UNIVERSIDAD TCNICA DEL NORTE

FACULTAD DE EDUCACIN CIENCIA Y TEGNOLOGA

CARRERA DE INGENIERA EN MANTENIMIENTO AUTOMOTRIZ

MATERIA:

MOTORES A GASOLINA III

NIVEL:

Octavo semestre de Ingeniera en Mantenimiento Automotriz

CATEDRTICO:

Ing. Carlos N. Mafla Y.

CONTENIDO:

Mdulo

Abril 2013

1. COMBUSTIBLES ALTERNATIVOS

1.1 INTRODUCCIN

Durante el desarrollo del motor de combustin interna el combustible de gran

disponibilidad era el alcohol. Con el paso del tiempo y a medida que el automvil

se volvi ms popular, se comenzaron a utilizar como combustible los derivados

del petrleo.

Los combustibles que utilizan la mayor parte de los automviles son no

renovables: el diesel, la gasolina; una vez que los quemamos no los podemos

recuperar. Adems, estos combustibles no renovables tienen una gran desventaja:

al quemarse en los motores de combustin interna de los automviles generan

contaminantes y gases txicos.

Existe una bsqueda continua para obtener combustibles alternativos;

combustibles renovables que contaminen menos y sean ms baratos. Los

vehculos con combustibles alternativos son equipos que utilizan combustibles

distintos a los que provienen del petrleo. Han existido por ms de cien aos, pero

ltimamente cautivan la atencin de gobiernos, productores de automviles y

consumidores. Entre los combustibles alternativos se destacan el gas natural, la

electricidad y el hidrgeno.

El gas natural se obtiene directamente de los yacimientos y en Cuba existen

reservas de alguna importancia. Est formado principalmente por metano,

constituido por un tomo de carbono con cuatro hidrgenos. Esta estructura hace

que sea ms ligero que el aire, por lo que si hay una fuga inmediatamente se

escapa haciendo ms difcil su explosin.

El metano o gas natural puede utilizarse de dos formas, comprimido o licuado

(lquido); las nicas diferencias son su estado fsico y la manera en que son

empacados.

El gas natural no libera grandes emisiones a la atmsfera, por lo que constituye el

combustible alternativo menos contaminante. Por lo que varios pases estn

comenzando a tener autos en que utilizan gas natural como combustible,

principalmente para disminuir la contaminacin.

Existen vehculos que solamente tienen motor para gas natural; sin embargo,

tambin hay motores capaces de utilizar dos combustibles: gasolina y gas natural.

As que cuando el conductor no tiene acceso a gas natural presiona un botn y su

motor se alista para recibir gasolina.

Adems de los motores, el gas natural tiene otras aplicaciones y en muchas

regiones es utilizado como combustible en estufas y otros aditamentos de

viviendas y fbricas que necesitan gas. Este gas se lo transporta por ductos.

El gas natural se transporta en ductos. El gas GLP (licuado de petrleo), es ms

pesado que el gas natural, as que puede resultar ms peligroso en caso de una

explosin, pues el gas natural se escapa, mientras que el GLP se acumula.

Todas las funciones que realiza el gas GLP (en calderas, estufas, hornos y otros

aparatos) puede realizarlas el gas natural.

Los productores de automviles han perfeccionado sus equipos y los hacen cada

vez menos contaminantes. Quince coches construidos hoy contaminan igual que

diez fabricados hace algunos aos. Adems, las gasolinas se han ido modificando

para ser menos contaminantes. Sin embargo, los coches elctricos estn ya

regresando, porque aportan ventajas en costo y limpieza ambiental.

El hidrgeno es un elemento qumico que est formado por un electrn y un

protn. El protn se combina con el oxgeno del aire para producir vapor de agua.

As, un vehculo que contiene esta celda electroqumica (conocida como fuel cell)

emite solamente vapor de agua. Esta nueva tecnologa no contamina, puesto que

la nica emisin es el vapor de agua, y es muy eficiente. Sin embargo, el

hidrgeno es difcil de obtener, y las fbricas que lo producen si contaminan.

Tambin el hidrgeno constituye un gas muy peligroso, ya que es inflamable, as

que a pesar de que al coche se le puede suministrar hidrgeno lquido como

combustible, se prefiere utilizar combustibles ricos en hidrgeno, como el etanol o

el metanol. Estos alcoholes deben ser degradados dentro del motor para poder

usar el hidrgeno.

Los cohetes espaciales emplean como combustible hidrgeno lquido y oxgeno.

La nube blanca que se forma cuando el cohete asciende es vapor de agua

formado por la combinacin del hidrgeno y el oxgeno, muy parecido esto al

funcionamiento de las celdas electroqumicas.

1.2. LA CONTAMINACIN PRODUCIDA POR VEHCULOS LIVIANOS.

Es cada vez ms extendida la concientizacin de la necesidad del uso de

combustibles y sistemas alternativos (hidrgeno, GLP gas licuado del petrleo-,

hbrido, bio-diesel, metanol /etanol) en el transporte urbano y especialmente, en

aquellos segmentos que son controlables por las autoridades, como es el caso del

transporte pblico (autobuses, taxis y otros vehculos de servicio pblico) en los

centros urbanos. Como en la tabla I.1 podemos ver los porcentajes de

contaminacin por los vehculos livianos.

Es cada vez ms extendida la concientizacin de la necesidad del uso de

combustibles y sistemas alternativos (hidrgeno, GLP gas licuado del petrleo-,

hbrido, bio-diesel, metanol /etanol) en el transporte urbano y especialmente, en

aquellos segmentos que son controlables por las autoridades, como es el caso del

transporte pblico (autobuses, taxis y otros vehculos de servicio pblico) en los

centros urbanos.

Tabla 1 Contaminacin por vehculos livianos

Fuente: Organizacin Mundial de la Salud.

La importancia del gas natural en el aspecto ecolgico, est dada por la

considerables emisiones contaminantes (tabla I.2), siendo el combustible fsil

derivados del petrleo de menor impacto ambiental, tal como se muestra en el

cuadro siguiente, donde se comparan promedio de emisiones de cada combustible

respecto de la gasolina, a la que se toma como referencia.

Tabla 2. Emisiones contaminantes promedio

Fuente: 20 th. World Gas Conference Proceedings, Copenhagen 1997

En este tema de las emisiones contaminantes, es muy importante resaltar los

efectos adversos del material particulado en la salud humana este material es el

elemento mal combustionado, y que exige un urgente tratamiento si queremos

conservar nuestro ya agredido medio ambiente.

Las partculas se pueden originar de diversas fuentes, ya sean naturales o como

consecuencias de los procesos realizados por el hombre.

Las partculas generadas por las actividades del hombre, provienen principalmente

de procesos de combustin, donde las fuentes ms importantes son los motores

diesel, que contribuyen con un 39% del total.

Segn el Second Report of Quality of Urban Air Review Group, 1993, los autos

con motores diesel emiten alrededor de 0.4 gr/Km de material particulado,

alcanzado valores de 1.2 gr/Km durante la marcha en fro.

Dentro de las motorizaciones Diesel, la fuente principal de material particulado son

los vehculos de transporte pesado, cuyas emisiones constituyen el 72% de todo el

material particulado diesel.

La emisin de partculas depende de las caractersticas del motor, y es

independiente de la velocidad de circulacin.

Este material, que no tiene composicin qumica definida, penetra al organismo

principalmente por la va respiratoria. Las partculas ms pequeas, menores a 10

micrones, penetran profundamente en el aparato respiratorio.

Estas partculas disminuyen la capacidad de defensa y traen aparejado, entre

otros efectos nocivos, tos crnica, ronquera, sndromes respiratorios nocturnos,

neumopatas, bronquitis, asma bronquial, y cncer pulmonar.

Para la reduccin del humo negro y partculas slidas en suspensin se utilizan

filtros de partculas, cuya eficacia es elevada, pero cuyo costo es asimismo muy

alto y su mantenimiento delicado. No existe actualmente ningn tipo de

tratamiento para gases de motores diesel que sea capaz de reducir

simultneamente todos los contaminantes, tal como lo hacen los catalizadores

para los motores de ciclo Otto.

