifiquen la presión de trabajo y las letras “GNV”(o GNC) y la marca del fabricante.
  245. 245. 246246 Simuladores o Emuladores
  246. 246. 247247 Simulador de InyectoresSimulador de Inyectores
  247. 247. 248248 Simulador o Emulador de InyectoresSimulador o Emulador de Inyectores •Es un dispositivo electrónico que sirve para cortar la inyección de gasolina, simulando el funcionamiento del sistema de inyección de gasolina, aun cuando realmente no esté trabajando. Realiza la interrupción del funcionamiento de los inyectores controlando la polaridad de los mismos. •Con este dispositivo no se emite señal de error en el tablero de instrumentos de la cabina por el no funcionamiento de los inyectores (check engine).
  248. 248. 249249 IntegradoresIntegradores UniversalesUniversales (Emulador de(Emulador de inyectores con variador de avance)inyectores con variador de avance) También es un emulador de inyectores con las mismas características que éste. Se lo denomina “integrador” por el valor agregado de un variador de avance que actúa sobre el mapeo de la inyección electrónica, su instalación es muy sencilla, ya que agregando a la conexión dos cables se podrá tener en un solo dispositivo prácticamente toda la electrónica que un vehículo requiere para la conversión.
  249. 249. 250250 Unidad Electrónica de Control
  250. 250. 251251 Unidades Electrónicas de ControlUnidades Electrónicas de Control
  251. 251. 252252 Unidad Electrónica de ControlUnidad Electrónica de Control •La unidad (“centralita”) electrónica (microprocesador) controla todos los parámetros del sistema a fin de garantizar un funcionamiento correcto del mismo. •Consiste de un dispositivo de circuitos lógicos con memoria permanente que le permite reaccionar a los cambios de operación del motor.
  252. 252. 253253 Componentes del sistemaComponentes del sistema con inyectores de gas ycon inyectores de gas y gasolina y convertidorgasolina y convertidor catalíticocatalítico
  253. 253. 254254 •El dosificador, en el cual también puede estar presente la electroválvula de corte (cut-off), está constituido por dos motores paso-paso que de modo secuencial controlan el flujo de gas para mínimas/bajas potencias y medias/alta potencias, respectivamente. •Este dispositivo cumple la función del tornillo regulador de alta, pero de una forma mucho más fina y precisa. DosificadorDosificador (sistema con inyectores de gas(sistema con inyectores de gas y gasolina y convertidor catalítico)y gasolina y convertidor catalítico)
  254. 254. 255255 Dosificadores y ActuadoresDosificadores y Actuadores
  255. 255. 256256 •Es un dispositivo que distribuye el gas a cada uno de los cilindros según la depresión creada en los conductos por efecto de la apertura de las válvulas de admisión. •El distribuidor mantiene una presión en la entrada que es ligeramente superior a la atmosférica y una presión en la salida próxima a la de los colectores. El distribuidor (sistema con inyectores deEl distribuidor (sistema con inyectores de gas y gasolina y convertidor catalítico)gas y gasolina y convertidor catalítico)
  256. 256. 257257 ElEl distribuidordistribuidor
  257. 257. 258258 Riel de inyectoresRiel de inyectores
  258. 258. 259259 El motor Diesel -gas •El gas se introduce al múltiple de admisión mediante dispositivos mezcladores. •El petróleo Diesel actúa como combustible piloto (del 10-20% del suministro total en el régimen nominal). •Se mantiene la misma relación de compresión. •Son necesarios sistemas separados de alimentación de petróleo y gas y un sistema complejo de regulación controlados por una computadora. •Es más ventajoso en motores estacionarios.
  259. 259. 260260 Motor Diesel-gas
  260. 260. 261261 El gas natural licuadoEl gas natural licuado (GNL)(GNL)  El GN se licua a -162ºCEl GN se licua a -162ºC  A igualdad de volúmenes del tanque ,A igualdad de volúmenes del tanque , el GNL contiene 3 veces más gas queel GNL contiene 3 veces más gas que el GNVel GNV  En la licuefacción el GN disminuye suEn la licuefacción el GN disminuye su volumen 600 veces, lo que equivaldríavolumen 600 veces, lo que equivaldría a comprimir el gas hasta 600bar.a comprimir el gas hasta 600bar.
