curso de gas natural

272
1 El USO DEL GNV” El USO DEL GNV” Ing. Guillermo Lira Cacho, Ph.D. ([email protected]) UNIVERSIDAD NACIONAL DE UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA INGENIERIA 2011 2011

Upload: jim-andrew-uni

Post on 09-Feb-2017

210 views

Category:

Technology


2 download

TRANSCRIPT

Page 1: Curso de Gas Natural

11

““El USO DEL GNV”El USO DEL GNV”

Ing. Guillermo Lira Cacho, Ph.D.([email protected])

UNIVERSIDAD NACIONAL DE UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAINGENIERIA

20112011

Page 2: Curso de Gas Natural

22

Crisis del petróleo

+

1. Mundial2. Mundial sin el

Golfo Pérsico3. Golfo Pérsico4. EU y Canadá5. Ex URSS6. Gran Bretaña

y Noruega

PRODUCCIÓN ANUAL DE PETROLEO

Mile

s de

millo

nes d

e ba

rrile

s

AÑO Modelo de Hubbert.

Page 3: Curso de Gas Natural

33

Precio del Precio 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.

02468

101214161820

1991 1994 1997 2000 2003 2006 2009 2012

Año

Nue

vos

sole

s/ga

lón

GLPG-97G-90G-84

Fuente: www.oilnergy.com

Page 4: Curso de Gas Natural

44

CO2 atmosférico y el Cambio Climático

TCO2

* 387 ppm (2008), el más alto nivel en 650 mil años

Page 5: Curso de Gas Natural

55

Page 6: Curso de Gas Natural

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

Page 7: Curso de Gas Natural

77

Reservas Mundiales de Gas Natural (Total: 151,36 * 1012 m3)

Reservas de GN en Sudamérica

Bolivia14%

Venezuela56%

Colombia1%

Perú5%

Trinidad y Tobago

6%

Argentina8%

Brasil10%

Page 8: Curso de Gas Natural

88

EFECTO SUSTITUTORIO DEL GN

Demanda sin sustitución del GNDemanda con sustitución del GN, en los sectores

industrial, residencial-comercial, vehicular y eléctrico

Page 9: Curso de Gas Natural

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

Page 10: Curso de Gas Natural

1010

COMPOSICION DEL GAS NATURALCOMPOSICION DEL GAS NATURAL SECOSECOParámetrosParámetros** 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.) -Azufre libre (mg/m-Azufre libre (mg/m33, , max.)max.)

88-9588-950,05-5,20,05-5,2

1,51,51,01,00,30,3

0,5-1,80,5-1,81,01,0

0,7-2,70,7-2,71131135050

* A 1,013 bar y 15,6 o C

Page 11: Curso de Gas Natural

1111

COMPOSICION DEL GN COMPOSICION DEL GN SECO (CAMISEA)SECO (CAMISEA)

ParámetrosParámetros** ValorValorComposición del GN (% en Composición 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

88,16688,16610,28410,2840,5350,5350,0250,0250,0020,0020,2620,2620,0000,0000,7250,725

* a 1,013 bar y 15,6 o C

Page 12: Curso de Gas Natural

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)

Page 13: Curso de Gas Natural

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.

Page 14: Curso de Gas Natural

1414Fuentes: http://www.iangv.org ; www.gnv.cl IANGV : Asociación Internacional de Vehículos a Gas Natural

Estadísticas del GNV Estadísticas del GNV

Page 15: Curso de Gas Natural

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

Page 16: Curso de Gas Natural

1616

0

20000

40000

60000

80000

100000

120000

140000en

eab

r 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

Page 17: Curso de Gas Natural

1717

Aplicaciones del GNVAplicaciones del GNV

Page 18: Curso de Gas Natural

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).

Page 19: Curso de Gas Natural

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).

Page 20: Curso de Gas Natural

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 del ficas del GNVGNV

•Se reduce al mínimo la posibilidad de hurto y su adulteración al no poderse transvasar.