1.3 Gas Natural Comprimido

El gas natural es la fuente de energa fsil que ha evolucionado ms desde los

aos 70, la cual actualmente representa la quinta parte del consumo energtico

mundial.

La industria petrolfera suministra distintos hidrocarburos gaseosos que provienen

directamente del subsuelo (gas natural) o que son productos secundarios de la

refinacin del petrleo (gases de refinera).

Este combustible particularmente calorfico (de 9000 a 12000 caloras por metro

cbico) se compone casi totalmente de metano (del 90 a 99%) acompaado de

nitrgeno (de 1 a 3%) y, segn los yacimientos, de etano, gas carbnico, helio o

hidrgeno sulfurado.

Se conoce al trmino de gas natural a las mezclas de gases combustibles,

hidrocarburos o no, que se encuentran en el subsuelo, aunque se puedan

considerar como gases naturales todos aquellos que se encuentren de forma

natural en la Tierra, desde los constituyentes del aire hasta las emanaciones

gaseosas de los volcanes.

El gas natural es la mezcla de hidrocarburos gaseosos en la que predomina

fundamentalmente el metano (en proporcin superior al 80%), que se encuentra

en la naturaleza en yacimientos subterrneos, bien solo o bien compartiendo los

mismos con petrleo.

Composicin:

El gas natural es el primer miembro de la familia de los alcanos que en

condiciones atmosfricas se presenta en forma gaseosa. Su composicin, que

vara en funcin de la procedencia del yacimiento, nunca es constante.

As pues, los valores de la composicin y las propiedades del mismo, sern una

media de los gases naturales escogidos.

El gas natural puede ser hmedo, en caso de contener hidrocarburos lquidos en

suspensin, o seco, si no los contiene.

Es una mezcla de hidrocarburos ligeros, tal y como ya se ha dicho, compuesto

principalmente de metano, etano, propano, butanos y pentanos. Tambin se

encuentran otros componentes como el CO2, el helio, el sulfuro de hidrgeno y el

nitrgeno.

Tabla N3: Composicin del gas natural

Fuente: Departamento de energa de Estados Unidos

Por lo tanto el gas natural posee una estructura de hidrocarburo simple,

compuesto por un tomo de carbono y cuatro tomos de hidrgeno (CH4).

La importancia del gas natural como carburante radica en la proporcin de metano

que contiene y en los dems hidrocarburos superiores, ya que le confieren su

carcter combustible. Los dems componentes son elementos inertes porque no

intervienen en la combustin, como el N2 y el CO2, o son perjudiciales, como el

SH2, y es necesario eliminarlos.

Obtencin:

El gas natural se encuentra en todo el mundo, ya sea en los depsitos situados en

las profundidades de la superficie terrestre, o en los ocanos. Se obtiene

directamente de la tierra, sin necesidad de ningn tipo de fabricacin. Se

encuentra en las cavidades intersticiales, donde se pueden formar grandes

cantidades de gas. Por lo general, se encuentra en yacimientos de petrleo o

cerca de ellos, aunque tambin se puede encontrar solo. Se llama gas asociado

cuando se encuentra en presencia de petrleo bruto y no asociado cuando se

encuentra solo.

El proceso de produccin del gas natural es simple y muy parecido al del petrleo.

En la Figura 1.1. Se esquematiza el recorrido del gas natural, desde su

exploracin hasta sus posibles aplicaciones.

Figura N 1: Extraccin del gas natural

Brevemente se describen las etapas anteriores:

a. Exploracin:

Se considera una etapa muy importante dentro del proceso. En sta los gelogos

analizan la composicin del suelo y la comparan con muestras de otras zonas

donde se ha encontrado gas natural con el fin de definir si se trata de una zona

donde es posible encontrar gas natural. Posteriormente se llevan a cabo anlisis

especficos como el estudio de la formacin de rocas a nivel del suelo donde se

pudieron haber formado capas de gas natural.

b. Extraccin:

El gas se extrae cavando un hueco en la roca. La perforacin puede efectuarse en

tierra o en mar. El equipamiento utilizado vara dependiendo de la capa del gas y

de la naturaleza de la roca. En el caso de una perforacin poco profunda se puede

utilizar perforacin de cable, y para prospecciones a mayor profundidad se utilizan

plataformas de perforacin rotativa (las ms utilizadas en la actualidad).

Normalmente el gas natural est bajo presin y sale de un pozo sin intervencin

externa, sin embargo a veces es necesario utilizar bombas u otros mtodos ms

complicados para obtener gas de la tierra.

c. Tratamiento:

El tratamiento del gas natural implica el reagrupamiento, acondicionamiento y

refinado del gas natural bruto con el fin de transformarlo en energa til para

diferentes aplicaciones.

Primero se hace una extraccin de los elementos lquidos del gas natural y

despus de una separacin entre los diferentes elementos que componen los

lquidos.

Una vez finalizado el proceso de tratamiento de gas natural, ste se transporta por

gasoductos o buques hasta la planta de depurado y transformacin para ser

conducido despus hacia una red de gas o a las zonas de almacenamiento.

Propiedades

El gas natural no es ni corrosivo ni txico, tiene una temperatura de combustin

elevada, adems de tener un estrecho intervalo de inflamabilidad, lo que hace del

gas natural un combustible fsil seguro, en comparacin con otras fuentes de

energa.

El GNC en su estado natural no tiene ni olor ni color, es inspido, sin ninguna

forma particular es ms ligero que el aire. Se presenta en forma gaseosa a una

temperatura superior a los -161C.

La densidad relativa del gas natural en promedio es de 0.60 (inferior a la del aire),

por lo que hace que tenga tendencia a elevarse y pudiendo, consecuentemente,

desaparecer fcilmente del sitio donde se encuentra por cualquier grieta.

1.4. Caractersticas del GNC.

El GNC es una mezcla de hidrocarburos gaseosos, principalmente metano en un

85 a 90%, que se obtiene de los yacimientos petrolferos o bien en formaciones

que contienen solamente gas. Se debe comprimir a presiones altas para poder

acumular cantidades grandes en espacios reducidos (200 Kg. /cm)

Las caractersticas ms destacables de este combustible son las siguientes:

a. El GNC no produce la formacin de residuos carbonosos e impurezas en el

cabezote y en la cabeza de los pistones, asegurando menor contaminacin del

aceite y mayor vida til, incluso de las bujas.

b. El hecho de que sea un gas asegura mayor calidad de la mezcla con el aire

aspirado, lo cual significa mayor eficiencia en la combustin ya que la misma est

libre de formaciones residuales secundarias y nocivas como las que puede

generar el combustible lquido gasificado.

c. Desde el punto de vista ecolgico el GNC tiene caractersticas de pureza que le

permiten lograr una combustin completa sin emitir al medio exterior residuos

contaminantes. En este caso, los gases de escape prcticamente no contienen

monxido de carbono ni anhdrido sulfuroso y en especial nada de plomo, cuya

presencia en el aire es sumamente nociva.

Ahora bien, desde el punto de vista operativo deben tenerse en cuenta algunas

variables directamente relacionadas con el comportamiento funcional de las piezas

que forman parte de la cmara de combustin (ellas son: vlvulas, asientos,

pistones, aros y cilindros).

Una de las caractersticas ms importantes es que no contiene plomo,

componente que s posee la gasolina. El plomo agregado a la gasolina se

interpone entre el asiento y la vlvula formando una barrera protectora. Al no

existir sta se produce un desgaste por abrasin, vale decir, se va eliminando el

material y se produce el hundimiento del asiento. Este fenmeno se origina

especialmente en las vlvulas de escape, debido a que trabajan en un ambiente

corrosivo y a elevada temperatura (hasta 870C) adems de soportar enormes

esfuerzos como el de la presin de combustin y del cierre violento contra su

asiento tantas veces por segundo como las revoluciones a las que gire el motor.