  261. 261. 262262 ParámetroParámetro GNGN VV GNGN LL RelaciónRelación GNV/GNLGNV/GNL Masa de gas, kgMasa de gas, kg 7575 7575 11 Volumen, LVolumen, L 400400 175175 2,32,3 Presión, barPresión, bar 200200 44 5050 Número de cilindrosNúmero de cilindros 88 11 88 Dimensiones:Dimensiones:  diámetro, mmdiámetro, mm  largo, mmlargo, mm  volumen, mvolumen, m33 325325 17601760 1,41,4 650650 14001400 0,60,6 -- -- 2,32,3 Masa de los tanques, kgMasa de los tanques, kg 740740 8585 99 Relación mRelación mtanquestanques/m/mgasgas 1010 1,151,15 99 COMPARACION ENTRE EL GNV Y EL GNL
  262. 262. 263263 1. Conmutador de fase; 2.Vaporizador-compresor; 3. Regulador de presión; 4. Válvula de seguridad; 5. Válvula de vacío; 6. Válvulas de seguridad; 7. Válvula de drenaje; 8. Cámara de vacío del balón; 9.Aislamiento térmico; 10. Cavidad del tanque; 11. Válvula de carga; 12. Vaporizador; 13. Electroválvul;a; 14. Calentador de gas; 15. Reductor; 16. Mezclador. SISTEMA DE ALIMENTACIÓN DE GNL
  263. 263. 264264 Motor Diesel-gas con formación interna de la mezcla aire-gas (sistema RND)
  264. 264. 265265 glira@uni.edu.pe
  265. 265. 266266 Tanque Válvula de Cilindro UEC Distribuidor Conmutador Dosificador Escáner Reductor Válvula de recarga Sonda Lambda Motor SISTEMA DE CUARTA GENERACION Sistema de control lambda Sensor MAP
  266. 266. 267267
  267. 267. 268268 COMPONENTES DE UN "KIT DE CONVERSIÓN“COMPONENTES DE UN "KIT DE CONVERSIÓN“ de 1ra y 2da generaciónde 1ra y 2da generación   NºNº DESCRIPCIÓNDESCRIPCIÓN CANT.CANT. INYECC.INYECC. CARBUCARBU R.R. 11 REDUCTOR PARA GNVREDUCTOR PARA GNV 11 SISI SISI 22 MEZCLADORMEZCLADOR 1/21/2 SISI SISI 33 REGULADOR (TORNILLO DE REGISTRO) DEREGULADOR (TORNILLO DE REGISTRO) DE ALTAALTA 1/21/2 SISI SISI 44 VÁLVULA DE RECARGAVÁLVULA DE RECARGA 11 SISI SISI 55 ELECTROVALVULA DE GASOLINAELECTROVALVULA DE GASOLINA 11 NONO SISI 66 ELECTROVALVULA DE GASELECTROVALVULA DE GAS 11 SISI SISI 66 VÁLVULA DE CILINDROVÁLVULA DE CILINDRO 1-VRS1-VRS SISI SISI 77 TANQUE DE GNVTANQUE DE GNV 1-VRS1-VRS SISI SISI 88 SOPORTE PARA CILINDRO DE GNVSOPORTE PARA CILINDRO DE GNV 1-VRS1-VRS SISI SISI 99 KIT DE ELEMENTOS DE FIJACIÓN YKIT DE ELEMENTOS DE FIJACIÓN Y CONEXIÓNCONEXIÓN 11 SISI SISI 1010 KIT DE MANGUERAS DE CONEXIÓNKIT DE MANGUERAS DE CONEXIÓN 11 SISI SISI 1111 TUBERIA DE ALTA PRESIÓNTUBERIA DE ALTA PRESIÓN 1-VRS1-VRS SISI SISI 1212 CONMUTADOR C / INDICADOR DE CARGA YCONMUTADOR C / INDICADOR DE CARGA Y CABLEADO ELÉCTRICOCABLEADO ELÉCTRICO 11 SISI SISI 1313 EMULADOR DE INYECCIÓNEMULADOR DE INYECCIÓN 11 SISI NONO
  268. 268. 269269 Se empeoran las características de tracción,Se empeoran las características de tracción, dinámicas y operacionales del vehículo:dinámicas y operacionales del vehículo: - Disminuye la aceleración de 20 - 25%.- Disminuye la aceleración de 20 - 25%. - La velocidad máxima del vehículo disminuye en- La velocidad máxima del vehículo disminuye en 5 -6%.5 -6%. - La capacidad de superar pendientes disminuye en- La capacidad de superar pendientes disminuye en 30 - 40%.30 - 40%. - Disminuye la capacidad de carga en 9 - 14% .- Disminuye la capacidad de carga en 9 - 14% . Desventajas deDesventajas dell GNVGNV
  269. 269. 270270 •El número de metano indica la capacidad antidetonante del gas natural (NºMGNC=65-80) Gas Número de metano Número de octano Relación de compresión crítica MetanoMetano 100100 120120 15,0/115,0/1 EtanoEtano 4444 115115 14,0/114,0/1 PropanoPropano 3232 112112 12,0/112,0/1 HidrógenoHidrógeno 00 30-4030-40 -------- Número de MetanoNúmero de Metano
  270. 270. 271271 •La inspección y control de los tanques de GNV deben incluir los siguientes pasos: a) desmontaje de accesorios (válvulas, uniones). b) lavado y desgasificación de los tanques. c) inspección de las superficies internas y externas de los tanques. d) control de las masas y volúmenes de los tanques. e) prueba hidrostática f) secado de los tanques. g) montaje de los accesorios. h) prueba de hermeticidad de las válvulas y uniones roscadas bajo presión de 200 bar. PRUEBA DE LOS TANQUES DE GNVPRUEBA DE LOS TANQUES DE GNV
  271. 271. 272272 Válvulas de CargaVálvulas de Carga

×