•No contamina el suelo ni el agua.

Page 21: Curso de Gas Natural

2121

Desventajas deDesventajas dell GNV GNV •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).

Page 22: Curso de Gas Natural

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.

Page 23: Curso de Gas Natural

2323

Comparación de emisiones tóxicasComparación de emisiones tóxicasg/

km

*HCNM – Hidrocarburos no metánicos

GNV

Page 24: Curso de Gas Natural

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.

Page 25: Curso de Gas Natural

2525

Propiedades físico-Propiedades físico-químicasquímicas

Page 26: Curso de Gas Natural

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 -162-162Relación 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

Page 27: Curso de Gas Natural

2727

Parámetro Gasolina GNV

Temperatura de Temperatura de autoencendido, °Cautoencendido, °C

300-300-400400 650-700650-700

Límites de inflamabilidad, % Límites de inflamabilidad, % en vol.en vol.

1,5-8,01,5-8,0 5,0-15,05,0-15,0

Temperatura de flama Temperatura de flama adiabática,ºCadiabática,ºC

2.1232.123 2.0902.090

Número de octanoNúmero de octano 84-9784-97 115-130115-130Condiciones de Condiciones de almacenamientoalmacenamiento Atmosf.Atmosf. 20-25 MPa20-25 MPa

(-162°C)(-162°C)

Propiedades del GNV Propiedades del GNV (continuación)(continuación)

Page 28: Curso de Gas Natural

2828

ANALISIS DE LAS ANALISIS DE LAS PROPIEDADES DEL GNVPROPIEDADES DEL GNV

Page 29: Curso de Gas Natural

2929

Combustión EstequiométricaCombustión Estequiométrica

22222 )4

(76,32

)76,3()4

( NmnOHmnCONOmnHC mn

m)(12n28)3,76m/4)(32(n

lo1

76,4)4/( mnLo

CombustibCombustiblele 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 1,71,7PropanoPropano 33 88 15,615,6 23,823,8 4,24,2MetanoMetano 11 44 17,217,2 9,529,52 10,510,5

Page 30: Curso de Gas Natural

30300

1.7

4

9.5

0123456789

10

Diesel Gasolina GLP GNV

%

Eficiencia VolumétricaEficiencia VolumétricaEn los motores que funcionan con gas, se reduce la admisión de aire .

100

120

)(

nV

VV

H

gav

Page 31: Curso de Gas Natural

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

uu L

Hh

11

Donde: Lo – es la cantidad estequiométrica de aire, m3 / m3

Hu – es el poder calorífico inferior del combustible, MJ / m3

Poder Calorífico

Page 32: Curso de Gas Natural

3232

Comparación del poder calorífico por unidad Comparación 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

Page 33: Curso de Gas Natural

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 unidad Relación de poderes caloríficos por unidad de volumen de mezcla (para la relación de volumen de mezcla (para la relación

estequiométrica)estequiométrica)

16% menor

Page 34: Curso de Gas Natural

3434

Cálculo de la relación de Cálculo de la relación de potenciaspotencias

gasolmz

GNVmz

gasol

GNV

HuHu

NeNe

,

,

84,0gasol

GNV

NeNe

120nVHuNe Hevmz

Page 35: Curso de Gas Natural

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

Page 36: Curso de Gas Natural

3636

WGNV=Wgasol GNVQGNV= gasolQgasol

GNVHuGNVVGNV= gasolHu L,gasolVgasol

VGNV/Vgasol=( gasol / GNV)*(HuL,gasol/HuGNV)

Volúmenes consumidos (a 1 bar de Volúmenes 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

Page 37: Curso de Gas Natural

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 volúmenes Equivalencia de los volúmenes consumidos ( a igualdad de recorrido)consumidos ( a igualdad de recorrido)

*a 1,013 bar de presión y 20ºC.