Otra de las caractersticas importantes es que la inflamacin del gas es

considerablemente lenta y con mayores dificultades para iniciar la combustin, lo

cual genera dificultades de enfriamiento en la vlvula de escape. Vale decir que

cuando la vlvula de escape vuelve a abrirse encuentra gases que todava no se

han enfriado lo suficiente y comienza a elevar su temperatura. Por otra parte, al

entrar como gas a la cmara de combustin en lugar de pequeas gotitas de

combustible lquido como en la gasolina, no existe la absorcin de calor que se

produce al vaporizarse estas gotitas suspendidas en la corriente de aire que

ingresa al cilindro. Para resolver este problema de desgaste de las vlvulas se

utiliza el recubrimiento de estellite.

La tercera caracterstica destacable del GNC es su alto poder detonante, 120 a

130 octanos, lo cual permite elevar la relacin de compresin de los motores hasta

valores de 11:1 o 12:1. Sin embargo esto no se lleva a cabo en razn de que la

mayora de los motores estn concebidos para funcionar con gasolina, entonces

se utilizan ambos combustibles (gasolina - gas) segn las posibilidades de

abastecimiento.

En algunos casos este uso dual provoca anomalas operativas como por ejemplo

detonacin, la que genera en los pistones quemadura en la cabeza, rotura de

tabiques y engrane. Este problema se produce por la mencionada baja velocidad

de combustin que tiene el GNC y, para que no ocurra, es necesario aumentar el

avance inicial. Recomendamos utilizar el variador de avance electrnico en el

sistema y emuladores para los motores con inyeccin, con el fin de evitar en un

alto porcentaje que se origine detonacin en la cmara de combustin cuando se

transfiere al combustible alternativo causando daos en el pistn como el que

muestra la figura 1.2. La experiencia indica que los valores aproximados de

avance para motores sin variador son de 16 a 18, y con variador entre 21 y 22,

estos valores oscilan en motores de distintas marcas.

A nivel mundial no se conocen ni se necesitan recubrimientos ni materiales

especiales para aros de pistn cuando se utiliza GNC como combustible

alternativo.

Figura 2. Efectos de la detonacin en el mbolo

1.5. Empleo del GNC como carburante para vehculos.

El gas natural en los vehculos no es un concepto nuevo como combustible. Los

italianos lo utilizan desde el ao 1940.

El gas natural es un combustible que se encuentra bajo la superficie terrestre y se

origina de forma natural por descomposicin durante periodos largos de tiempo.

En condiciones normales se encuentra en estado gaseoso. Su densidad es menor

que la del aire, es incoloro e inodoro. No es un producto corrosivo, es un producto

inflamable a una elevada temperatura de autoinflamacin.

El gas natural licuado (GNL) se obtiene mediante licuefaccin del gas natural por

el enfriamiento hasta aproximadamente 161 C a presin atmosfrica,

producindose una disminucin en su volumen de 570 a 600 veces cuando pasa a

fase lquida respecto del que tiene en fase gas. Por tanto, el GNL es un producto

criognico. La densidad del GNL es inferior que la del agua.

Debemos saber que, de las dos formas posibles que se puede suministrar el gas

natural, gas o lquido, ha sido la primera la que ms se ha utilizado hasta ahora

(aunque esto no quiere decir que sea mejor o peor una que otra).

Los vehculos de gas natural2 (VGN) se pueden clasificar en funcin de la forma

desde la cual se han obtenido en:

Vehculos bi-fuel (bi-combustibles). Son vehculos que pueden funcionar con gas

natural y con gasolina; la mayora estn diseados para que cambien de forma

automtica a gasolina cuando el depsito de gas natural se ha vaciado.

Estos vehculos consiguen los mismos o ligeramente menos Km. por litro

equivalente de gas natural, que los que utilizan slo gasolina.

Vehculos dual-fuel (combustible dual). Son vehculos que funcionan slo con gas-

oil o con gas-oil y gas natural simultneamente.

Los vehculos de combustible dual, la combustin de gas-oil sirve para encender el

gas natural.

Vehculos exclusivos. Son vehculos de gas que funcionan exclusivamente con

gas natural. Estos vehculos pueden ser de gasolina que han sido adaptados para

funcionar con gas natural.

Caractersticas en (VGN)

El combustible es una combustin limpia y emite pocas sustancias

contaminantes a la atmsfera.

No produce depsito en el fondo de las aguas.

Es un combustible seguro desde el punto de vista de riesgos de incendios.

Tiene un alto ndice de octano.

Tiene un rendimiento trmico aceptable.

Se producen pocas o ninguna prdida en el trasvase.

Es muy difcil la extraccin desde los depsitos. Dificulta su robo.

Es un combustible econmico.

Actualmente existe la tecnologa necesaria para su utilizacin.

Vehculos que funcionan con gas natural comprimido

Fig. 3 Vehculo destinado a la limpieza y recogida de basura en ciudades.

Fig. 4 Autobs urbano

Vehculo exclusivo

Son vehculos de gas que funcionan exclusivamente con gas natural comprimido,

normalmente son camiones de recogida de basura y autobuses urbanos.

Normalmente hay ocho depsitos con gas natural comprimido a alta presin (200

bar.) de 140 litros cada uno. La situacin de los depsitos depende del fabricante y

vehculo. Los autobuses los llevan en el techo y los camiones llevan cuatro en el

lateral (normalmente en el lugar donde llevan el depsito de gas-oil) y los otros

cuatro en medio del chasis (de difcil acceso a las vlvulas).

Procedimiento de actuacin en caso de siniestro

En primer lugar, se deber contactar con el conductor y aclarar las medidas de

seguridad que ha tomado (si se puede contactar), evaluar la situacin y tomar las

medidas ms adecuadas en cada caso.

En caso de no poder hacerlo, hay que asegurar el corte del circuito del gas:

1) Eliminando el contacto del vehculo.

2) Mediante la desconexin de las bateras.

Indistintamente si se hace eliminando el contacto o las bateras, hacemos actuar

las electrovlvulas que cierran el paso del gas de los depsitos.

1.6. Distribucin del GNC para vehculos.

El uso del gas natural como combustible vehicular, data de los comienzos de este

siglo, y su crecimiento ha experimentado una cierta penetracin en el mercado

mundial, donde hoy existen ms de un milln de vehculos distribuidos en ms de

cuarenta pases.

El gas natural ofrece caractersticas qumicas y fsicas que permiten su utilizacin

en el transporte, con emisiones mucho ms bajas que cualquier otro combustible

conocido que est en el mercado mundial.

Es el combustible ms econmico del mercado, no importa el destino del

consumo, con gas natural solo paga lo que consume.

Por ser un energtico natural preserva el medio ambiente. La combustin de gas

natural no produce residuos contaminantes.

En el mundo se percibe gran inters en la promocin del uso del GNC, como se

observa en la figura 1.5 el nmero total de vehculos convertidos a GNC.

Figura 5 Evolucin del GNC en el mundo

En la tabla 2 se observan pases en los cuales ya existen estaciones de servicio,

adems de las conversiones realizadas en un gran porcentaje que cada vez va

subiendo.

Tabla 4 Distribucin de vehculos a "GNC" en el mundo

1.7. Ventajas para utilizar la instalacin de GNC.

El uso del GNC para este estudio ayudara a comprobar que la adaptacin en

vehculos a gasolina ya sean multipunto o monopunto se la puede realizar, siendo

el GNC uno de los combustibles alternativos que est ingresando en la industria

automotriz con gran fuerza, este enfoque se lo llevar a la prctica con los

diferentes componentes del equipo, realizando diferentes pruebas en carretera.

Adicionalmente, el vehculo queda habilitado para utilizar gas y/o gasolina sin

inconvenientes, prolongando la vida del motor, disminuyendo la frecuencia el

cambio de aceite, llevando a un mejor desempeo del motor.

Ningn pas escapa la necesidad de movilidad, y al hecho que el sector

transportes, despus del sector industrial, sea el de mayor demanda de energa,

donde ms del 80% de sta corresponda al transporte carretero, es decir,

automviles, camiones y autobuses: entonces los combustibles alternativos como

el GNC es una de las soluciones ms apropiadas para nuestra economa y para

mantener nuestro medio ambiente apto para vivir.

