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ITAB Conversión de motores a GNV1
CONVERSION DE MOTORES A GNV 1.1. Antecedetes: El GNV fue utilizado en los inicios de los motores Otto en su denominación de gas de alumbradoTemperatura de ignición GNV 650, gasolina 350 C
1.2. Características del combustible
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1.2. Características del combustible
La principal característica del Gas Natural radica en que, debido a su mayoritario contenido en metano, y puesto que este compuesto presenta el mayor ratio H/C de entre todos los hidrocarburos (4 frente a 3 del etano, 2.67 del propano, 2.5 del butano y 2.25 de la gasolina), produce en su combustión una menor proporción de CO y CO2.
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1.3. Composición del aire
N2 (Nitrogeno) 78 %
02 (oxigeno) 21 %
CO2 Dióxido de carbono y otros gases 1%
Esta composicion no varia significativamente en diferentes regiones geograficas en cuanto a su altitud respecto al nivel del mar, pudiendo considerarse constante dentro el ambito de aplicación de los motores automotrices.
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1.4. Contaminación vehicular
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1.5. Combustión
Combustión es la oxidación rapida del combustible, acompañada de fuerte desprendimiento de calor.
Combustion ideal
HnCm + O2 CO2 + H2O
Alcanos + oxigeno dioxido de carbono + vapor de agua
Combustión con gasolina
HnCm + O2 CO2 + HC + NOx + CO + H2O
Combustión incompleta
Combustión con GNV
HnCm + O2 CO2 + HC + NOx + CO + H2O
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1.5. Combustión
La combustión ideal, es aquella que se produce cuando la mezcla corresponde a la estequiometrica, es decir cuado es igual a 1.
relación de mezclal0 Cantidad teórica de aire necesario para quemar 1 kg de combustible
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1.5. Combustión
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2. Revisión previa al vehículo
El vehículo debe funcionar muy bien con gasolina para ser convertido a GNV.
Se debera verificar y evaluar los siguientes aspectos
Presion de compresionPotencia de encendidoAvance de encendido
2.1. Presión de compresión
120 a 140 PSI en Santa Cruz100 a 120 PSI en La Paz
1 bar = 14,5038 PSI
Se denomina PSI (del inglés Pounds per Square Inch) a una unidad de presión cuyo valor equivale a 1 libra por pulgada cuadrada.
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2. Revisión previa al vehículo
Presión atmosférica Pat = 0,95 bar en Santa Cruz
Pat = 0,68 bar en El Alto
La perdida de presión atmosférica es de alrededor del 30 % ▼ Pat≈ 30 %
Presión de compresión politropica
n1 coeficiente politropico de compresión, de 1,23 a 1,30 para gasolina
Pc presión de compresión
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2. Revisión previa al vehículo
Presión de compresión teórica
k coeficiente adiabático Pc = 14,17 bar en Santa Cruz Pc =0,68*9 1,23 = 10,14 bar en La Paz Pc gnv = 0,68*12 1,23 = 14,45 bar en La Paz para vehiculo dedicado a GNV
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2. Revisión previa al vehículo
Temperatura de compresión
Tc = 100 °C* 12 1,23 - 1
Tc = 180 °C para GNV con relación de compresión de 12 : 1Tc = 100 °C* 9 1,23 - 1
Tc = 165 °C para GNV con una relación de compresión de 9 : 1 Ta temperatura de admisión alrededor de 100 °CTc temperatura en final de compresión
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2. Revisión previa al vehículo
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2.2. Potencia de encendido
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2.2. Potencia de encendido
Para mejorar el sistema de encendido se debe
Cambiar cables con mejor aislante y alma de carbón. El cableado de alambre de cobre produce interferencias de radio ”IR” y pueden dañar los componentes electrónicos.
Resistencia total del circuito secundario = 25 kΩ Cable de carbón = (20 –25) kΩ/m
La bujías deben se cambiadas por una que lleve un grado térmico mayor en relación a la que utilizaba con gasolina.
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2.2. Potencia de encendido
La separación de los electrodos de la bujía debe ser disminuida en 0,1 mm.
Si se realiza cambio de bobina por una que tenga mayor voltaje en el circuito secundario, entonces se incrementara la distancia de electrodos de la bujía, aumentando así la intensidad de la chispa para un mejor funcionamiento a GNV.
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2.3. Avance del encendido
Si el punto esta muy adelantado o atrasado, el motor calienta.