Page 38: Curso de Gas Natural

3838

Coeficiente de compresibilidadCoeficiente de compresibilidad

mRTpVZ

•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

0,80 100 200 300 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

Page 39: Curso de Gas Natural

3939

ALMACENAMIENTO DE GNVALMACENAMIENTO DE GNV

2

0

0

2

0

202 p

pZZ

VVmm

barGNVdeLgasolinadeLgasolinadeLGNVdeNmcomo

baraLV

LV

200@98,3104,11:

20015,4

10002001

183,0

3

2

2

•Z0=1•Z2=0,83•p0=1 bar•p2=200 bar•V0=1m3=1000L

Page 40: Curso de Gas Natural

4040

ALMACENAMIENTO DE GNV Y DENSIDAD ALMACENAMIENTO 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

Page 41: Curso de Gas Natural

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

/

Lr CA

Page 42: Curso de Gas Natural

4242

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 (300 a 400ºC). Esto dificulta el arranque en (300 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

Page 43: Curso de Gas Natural

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.

Page 44: Curso de Gas Natural

4444

PMI

PMS

Vh

Vc

c

ch

VVV

Relación de Compresión del MotorRelación de Compresión del Motor

Page 45: Curso de Gas Natural

4545

tEficiencia en función de la relación Eficiencia en función de la relación

de compresiónde compresión

Page 46: Curso de Gas Natural

4646

DETONACIÓN Y FRENTE DE LLAMADETONACIÓN Y FRENTE DE LLAMA

T

Page 47: Curso de Gas Natural

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

Page 48: Curso de Gas Natural

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

Page 49: Curso de Gas Natural

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 .

Page 50: Curso de Gas Natural

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

Page 51: Curso de Gas Natural

5151

EFECTO DEL ADELANTO EFECTO DEL ADELANTO DEL ENCENDIDO CON GNVDEL ENCENDIDO CON GNV

Page 52: Curso de Gas Natural

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.

Page 53: Curso de Gas Natural

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.

Page 54: Curso de Gas Natural

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.

Page 55: Curso de Gas Natural

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 DE COSTO DEL KIT DE CONVERSIONCONVERSION

Page 56: Curso de Gas Natural

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

Page 57: Curso de Gas Natural

5757

Comb Cantid.* Costo Unitario

Costo, soles

Ahorro1 %

Ahorro2

%GNVGNV 8,8m8,8m33 1,39sol/m1,39sol/m33 12,2312,23 64,564,5 61,661,6GLPGLP 12,9L12,9L 1,49sol/L1,49sol/L 19,2219,22 44,244,2 39,739,7D-D-2**2** 1,5gal1,5gal 12,97sol/12,97sol/

galgal 19,4619,46 43,543,5 39,039,0

G-84G-84 2,5gal2,5gal 12,76sol/12,76sol/galgal 31,8831,88 7,47,4 00

G-90G-90 2,5gal2,5gal 13.77sol/13.77sol/galgal 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 recorrido Motor Diesel de la misma potencia nominal y recorrido11 Ahorro, con respecto a G-90 Ahorro, con respecto a G-902 2 Ahorro, con respecto a G-84Ahorro, con respecto a G-84

AHORRO EN UN AUTOMOVIL (ago. 2011)

Page 58: Curso de Gas Natural

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.

Page 59: Curso de Gas Natural

5959

)1( rRPL

Ahorro gasol

Donde:L=Recorrido diario R=Kilometraje por galónPgasol=Precio del galón de gasolinar=Relación de precios GNV/gasolina

Page 60: Curso de Gas Natural

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 termina de pagar en (meses) 4,3

Page 61: Curso de Gas Natural

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$

niiPc

)1(1n = 4,3 meses (19.500 km) Ago-2011

Page 62: Curso de Gas Natural

6262

Sistemas de Sistemas de alimentación de GNValimentación de GNV

Page 63: Curso de Gas Natural

6363

Cilindro de GNV

ConmutadorGNV/gasolina

Reductor de presión

Mezclador

Válvula de carga de GNV

Variador de avance del encendido

Page 64: Curso de Gas Natural

6464

Sistema de conversión a GNV- Sistema de conversión a GNV- Componentes principalesComponentes principales