Las necesidades de colaborar con el medio ambiente llevaron a las empresas

automotrices en un muy corto periodo de transicin a dejar de lado los vehculos

carburados e incorporar tecnologas de inyeccin de combustible y catalizadores.

Estos cambios obligaron a los productores de equipos de GNC a desarrollar e

importar tecnologas acordes con las exigencias de las nuevas realidades del

mercado local. As surgen los equipos con sistemas de controles de emisiones

aptos para ser utilizados en las modernas motorizaciones actuales.

La variable econmica ms importante es, sin duda, el tiempo de recuperacin de

la inversin realizada para la conversin del vehculo automotor. Este perodo es

funcin de los siguientes factores:

El recorrido medio anual o su equivalente diario.

El consumo especfico de la unidad en la que se encuentre adaptado el

sistema

El precio de venta relativo gas/gasolina

Adems la utilizacin de Gas Natural comprimido nos da los siguientes beneficios

como por ejemplo:

Prolonga la vida til del motor.

Cuenta con mayor nmero de octano que la gasolina (RON 125 contra 90),

produciendo una combustin ms completa.

El aceite que lubrica la planta motriz resulta menos contaminado por que

aumenta los intervalos entre cambios de aceite.

No forma sedimentos manteniendo las bujas limpias; no lava las paredes

de los cilindros del motor, permitiendo una mejor y efectiva lubricacin.

La naturaleza gaseosa del combustible elimina la accin de barrido del

lubricante en los cilindros durante las fuertes aceleraciones, con la ventaja

de reducir el desgaste por abrasin de las superficies metlicas.

1.8 ENFOQUES HACIA EL USO DEL GNC

El uso del GNC para nuestro estudio nos llevara a comprobar que la adaptacin

en vehculos a gasolina ya sean multipunto o monopunto se la puede realizar,

siendo el GNC uno de los combustibles alternativos que est ingresando en la

industria automotriz con gran fuerza, este enfoque lo llevaremos a la prctica con

los diferentes componentes del equipo, realizando diferentes pruebas.

Adicionalmente, el vehculo queda habilitado para utilizar gas y/o gasolina sin

inconvenientes, prolongando la vida del motor, disminuyendo la frecuencia el

cambio de aceite, llevando a un mejor desempeo del motor.

Ningn pas escapa la necesidad de movilidad, y al hecho que el sector

transportes, despus del sector industrial, sea el de mayor demanda de energa,

donde ms del 80% de sta corresponda al transporte carretero, es decir,

automviles, camiones y autobuses: entonces los combustibles alternativos como

el GNC es una de las soluciones ms apropiadas para nuestra economa y para

mantener nuestro medio ambiente apto para vivir.

1.9 SELECCIN DE LOS COMPONENTES PARA LA ADAPTACIN DE GNC

La seleccin de componentes para la adaptacin de GNC en el vehculo Corsa

Wind se hace de acuerdo a las caractersticas del mismo, existen muchos kits de

conversin de diferentes marcas y especificaciones tcnicas en el mercado dentro

de los cuales existen para vehculos a carburador y vehculos a inyeccin.

En este caso el kit especificado es para inyeccin a gasolina4. A continuacin

describiremos cada uno los componentes del kit de conversin.

El equipo de conversin de gas natural comprimido est compuesto por diferentes

componentes, los cuales se encuentran predispuestos para realizar una

determinada funcin.

Figura 6 Componentes del GNC

1.10. Depsito para GNC

Es el recipiente para almacenar el gas natural a altas presiones para de esta

forma utilizarlo como un contenedor de combustible gaseoso. Existen diversas

generaciones de cilindro principalmente en cuanto a la capacidad de

almacenamiento por unidad de peso del cilindro como se observa en la tabla

Tabla N 5 Presiones de funcionamiento del cilindro

Los cilindros son recipientes para almacenar el gas a alta presin. La presin

mxima de operacin de estos cilindros es de 205 bar (3.000psi).

Los cilindros para GNC son bsicamente cilndricos con extremos curvos que tiene

como caractersticas especiales:

Los cilindros son conformados en caliente por lo tanto no deben tener juntas,

uniones o soldadura, en general deben ser una sola pieza.

Todo cilindro debe estar marcado con un serial, una capacidad hidrulica y una

fecha de fabricacin ya que cada 5 aos a partir de su fecha de fabricacin el

cilindro deber ser sometido a una prueba hidrosttica con el fin de garantizar su

seguridad.

Los cilindros debern estar sujetos a la estructura o la carrocera del vehculo por

medio de unos herrajes metlicos, separados del cilindro por un componente

plstico para evitar contacto metal-metal. La ubicacin del cilindro puede definirse

segn el vehculo, cumpliendo ciertas normas bsicas como: no sobresalir del

permetro del vehculo, no afectar la estabilidad del vehculo, cumplir unas

distancias mnimas respecto al suelo 55cm y los extremos del vehculo 50cm

dependiendo del vehculo.

Figura 7 Cilindro de almacenamiento

1.11. Vlvula de llenado

Es una vlvula de retencin que permite el paso del surtidor a los cilindros al

momento del llenado.

En los vehculos con longitud mayor de 6m se puede ubicar la conexin en un

costado del mismo. En este caso debe estar protegida de la intemperie o de daos

fsicos, bien por la estructura del vehculo o por un compartimiento construido para

tal efecto.

Figura 8 Vlvula de llenado

1.12. Vlvula de cilindro

Estn colocadas directamente en el cilindro y tienen como funcin aislar

independientemente cada cilindro del sistema, adicionalmente deben contar con

elementos de seguridad como cierre manual, control de exceso de flujo y de

exceso de temperatura.

Figura 9 Vlvula de cilindro

1.13. Tubo de alta presin

La tubera de alta presin deben ser fabricadas en acero y soportar una presin de

operacin de 205 bar. o 3000 psi. Y una presin de prueba de 965 bar.

La tubera en su recorrido deber estar fijada a la estructura del vehculo y se le

debern formar rulos (colas de marrano) de mnimo dos vueltas entre cada

componente del sistema de alta presin.

Figura 10 Tubo de alta presin

1.14. Regulador de presin

El regulador cumple bsicamente dos funciones la primera es disminuir, en varias

etapas, la presin del gas desde la presin de almacenamiento en los cilindros,

hasta una presin ligeramente similar a la presin atmosfrica en sistemas de

presin negativa.

En el caso de sistemas de presin positiva, los valores de presin pueden estar

cercanos a 2,5 bar (36,25 psi). La segunda funcin de este dispositivo es regular

el flujo de gas en la ltima etapa. De acuerdo a lo anterior la seleccin del

regulador es muy importante ya que determina el flujo de gas disponible de

acuerdo a la demanda del motor. Para su montaje deben tenerse en cuenta

recomendaciones del fabricante para su ptima operacin.

Instalar el reductor a una distancia no inferior a 150mm de los tubos y de los

silenciadores de escape. Si dicha distancia fuera inferior al valor mnimo prescrito,

pero superior a 75mm, ser necesario intercalar entre los elementos un diafragma

de chapa o material con caractersticas equivalentes con un espesor mnimo de

1mm.

Figura 11 Regulador de presin

1.15 Manmetro

El sistema debe contar con un manmetro montado en el sistema de alta presin

con el fin de medir permanentemente la presin del gas almacenado y su

disminucin. En la mayora de los casos este manmetro enva una seal al

selector de combustible de manera que el usuario desde el puesto del conductor

tenga nocin clara de que tanto gas tiene disponible, en otros casos esta funcin

la cumple un potencimetro.

Figura 12 Manmetro

1.16. Reductor-vaporizador GNC5

Es la vlvula que reduce la presin y regula el paso del gas hacia el motor. Consta

de 3 etapas: dos de reduccin de presin y una de gobierno caudal. Se activa a

travs de una electro vlvula que interrumpe el flujo entre la segunda y tercera

etapa, comandado por un interruptor que se desconecta 5'' despus del motor

detenerse, por medio de un sensor electrnico de pulsos de encendido que a su

vez obra de cebador automtico.

a. PRIMER ETAPA: es la encargada de efectuar la expansin y calefaccin del

gas, y reducir la presin de 200 bar a 3,5 bar.

b. SEGUNDA ETAPA: Esta se ocupa de regular a presin del gas a 1,5 bar de

manera que el flujo no vare con las distintas presiones de los cilindros

contenedores.

c. TERCER ETAPA: Es la encargada de modular la cantidad de gas adecuada a

los distintos regmenes del motor, de acuerdo a la succin que ejerce el mezclador

sobre la salida del reductor.