Cuando esta muy adelantado, el flanco de llama encuentra al pistón al final de su carrera ascendente, produciéndose la interacción de dos fuerzas opuestas sin aprovechamiento de la energía de la combustión.
Cuando esta muy atrasado, Los gases de la explosión entregan su energía a las paredes del cilindro y en menor medida a la cabeza de piston.
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2.3. Avance del encendido
Varidador de avance: Los motores convertidos que funcionaran en sistema dual, es decir tanto con gasolina como con GNV, al tener diferentes valores de avance en correspondencia al combustible seleccionado, deben llevar un varidador de avance.
Las normas argentinas NOM 15 y NOM 16 recomiendan cambiar todo los componentes del sistema de enciendido.
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3. Posibles daños en motor convertido
Válvulas de admisión: puede sufrir desgaste prematuro por que el GNV no cumple las siguientes funciones auxiliares de la gasolina:
Lubricación de la guía de válvula Refrigeración de la válvula
Una medida paliativa es el funcionamiento alterno GNV – gasolina
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4. Componentes del equipo (Kit) de conversión
Para carburador Reductor con manometro y electrovalvula de corte de
GNV Llave conmutadora y cables Valvulas
De carga Electrovalvula para corte de gasolina Registro de máxima
Mangueras De suministro del reductor al mezclador De refrigeración
Caño de alta presión 4 m de longitud y 6 mm de diámetro Bolsa y tubos de venteo Pernos y accesorios de sujeción
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4. Componentes del equipo (Kit) de conversión
Para Inyección El conmutador debe soportar el modo de inyección o ser
exclusivo para inyección. Además se tendrán los siguientes dispositivos:
Variador de avance Para sensor de PMS Inductivo Para sensor de PMS Hall Para módulo de encendido Para sensor MAP Para sensor MAF Para encendido por ruptor
Emulador de inyectores Emulador de sensor de oxigeno
Otros dispositivos que vienen separados El cilindro de alta presión La válvula de cilindro
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4.1. Cilindro
Cilindro: Almacena el GNV a alta presión (Maxima presion de carga 200 Bar)
Pt = 200 bar (20 Mpa o 3600 PSI) PPH = 350 bar
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4.1. Cilindro
Son fabricados sin costura, llevan un solo orificio con rosca cónica para la válvula de cilindro.
Existen cuatro variedades básicas de cilindros, su elección depende de la necesidad de reducir el peso y de la disponibilidad a una solución mas cara.
Todas las variedades ofrecen igual estándar de seguridad, al cumplir las mismas normas.
Las precauciones a tomar son diferentes en cada variedad.
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4.1. Cilindro, variedades
Variedad 1 Cilindro hecho completamente de metal (Aluminio o Acero) No tiene otra protección que una capa de pintura Lleva sus características viñeteadas sobre el metal, en lado
de su boca en lugar de etiqueta Es el mas económico pero pesado
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4.1. Cilindro, variedades
Variedad 2 Cilindro de metal y reforzado parcialmente en el centro con envoltura de fibra de
vidrio aramid o carbono
El metal absorbe el 50 % del esfuerzo y la fibra el otro 50 %. Liviano, pero costoso
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4.1. Cilindro, variedades
Variedad 3 Cilindro con franjas metálicas y envoltura de fibra del mismo material que la variedad 2 en todo el tanque Las tiras metálicas absorben solo parte del esfuerzo
mecánico Mas liviano pero de mayor costo
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4.1. Cilindro, variedades
Variedad 4 Cilindro con franjas plásticas y envoltura de fibra del mismo material que la variedad 2 en todo el tanque El esfuerzo es soportado por la fibra Ligero y costoso
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4.1. Cilindro, condiciones de servicio
Condiciones de servicio Las condiciones de servicio en carretera son severas para los cilindros de GNV Temperaturas extremas (entre -20 °C a 100 °C ) Múltiples llenados, por tanto fatiga Exposición al medio ambiente (humedad, acidez),
golpes fortuitos y fricción Vibración Fuego en caso de incendio Colisión en caso de accidente
Las normas establecen pruebas para cada una de las condiciones referidas.
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4.1. Cilindro, algunas pruebas del fabricante
Ensayos destructivos Ensayos aleatorios destructivos son realizados
periódicamente garantizando un control de calidad continuo.
Prueba hidraulica Prueba realizada con agua por la facilidad de elevar la
presión del liquido. La presion es elevada por encima de los 350 bar y el
cilindro debe presentar fugas por la formación de grietas pero no debe explotar.
