1 detonaciÓn y frente de llama t. 2 octanaje y relaciÓn de compresiÓn el mayor octanaje del gnv,...
TRANSCRIPT
11
DETONACIÓN Y FRENTE DE LLAMADETONACIÓN Y FRENTE DE LLAMA
T
22
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 solamente gasolina.
• Un motor E.CH., dedicado a GNV, puede llegar a tener una relación de compresión de 13/1.
• Relación de compresión (para el motor Honda Civic 1,6 L):
Con gasolina 9,4:1 Con GNV: 12,5:1
33
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 desarrollar muy rápidamente (explosivamente) la reacción de combustión.
•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.
44
El GNV se inflama en la cámara de El GNV se inflama en la cámara de
combustión del motor a la temperatura de combustión del motor a la temperatura de
650-700650-700ooC, magnitud que es mayor que la C, magnitud que es mayor que la
temperatura de inflamación de la gasolina temperatura de inflamación de la gasolina
(350 a 400ºC). Esto dificulta el arranque en (350 a 400ºC). Esto dificulta el arranque en
frío del motor, particularmente cuando la frío del motor, particularmente cuando la
temperatura del medio ambiente es baja.temperatura del medio ambiente es baja.
Temperatura de auto encendidoTemperatura de auto encendido
55
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 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 .
66
• A esto hay que agregar que el GNV no se evapora y 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
77
CUADRO COMPARATIVO DE UN CUADRO COMPARATIVO DE UN MOTOR DE ENCENDIDO POR CHISPA MOTOR DE ENCENDIDO POR CHISPA
CON GASOLINA Y CON GNVCON GASOLINA Y CON GNV
Parámetros del motor
Tipo de combustible
Gasolina
GNV
Velocidad del frente de llama, m/sVelocidad del frente de llama, m/s Número de octanoNúmero de octano Disminución de la potencia del Disminución de la potencia del motor sin variar la relación de motor sin variar la relación de compresión, %.compresión, %. Adelanto de la chispa eléctricaAdelanto de la chispa eléctrica Cantidad de aire teóricamente Cantidad de aire teóricamente necesaria para la combustión (en necesaria para la combustión (en estado gaseoso), en mestado gaseoso), en m33/m/m33
20 – 2520 – 25
84 –9784 –97
------
--------
58,658,6
3 – 53 – 5
120120
10 –1810 –18
5 –5 –7º(10)7º(10)
9,99,9
88
Particularidades del uso de GNVParticularidades del uso de GNV
• La presencia de pequeñas cantidades de SO2 y de H2S en la composición del GNV puede formar picaduras ácidas que pueden llevar a la corrosión interna del cilindro.
• El condensado de agua puede formar hidratos en fase sólida que podrían bloquear el flujo de combustible.
99
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.
1010
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.
1111
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 combustible.
•Válvula manual de emergencia.
•Revisiones constantes y certificación de seguridad.
1212
Se estima que el costo, en nuestro medio, estaría entre US$ 800 a 1200 para un automóvil a gasolina, dependiendo del modelo y de la capacidad del tanque de GNV a instalarse.
COSTO DEL KIT DE COSTO DEL KIT DE CONVERSIONCONVERSION
1313
•A los precios actuales, en nuestro medio, se ha estimado que el GNV costaría 60-65% menos que la gasolina de 90 octanos, 50% menos que el diesel D-2 y 40% menos que el GLP. En otros países el costo es de 1/2 a 1/3 el de la gasolina.
•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
1414
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 (kilómetros por galón o litro).
•El precio relativo de venta GNC/gasolina.
1515
)1( rR
PLAhorro gasol
Donde:
L=Recorrido diario;
R=Kilometraje por galón
Pgasol =Precio del galón de gasolina
r=Relación de precios GNC/gasolina
1616
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/.) 5,00•Precio por galón de gasolina de 90 13,00•Ahorro por mes (US$) : 275•Costo del kit de conversión (US$) 1000•Con 1,5% de interés mensual , el kit se
termina de pagar en (meses) 3,74
1717
Interés: i=1,5% (mensual)
Costo: P=1000 US$
Ahorro: 9,2 US$/día
Mensualidad: c=275 US$
Cambio: 3,25 soles/US$
niiP
c
)1(1
n = 3,74 meses (16.830 km)
1818
Sistemas de Sistemas de alimentación de GNValimentación de GNV
1919
Cilindro de GNV
ConmutadorGNV/gasolina
Regulador de presión
Mezclador
Válvula de carga de GNV
Variador de avance del encendido
2020
Sistema de conversión a GNC- Sistema de conversión a GNC- Componentes principalesComponentes principales
Cilindro de GNV
Válvula del cilindro
Pico de carga interno
Válvula de carga
Manómetro
Reductor dePresión de GNV
Línea de alta presión
Mezclador
Conmutador
Electroválvula de gas
Electroválvula de gasolina
Línea de baja presión
Tanque de gasolina
Carburador