Figura 13 Funcionamiento del Reductor para GNC

1.17. Mezclador

El mezclador es el componente del equipo de GNC que rene el oxgeno que

proviene del filtro de aire con el gas que pasa por el reductor de presin,

produciendo la mezcla carburante que ingresa en la cmara de combustin del

motor. La mezcla aire-gas es succionada por el vaco que produce el cilindro en la

1 etapa de admisin del carburante.

En los motores a inyeccin el mezclador se intercala en el conducto de aspiracin

de aire.

Cada motor requiere un desarrollo propio, de acuerdo con las especificaciones,

compresin y capacidad cilndrica. El motor de cuatro tiempos produce vaco, en

forma similar a una bomba de aire: aspira aire y combustible los que entran por la

admisin comenzando el llenado del cilindro.

Cuando se anexa el gas natural comprimido, el mezclador (tambin llamado

difusor, dosificador) es la pieza fundamental para mezclar en el momento el

oxgeno con el metano.

La depresin que produce el pistn genera la apertura de la membrana

(diafragma) de la 3 etapa permitiendo el paso del gas hacia el mezclador y su

encuentro con el aire. En este instante se hacen homogneas las molculas de

gas con las de aire, haciendo que el efecto Venturi que incorpora el diseo del

mezclador, produzca la turbulencia necesaria en la mezcla, para hacer el ingreso y

llenado en forma ptima en la cmara de combustin y obtener la mxima

potencia.

El mezclador es llamado "el carburador de gas", pues cumplimenta la misma

funcin que el antiguo carburador de combustible: Permitir el clculo

estequiomtrico ptimo, para que la mezcla produzca la mxima combustin que

realice la transformacin de energa trmica contenida en el hidrocarburo en la

energa dinmica producida por el motor.

Figura 14 Mezclador

1.18 Emulador de inyectores

Este sirve para evitar que se mezclen los combustibles, la seal es cortada

individualmente. Existen dos tipos de emuladores:

a. Sistemas de inyeccin multipunto: Cuando cada cilindro es alimentado por un

inyector nico.

b. Sistemas de inyeccin monopunto: Utilizado en vehculos donde un solo

inyector alimenta a todos los cilindros.

Figura 15 Emulador de inyectores

1.19 Electrovlvula de gas

Dispositivo montado en el regulador o en el sistema de alta presin que abre o

cierra el flujo de gas segn el combustible seleccionado.

Figura 16 Electro vlvula de gas

1.20. Variador de avance6

Son dispositivos para los sistemas bi-combustibles GNC - gasolina que modifica el

comportamiento del sistema de encendido original del motor cuando pasa a

trabajar con GNC, este dispositivo solo se activa cuando el vehculo esta

funcionando con GNC.

Estos sistemas bi-combustibles, corrigen principalmente dos problemas:

La mezcla aire gas se enciende ms "lentamente" que la de aire -

gasolina (tiene menor velocidad de llama).

El gas natural como todos los combustibles secos, tiene mayor resistencia

elctrica que la gasolina.

Adicionalmente si su vehculo es inyectado y con sensores de oxgeno, se

debern montar emuladores de inyeccin y de sensor de oxgeno con el fin de

retroalimentar el computador del vehculo, finalmente se deber complementar

con un sistema de control de flujo para suministro de gas al motor.

Figura 17 Variador de avance

1.21. SELECTOR DE COMBUSTIBLE

Dispositivo que permite hacer la seleccin del combustible a utilizar por medio de

control sobre electro-vlvulas para gas y gasolina, adicionalmente permite mostrar

el nivel de presin de gas natural y activar o desactivar otros componentes del

sistema segn el combustible que se este utilizando, este dispositivo deber ser

ubicado cerca al puesto del conductor que permita fcil acceso y operacin.

Figura 18 Selector de combustible

1.22 EMULADOR DE SONDA

Es un sistema electrnico que censa el contenido de O2 en los gases de escape y

en la atmsfera; estos datos los utiliza el computador del motor para regular la

mezcla. En una conversin se utiliza un dispositivo que se sirve de estos datos

para lograr el adecuado funcionamiento del motor cuando funciona a gas. Estos

sistemas se utilizan en la actualidad en la mayora de las conversiones.

1.23 ADAPTACIN E INSTALACIN

Adaptacin mecnica

La preconversin surge porque el funcionamiento con gas requiere una condicin

ptima del motor, que siendo diseado originalmente para operar con un

combustible lquido como la gasolina, puede existir algn grado de desajuste con

este combustible, pero no as con el gas que de alguna manera supone un

rgimen diferente en el cual el motor podr operar solo si esta ajustado dentro de

los parmetros ptimos.

La preconversin es un proceso de anlisis que sirve para saber si el vehculo

est apto para recibir el sistema bi-combustible.

Las inspecciones son las siguientes:

Revisin del estado general de la estructura (chasis) y carrocera del

vehculo

Revisin del sistema de suspensin teniendo en cuenta el peso de los

cilindros.

Reconocimiento del compartimiento del motor para establecer la

disponibilidad de espacio para la ubicacin del kit.

Evaluacin de las condiciones mecnicas del motor mediante pruebas de

compresin, de vaco y anlisis de gases

Verificacin del sistema de refrigeracin del motor

Comprobacin del buen funcionamiento de los sistemas elctricos (figura

4.1) tanto del vehculo en general como de aquellos relacionados

directamente con el motor, tales como la batera, alternador, bobinas,

distribuidor, bujas (figura 4.2), inyectores, sensor de oxgeno, sensor de

flujo de aire, bomba de gasolina.

Verificar el buen estado del mdulo de control del motor.

Verificacin del estado del filtro de aire y gasolina.

Verificar la compresin del motor

Figura 19 Comprobaciones sistema elctrico

Figura 20 Verificacin del estado de las bujas

Verificar el buen estado del mdulo de control del motor.

Verificacin del estado del filtro de aire y gasolina.

Verificar la compresin del motor

Figura 21 Medicin de compresin del motor

Funcionamiento general del sistema

El gas es introducido al circuito por medio del pico de carga interno a una presin

de 200 bar, sta se puede comprobar en el manmetro que se encuentra en el

regulador de presin. Luego pasa por la vlvula de carga la cual permite cortar la

entrada de gas.

El gas es introducido por medio de caeras de acero sin costura hasta el cilindro

de almacenamiento. Los cilindros de distinto dimetro y largo segn la cantidad de

gas a almacenar cuentan en su entrada con una vlvula de servicio que permite

cerrar la entrada o salida de gas.

De la vlvula de servicio el gas se dirige por la caera a la vlvula de carga

nuevamente y de all al regulador de presin.

El regulador de presin el gas pierde presin hasta alcanzar la presin de trabajo

que es de entre 0.5 y 0.7 bar. Esta prdida de presin hace que el gas pierda

temperatura llegando hasta el congelamiento por lo cual se hace necesario

calentarlo utilizando una derivacin del sistema de refrigeracin del motor.

Una manguera de goma recubierta por una malla de acero lleva el gas desde el

regulador hasta el dosificador o hasta el mezclador pasando antes por una vlvula

limitadora de caudal o vlvula de mxima.

El mezclador se instala en el conducto que va desde el filtro de aire hacia el

mltiple de admisin. EL kit provee una llave conmutadora (Figura 4.4) que sirve

para seleccionar el tipo de combustible y se encuentra al alcance del conductor

adems cuenta con un indicador de nivel de carga de los cilindros de

almacenamiento.

Figura 22 Llave conmutadora

Existe la posibilidad de corregir el avance al encendido (que para el GNC es

mayor) con el agregado de un variador electrnico de avance que se desactiva

cuando el vehculo funciona con gasolina.