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4.1. Cilindro, algunas pruebas del fabricante
Prueba de impacto por gravedad En cilindros de las variedades 2, 3 y 4 es difícil
reconocer el daño producido La región de impacto, debido a la carga dinámica
(llenado y vaciado del cilindro), estalla con el uso.
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4.1. Cilindro, algunas pruebas del fabricante
Prueba de incendio Para verificar si la válvula térmica instalada en la
válvula del cilindro evacua el GNV a temperaturas superiores a 100 °C, evitando así la explosión del cilindro
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4.1. Cilindro, algunas pruebas del fabricante
Prueba de vibración Realizada para confirmar la resistencia del cilindro
de GNV a vibración constante en operación del vehículo
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4.1. Cilindro, algunas pruebas del fabricante
Prueba de impacto hidráulico Utiliza un actuador hidráulico que impacta sobre
el cilindro presurizado tratando de destruirlo. La prueba se realiza con 150 000 kgf. El cilindro es golpeado por el cilindro hidráulico en
contra de una pared de concreto reforzado.
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4.1. Cilindro, algunas pruebas del fabricante
Prueba de impacto con dos toneladas Se deja caer un bloque de dos toneladas sobre
cilindro presurizado
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4.1. Cilindro, pruebas de recalificación
Ensayos no destructivos Tienen la finalidad de establecer si el cilindro aun cumple requerimientos de seguridad, de ser así , recalifica al cilindro extendiendo su vida útil. Inspección óptica Radiografía metalográfica Barrido con ultrasonido Prueba hidráulica
Prueba hidráulica El tiempo de vida del cilindro de acuerdo a normas
argentinas (ENARGAS) es de 10 años, al cabo del cual debe ser sometido a una prueba hidráulica con agua a 350 bar, estableciendo si cumple aún con los limites permisibles de deformación, de ser así, se extiende el tiempo de vida por 5 años.
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4.1. Cilindro de metal, características
Características del cilindro de metal Espesor del cilindro entre (8 a 12) mm No lleva costura Fabricado por:
Extrusión que cosiste en pasar una plancha de metal caliente por un orificio
Re laminación de tubo de acero Recibe tratamiento térmico para incrementar su resistencia.
Tiene un orificio cónico con rosca donde se instala la válvula de cilindro.
Para uso dinámico (en vehículos) esta pintado de amarillo
Para uso estático tiene color blanco Soportan generalmente de 10000 a 15000 ciclos de carga Pueden soportar mas ciclos de carga según especificaciones hasta 80000
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4.1. Cilindro de metal, proveedores
Los cilindros mas comunes en Bolivia son de industria:
Brasilera Argentina Italiana
Los proveedores de cilindros mas conocidos en la región son:
INFLEX INPROCIL CIDEGAS KIOSHI FABER MAT CIBRAS
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4.1. Cilindro, capacidad de almacenamiento
Capacidad de almacenamiento La cantidad de volumen de GNV en m3, que cabe en
un cilindro varia en función de la temperatura ambiental, debido a esto la capacidad de los cilindros es indicada en litros.
4.1. Cilindro, capacidad de almacenamiento
Las capacidades hidráulicas mas comunes empleadas en Bolivia son las siguientes:
En un cilindro de una capacidad hidráulica de 100 litros se almacena un volumen de 25 m3 a una presión de 200 bar .
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4.1. Cilindro, capacidad de almacenamiento
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4.1. Cilindro
Autonomia
1m3 = 1,27 l de gasolina
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4.1. Cilindro
Proceso entropico
Este proceso se caracteriza pr la absorcion de calorpor la expansion del gas al caer la presion de este
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ITAB Conversión de motores a GNV48
ITAB Conversión de motores a GNV49
ITAB Conversión de motores a GNV50
ITAB Conversión de motores a GNV51
ITAB Conversión de motores a GNV52
ITAB Conversión de motores a GNV53
ITAB Conversión de motores a GNV54
ITAB Conversión de motores a GNV55
ITAB Conversión de motores a GNV56
ITAB Conversión de motores a GNV57
ITAB Conversión de motores a GNV58
ITAB Conversión de motores a GNV59
ITAB Conversión de motores a GNV60
ITAB Conversión de motores a GNV61
ITAB Conversión de motores a GNV62
ITAB Conversión de motores a GNV63
ITAB Conversión de motores a GNV64
ITAB Conversión de motores a GNV65
ITAB Conversión de motores a GNV66
ITAB Conversión de motores a GNV67
ITAB Conversión de motores a GNV68
ITAB Conversión de motores a GNV69
ITAB Conversión de motores a GNV70