Consideracin para la utilizacin del sistema

Se debe tener en cuenta mantener una reserva mnima de un cuarto del deposito

de gasolina para poder llegar a la estacin de servicio que tenga surtidor del

sistema GNC, para el buen funcionamiento de la bomba de la gasolina, esto en el

caso que exista estaciones de servicio en nuestro pas.

Se aconseja conducir el vehculo sin aceleraciones violentas que puedan

comprometer el buen funcionamiento del mismo.

Revisar que cada una de las conexiones elctricas se en cuentren aisladas para

que no existan fugas de corrientes.

Al realizar las conexiones del circuito de refrigeracin debemos verificar que exista

un flujo de agua constante para evitar un congelamiento del gas en el momento

del cambio de gasolina/gas.

Respecto a los cilindros es muy importante dar el par de apriete adecuado de la

vlvula en su conexin al cilindro, hermeticidad en las conexiones roscadas,

compatibilidad entre los materiales es decir los roscados.

Los reguladores de presin deben ser escogidos en funcin de la cilindrada del

motor en el cual van a operar, porque dependiendo de este parmetro, se

requerir un regulador de mayor o menor capacidad para garantizar el caudal de

gas que necesita el motor para su correcto funcionamiento.

Cuando se contemple el uso de los reguladores de caudal de gas, estos deben

seleccionarse de acuerdo con el grado de sofisticacin que tenga el vehculo en la

parte electrnica, cuando no existe tal sofisticacin, simplemente se seleccionara

un componente mecnico de regulacin manual que tiene un costo menor que

otros reguladores mas complejos.

En el caso del mezclador este se debe seleccionar consultando los catlogos del

fabricante y teniendo en cuenta la marca del vehculo, la cilindrada del motor, el

tipo de sistema de alimentacin para el combustible gasolina y los dimetros de

ductos de admisin.

Se debe tomar en cuenta de pasar lo cables del emulador lo mas lejos posible de

los cables de alta tensin para que no existe una distorsin de la seal que enva

el mismo.

1.24 Adaptacin de sistemas de alimentacin e inyeccin

Emulador de Inyectores

El emulador con desactivacin de inyectores es utilizado para cortar la seal de

activacin de los inyectores en vehculos con inyeccin multipunto (figura 4.5).

Esto se produce cuando se cambia el combustible de gasolina a gas. Ya no es

necesario controlar la polarizacin de los inyectores porque sePara su instalacin

y correcto funcionamiento debemos tener en cuenta las siguientes

recomendaciones:

fuentes de calor excesivo, con el fin de evitar daos irreparables.

Figura 23 Emulador de inyectores

Pasar los cables del emulador lo ms lejos posible de los cables de alta

tensin.

Realizar buenas conexiones elctricas.

Funcionamiento con GNC

El sistema instalado est equipado con arranque con gasolina a fin de

salvaguardar la instalacin original.

Figura 24 Conmutador en posicin inicial

Con el conmutador (figura 4.6) en la posicin gas gire la llave y poner en marcha

el motor sin pisar el acelerador (el motor arranca y alcanza el rgimen de

revoluciones ideal para la temperatura en la cual se encuentra). En esta fase los 4

LED estn intermitentes. El vehculo est funcionando con gasolina y est

predispuesto para pasar al gas.

Paso automtico al Gas

El paso puede en aceleracin o en desaceleracin cuando se alcanza el nmero

de revoluciones configurado, es aconsejable efectuar el paso al gas en

desaceleracin con el coche en movimiento por ejemplo durante un cambio de

marcha sin aceleraciones bruscas.

El paso al gas en aceleracin debe ser efectuado con el vehculo parado, con una

simple aceleracin. El paso al gas en todo caso es automtico y esta controlado

por el microprocesador que controla el conmutador (figura 4.6).

Figura 25 Secuencia del paso automtico de gas

Paso manual de Gas a Gasolina

La condicin de depsito casi vaco es resaltada, adems que por la intermitencia

lenta del led indicador, tambin por la falta de alimentacin para el motor

seguidamente por la disminucin de la velocidad del vehculo, entonces es

necesario pasar a gasolina en manual.

1.25 Adaptacin del sistema de encendido.

Llave Conmutadora

La llave de conmutacin se instala en el habitculo, en la zona del panel de

instrumentos, si es posible al lado opuesto al cilindro de la llave de contacto en la

columna de la direccin.

Tiene por funcin pasar del sistema de gasolina al de GNC y viceversa. Adems

posee una serie de leds que indican la cantidad de gas contenida dentro del

cilindro y cuando se est usando la reserva del cilindro de gas.

La llave acta sobre la electrovlvula que se encuentra en el regulador de presin,

la cual deja o no pasar gas hacia el motor, de la misma forma controla al emulador

de inyectores.

Variador Electrnico de avance

Por medio de este dispositivo se logra variar el avance del encendido. Mientras

que los vehculos que funcionan con gasolina tienen un avance promedio de 12

estos mismos vehculos funcionando con GNC deben tener un avance de 22 para

un correcto funcionamiento.

Esto se logra intercalando el variador electrnico entre el encendido electrnico

del vehculo y la bobina. Se debe tener en cuenta lo siguiente:

Fijar el variador en posicin vertical lejos de posibles filtraciones de agua y

fuentes de calor excesivo (figura 4.7). Colocar los cables del variador lo

ms lejos posible de los cables de alta tensin.

Realizar buenas conexiones elctricas

No abrir nunca la caja del variador, sobre todo con el motor en marcha o

con la llave de ignicin en contacto.

Figura 26 Variador de Avance

Despus de haber realizado las conexiones de todos los componentes tenemos el

kit armado totalmente en el vehculo.

Despus de haber realizado las conexiones de todos los componentes tenemos el

kit armado totalmente en el vehculo.

Calibracin puesta a punto

La puesta a punto se la realiza cuando los componentes se encuentran instalados,

luego de revisar que sus conexiones estn correctas para que en el procedimiento

no exista ningn problema.

Para la puesta a punto se debe tener en cuenta:

Puesta a punto con variador electrnico de avance

El avance inicial de encendido no ser modificado ya que la correccin de avance

con el motor funcionando con GNC la har el variador de avance electrnico.

Dicha variacin de avance podr ser configurada de acuerdo a las caractersticas

del vehculo y a las que permita el variador.

La calibracin del avance se efecta mediante 4 microinterruptores situados a un

lado del conector del variador. Si los microinterruptores estn situados en la

posicin ON dan el siguiente adelanto al encendido (tabla IV.1):

Tabla 6 Grados de avance

Calibracin de Caudal mximo

Para la regulacin del equipo de GNC primero regularemos el mximo caudal

admisible o regulacin de mxima (figura 4.8). Esto consiste en:

Llevar al motor a la temperatura normal de funcionamiento.

Pasar a funcionamiento con GNC.

Acelerar el motor hasta 2500 3000 RPM y mantener fija la posicin de la

mariposa durante todo el proceso de regulacin.

Girar el tornillo de regulacin A de la vlvula de mxima para lograr una

aceleracin del motor.

Seguir girando el tornillo de regulacin (las RPM se Irn incrementando)

hasta notar que las RPM empiezan a descender, en ese punto se habr

logrado la calibracin de mxima.

Una vez hallado el punto fijar el tornillo por medio de la contratuerca.

Calibracin de Caudal mnimo

Una vez que se ha regulado el caudal mximo, se procede con la calibracin de

caudal mnima. Esto consiste en:

Llevar el motor a la temperatura optima de funcionamiento.

Pasar a funcionamiento con GNC.

Dejar la mariposa en posicin de reposo y mantenerla as durante la

calibracin.

Girar el tornillo de regulacin de mnima B que esta en el regulador de

presin hasta lograr un ralent estabilizado.

Una vez estabilizado fijar el tornillo de calibracin.

Figura 27 Regulacin del caudal mximo y mnimo

1.26 Diagramacin

En el kit de adaptacin existen componentes electrnicos, los cuales tienen su

diagramacin que sirve para la conexin del sistema (figura 4.11), donde se

encuentra bien sealado hacia dnde va cada cable para no tener ningn error.

Los colores ms comunes son el marrn, negro, rojo, amarrillo, verde, azul. Estos

componentes electrnicos mejoran las condiciones del motor como el variador de

avance (figura 4.9) y el emulador de inyectores

Figura 28 Variador de avance

Figura 29 Emulador de inyectores

Figura 30 Diagrama general del sistema

Instalacin del kit en el vehculo

Se instal un kit de adaptacin electromecnico para gas natural de la casa LANDI

sobre un motor Chevrolet Corsa Wind 2003, encendido electrnico convencional,

1400cc, 4 cilindros, sistema 8 vlvulas de distribucin, simple rbol de levas,

perteneciente al Laboratorio de la Escuela, calibrado segn el procedimiento

recomendado por el fabricante y cuyos datos tcnicos se encuentran en la tabla

IV.2

Tabla 7 Datos Tcnicos del Vehculo

Figura 31 Chevrolet Corsa Wind 1.4

El kit de adaptacin est compuesto por los siguientes componentes:

Regulador de presin.

El regulador de presin (figura 4.13) se instala en uno de los laterales del vano

motor, a la mayor altura posible y en la posicin ms adecuada; entre los

parmetros que se debe cumplir estn:

Ubicar por lo menos a 60mm del sistema de escape.

No estar a no menos de 40mm de la batera.

No ubicar a menos de 150mm de la lnea frontal del automvil.

Para su correcto funcionamiento se requiere que su plano frontal quede en

posicin vertical y paralelo al eje longitudinal del vehculo.

Figura 32 Posicin del regulador en el Vehculo

Vlvula de carga

La vlvula de carga (figura 4.14) se debe instalar cercana al regulador de presin

con un alejamiento no mayor a los 600mm y a la mayor altura posible.

Su ubicacin debe permitir un fcil acceso para poder operar sobre ella con

prontitud y efectividad.

Figura 33 Posicin de la vlvula de carga en el Vehculo

Vlvula de cilindro o de servicio

La vlvula de cilindro (figura 4.15) tiene por objeto el corte de suministro de gas a

alta presin desde el cilindro de almacenamiento hacia el regulador en posicin

cerrada. Se la instala a la salida de los cilindros.

En los vehculos con vlvula de carga externa, la tubera de alta presin se

conecta a la segunda salida de presin que posee la vlvula del cilindro.

Figura 34 Vlvula de cilindro

Manmetro

Se instala normalmente junto con la vlvula de de carga (figura 4.16). Se lo debe

posicionar de modo que su lectura sea absolutamente fcil y cmoda,

fundamentalmente durante la operacin de carga.

Figura 35 Posicin del manmetro

Regulador de Caudal de mxima

Este regulador va situado entre la salida del regulador de presin y el mezclador.

Est constituido por un cuerpo metlico y un tornillo de regulacin el cual se debe

calibrar para regular el caudal de mximo admisible (9.6x10-4 m/h)

Figura 36 Posicin del regulador de caudal

Mezclador

Este dispositivo consiste en un Venturi que se instala en el conducto que va desde

el filtro de aire a la boca del mltiple de admisin (figura 4.18). En el caso de

vehculos con inyeccin monopunto el mezclador puede ser instalado entre el

cuerpo del inyector y el mltiple de admisin.

La funcin del mezclador es mezclar el aire con el gas.

Figura 37 Posicin del mezclador

Cilindro

Los cilindros se pueden instalar en diferentes lugares dependiendo del tipo del

vehculo.

Los lugares tpicos de instalacin son:

En el bal de vehculos tipo sedan

En el balde de las camionetas

En la caja de carga, o en el piso de vehculos comerciales.

Instalacin en caja

Los soportes que se utilizan en la instalacin del cilindro deben ser reforzados en

la zona de anclaje para que no sufran deformaciones en la estructura (piso, caja,

etc.)

1.27 Instalacin elctrica electrnica.

En el kit de adaptacin existen componentes electrnicos, los cuales tienen su

diagramacin que sirve para la conexin del sistema (figura 4.11), donde se

encuentra bien sealado hacia dnde va cada cable para no tener ningn error.

Los colores ms comunes son el marrn, negro, rojo, amarrillo, verde, azul. Estos

componentes electrnicos mejoran las condiciones del motor como el variador de

avance (figura 4.9) y el emulador de inyectores (figura 4.10).

Figura 38 Variador de avance

Figura 39 Emulador de inyectores

Figura 40 Diagrama general del sistema

1.27 MANTENIMIENTO DEL SISTEMA.

Introduccin

Mantenimiento es el proceso de comprobaciones y operaciones necesarias para

asegurar a los vehculos el mximo de eficiencia, reduciendo el tiempo de parada

para repararlos. La estructura del mantenimiento de los vehculos mantiene una

relacin directa con su categora y con las condiciones en que stos dan servicios.

Dentro de lo que constituye el mantenimiento de un automotor en la prctica

deben considerarse, tomar en cuenta y llevar registros de mantenimiento

sintomtico o primario, mantenimiento preventivo y mantenimiento correctivo.

El mantenimiento no es un "fin" que se desea alcanzar, sino tan solo un medio"

del que el mecnico, el propietario se vale para conseguir sus propsitos13.

Mantenimiento preventivo

Este tipo de mantenimiento puede ser ejecutado normalmente por un taller

debidamente equipado. El mantenimiento se lo realizar una vez transcurrido el

perodo establecido o de trabajo del vehculo, debiendo hacerse este tipo de

mantenimiento de acuerdo al tipo de utilizacin de cada vehculo.

En este mantenimiento preventivo deber existir el recambio de las piezas de

seguridad que se deterioran con el paso del tiempo y es necesario recambiarlas

peridicamente para asegurar un funcionamiento seguro del vehculo.

La condicin de servicio de estas piezas no puede determinarse mediante los

procedimientos normales de inspeccin. Por consiguiente, deben recambiarse de

acuerdo al programa sin importar si parecen o no estar en buenas condiciones.

Objetivos del mantenimiento preventivo

Reducir la necesidad de grandes reparaciones, corrigiendo dificultades

menores apenas aparezcan ahorrando costos de mantenimiento.

Mantener los vehculos en su estado de mxima productividad.

Resguardar la seguridad.

Mejorar el servicio al cliente.

Reducir los costos operativos generales

Reducir los niveles de emisiones contaminantes.

Ventajas del mantenimiento preventivo:

Confiabilidad, los equipos operan en mejores condiciones de seguridad, ya

que se conoce su estado, y sus condiciones de funcionamiento.

Disminucin del tiempo muerto, tiempo de parada de equipos/mquinas.

Mayor duracin, de los equipos e instalaciones.

Disminucin de existencias en Almacn y, por lo tanto sus costos, puesto

que se ajustan los repuestos de mayor y menor consumo.

Uniformidad en la carga de trabajo para el personal de Mantenimiento

debido a una programacin de actividades.

Menor costo de las reparaciones.

El aceite16

Despus de la temperatura del motor, el factor ms importante en el desempeo y

vida til del motor convertido a gas es el aceite. Para esto hay que combatir el mito

de que el gas no demanda tanto al aceite y que se puede usar aceites inferiores.

De hecho, hay muchos aceites baratos en el mercado que indican en la etiqueta

que son para motores a gas:

Figura 41 Aceite API SF/CC

Son de aceite bsico API Grupo I, alto en compuestos aromticos, tienen pocos

aditivos y baja clasificacin API.

Estos aceites tendrn una vida muy corta, muchos depsitos en el motor por su

nitracin y un aumento de viscosidad por la oxidacin causado por la nitracin. El

aumento de viscosidad causa un aumento de desgaste y mayor consumo de

combustible.

La diferencia primaria entre aceite para motor a gas natural y otros aceites de

motores de combustin interna es la necesidad de resistir los varios niveles de la

degradacin del aceite causada por el proceso de la combustin del gas, que tiene

como resultado la acumulacin de xidos de nitrgeno. Esta condicin, llamada

comnmente nitracin, se debe controlar regularmente si ambos, lubricante y la

vida de motor quieren ser mantenidos.

Entonces analicemos las caractersticas necesarias para un aceite.

Podemos decir que el aceite tiene 2 elementos. Aceite bsico y un paquete de

aditivos. La vida til y la resistencia a la nitracin y la oxidacin son principalmente

dependientes de la calidad del aceite bsico.

Un aceite barato es API Grupo I, tpicamente contiene entre 68% y 77% de

molculas saturadas, dejando entre 23% y 32% compuestos aromticos para

descomponer. Son estas molculas que reaccionan con los residuos de la

combustin, evaporan, forman cidos, oxidan y dejan depsitos en el motor.

Figura 42 Aceite SAE 15W 40 SL para GNC/GLP

El aceite que es un poco ms caro utiliza el mismo aceite bsico o a veces hasta

85% de molculas saturadas, pero combaten la nitracin y la oxidacin con ms

aditivos. En trminos simples, es la adicin de esta cantidad de aditivos que eleva

el aceite al nivel de proteccin API SL. Un aceite API SL puede resistir la nitracin

y la oxidacin por mucho ms tiempo que un aceite que cumple solamente con las

especificaciones API SF, SG, SH, o SJ. Tenemos anlisis de aceites de taxis en

Santa Cruz que recorren 8,000 kilmetros en la ciudad entre cambios de aceite y

el aceite que utilizaban de un buen Grupo I y clasificacin API SL que no

demuestra ningn problema de nitracin ni oxidacin en ese perodo.

La industria de lubricantes contina desarrollndose. Hoy en da hay aceites en el

mercado de aceite bsico API Grupo II, bsicos sintetizados, sintticos

tradicionales, y mezclas de estos. Estos aceites garantizan una mayor vida til sin

nitracin ni oxidacin.

Una vez instalado el sistema, tome en cuenta los elementos variables que

afectaran la vida til y los costos de mantenimiento.

La Mezcla correcta es muy importante.

Si la mezcla es muy pobre (poco gas y mucho aire), la temperatura del

motor ser ms baja, la fuerza reducida y la nitracin aumentar, causando

depsitos, cortos intervalos entre cambios de aceite y creando lodo en el

motor.

Si la mezcla es muy rica (mucho gas y poco aire), la temperatura

aumentar y la potencia aumentar, pero puede causar varios frentes de

combustin en los cilindros, causando detonacin. La detonacin puede

causar serios daos en la culata, los pistones, los asientos de vlvulas y a

veces hasta la falda del pistn como soplete.

Como cualquier adaptacin, la mezcla tendr que ser ajustada de acuerdo

a los resultados hasta llegar al punto ptimo para cada tipo de motor. Esto

ser determinado por la medicin del gas del escape con equipo

electrnico. Una vez determinado, hay que anotarlo para el futuro.

La calidad del Aceite determinar la economa de operacin.

Un aceite de ltima generacin, API SL, formulado con aceite bsico

sintetizado, sinttico, o grupo II dar un buen intervalo entre cambios de

aceite sin problemas de nitracin. Adems de resistir la nitracin y la

oxidacin, los mejores de estos aceites mantendrn hasta 45% mayor

grosor de pelcula en reas de alta presin en el motor (rbol de levas,

anillos, cojinetes) que los aceites tradicionales.

La Viscosidad del Aceite determinar la facilidad de arranque, el desgaste

del motor y la vida til de la batera. Nunca utilice aceite SAE 40 (Especial

40) en motores convertidos a gas. Observe las recomendaciones de la

fbrica del auto, que indicar SAE 5W-30, SAE 10W-30, SAE 15W-40, o

SAE 20W-50, dependiendo del modelo.

Ecologa:

"El gas natural es el combustible ecolgico por excelencia ya que las emisiones se

reducen en ms del 80% en vehculos que usan gas natural".

El Gas Natural Vehicular, tiene una combustin muy limpia: no emite

cenizas ni partculas slidas a la atmsfera; genera una reducida emisin

de xidos de nitrgeno (NOx), monxido de carbono (CO), dixido de

carbono (CO2) e hidrocarburos reactivos, y virtualmente no genera dixido

de azufre (SO2).

Contribuye a abatir eficazmente el efecto invernadero y la lluvia cida

Es seguro de transportar

Es ms ligero que el aire: En la eventualidad de un escape, el gas se

dispersa hacia arriba rpidamente en lugar de acumularse formando

depsitos peligrosos en el suelo.

No es corrosivo, No es txico

Disminuye el grado de emisiones sonoras

Menor contenido de carbono de todos los combustibles fsiles

Monxido de Carbono

Al 25% de aceleracin, el porcentaje de concentracin de CO es menor 0.8 a 0.6%

cuando se utiliza GNC, esto nos quiere decir que existe menor cantidad de

combustible parcialmente quemado, en cambio en gasolina el porcentaje de

concentracin es de 1.3 a 1.1%, esto es de 1500 a 2850 R.P.M.

Al 50% de aceleracin, el porcentaje de concentracin de CO con el GNC es

menor, va desde 2.5 a 0.2%, de 1500 a 4000 R.P.M, esta combustin es mas

limpia es por eso que genera una reducida emisin de gases comparado con la

gasolina. Con gasolina el porcentaje es mayor va desde 3.2 a 1.7%, y a medida

que las revoluciones aumentan, los porcentajes se incrementan.

Al 100% de aceleracin, el porcentaje de concentracin de CO con el GNC es de

2.5 a 0.2%, de 1500 a 4200 R.P.M, y con gasolina va desde 3.8 a 3.5%, esto es

con carga aplicada al banco de pruebas.

Dixido de carbono

Al 25% de aceleracin, el porcentaje de concentracin de CO2 cuando se utiliza

GNC es de 8.4 a 7, de 1500 a 2800 R.P.M, y con gasolina va desde 9.1 a 11%, el

CO2 aumenta.

Al 50% de aceleracin, el porcentaje de concentracin de CO2 con el GNC va

desde 7.2 a 9%, de 1500 a 4000 R.P.M, y con gasolina va desde 8.4 a 10%

Al 100% de aceleracin, el porcentaje de concentracin de CO2 cuando se utiliza

GNC va desde 8 a 10.1%, de 1500 a 4500 R.P.M, y con gasolina va desde 8.2 a

11.4%. La combustin que va a realizar el motor cuando se utiliza como

combustible el GNC es ms pura que con la gasolina trabajando en las mismas

condiciones. El kit est realizando un buen trabajo y esto va a la par con la pureza

del gas.

Oxgeno

Al 25% de aceleracin, el porcentaje de concentracin de O2 cuando se utiliza el

GNC va desde 5.5 a 6.2%, de 1500 a 2800 R.P.M, con gasolina va desde 7 a

5.3%.

Al 50% de aceleracin, el porcentaje de concertacin de O2 con el GNC es de 6%,

de 1500 a 4000 R.P.M, y con gasolina va desde 6.1 a 5%.

Al 100% de aceleracin, el porcentaje con GNC es de 7.3 a 7.5%, de 1500 a 4500

R.P.M, en cambio con gasolina va desde 5.5 a 6%.

Segn las curvas obtenidas podemos ver que existe una constante de 17% entre

disminuciones y aumentos de los valores de oxgeno obtenidos en los diferentes

rangos de operacin del motor Chevrolet Corsa WIND

Hidrocarburos

Al 25% de aceleracin, el porcentaje de concentracin de hidrocarburos, utilizando

como combustible el GNC va desde 170 a 140 ppm, de 1500 a 2800 R.P.M y con

gasolina va desde 240 a 230 ppm.

Al 50% de aceleracin, el porcentaje de concentracin con el GNC va desde 420 a

70 ppm, de 1500 a 4000 R.P.M, con gasolina va desde 400 a 160 ppm.

Al 100% de aceleracin, el porcentaje de concentracin con el GNC va desde 480

a 60 ppm, de 1500 a 4500 R.P.M, y con gasolina va desde 440 a 125 ppm.

Los hidrocarburos medidos en partculas por milln disminuyen en GNC en un

promedio 54% con respecto a las emisiones utilizando como combustible gasolina.