Cilindro de GNV

Válvula del cilindro

Pico de carga internoVálvula de recarga

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

GNV

Page 65: Curso de Gas Natural

6565

Mezcla al motor

aire

Válvula de

cilindro

Manómetro

Reductor con electroválvula

Tornillo de Regulación

de altaMezclador

Válvula de

carga

Electroválvula de GNV

Page 66: Curso de Gas Natural

6666

Sistema dual GNV/gasolina para Sistema dual GNV/gasolina para motor con carburadormotor con carburador

Electroválvula de GNV

Page 67: Curso de Gas Natural

6767

Kit de Conversión a GNVKit de Conversión a GNV

Page 68: Curso de Gas Natural

6868

CILINDRO

Válvula de carga

Manómetro

Electroválvula de GNV

Reductor de presión

Conmutador

Emulador de

inyectores

Motor

InyectorVálvula de mariposa

Filtro

Mezclador

SISTEMA DE CONVERSION A GNV DE 2da GENERACION

UEC (Sist. a gasolina)

Tornillo de regulación de alta

Electroválvula de corte

Válvula del

cilindro

Page 69: Curso de Gas Natural

6969

Sistema dual GNV/gasolina para motor con Sistema dual GNV/gasolina para motor con mezclador e inyectores de gasolina (2-G)mezclador e inyectores de gasolina (2-G)

MANÓMETRO

Electroválvula de GNV

Page 70: Curso de Gas Natural

7070

CILINDRO

Válvula de carga

Manómetro

Electroválvula de GNV

Reductor de presión

Actuador-dosificador

U.E.C.

Conmutador

Simulador de inyectores

Motor

InyectorVálvula de mariposa

Sensor lambda

Filtro

Mezclador

SISTEMA DE CONVERSION A GNV DE 3RA GENERACION

Electroválvula de corte

UEC (Sist. a gasol)

Válvula del

cilindro

Page 71: Curso de Gas Natural

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

Page 72: Curso de Gas Natural

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

GENERACION

Compuerta

Electroválvula de corte

UEC (Sist. a gasol)

Válvula del

cilindro

Page 73: Curso de Gas Natural

7373

Sistema dual GNV/gasolina para motor con inyectores Sistema dual GNV/gasolina para motor con inyectores de gas y gasolina (4-G)de gas y gasolina (4-G)

Page 74: Curso de Gas Natural

7474

Tanque

Válvula de Cilindro

UEC

Riel de inyector

es

Filtro

Sensor de presiones

Conmutador

Escáner

Reductor

Válvula de recarga

Sonda Lambda Motor

SISTEMA DE QUINTA GENERACION

Manómetro

Control lambda

Sensor MAP

Page 75: Curso de Gas Natural

7575

Page 76: Curso de Gas Natural

7676

Sensor de temperatura

Filtro de gas

Regulador

UEC

Conmutador

SISTEMA DE QUINTA GENERACION

Riel de inyectores

Page 77: Curso de Gas Natural

7777

SISTEMA DE QUINTA GENERACION

Riel de inyectores

Filtro de GNV

Reductor

UEC

Variador de avance

Page 78: Curso de Gas Natural

7878

Componentes de los Componentes de los SistemasSistemas

Page 79: Curso de Gas Natural

7979

Abastecimiento de Abastecimiento 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.

Page 80: Curso de Gas Natural

8080

Abastecimiento de Abastecimiento de GNVGNV

Page 81: Curso de Gas Natural

8181

Abastecimiento de Abastecimiento de GNVGNV

Page 82: Curso de Gas Natural

8282

Válvula de carga Válvula de carga externa (opcional)externa (opcional)

Page 83: Curso de Gas Natural

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.

Page 84: Curso de Gas Natural

8484

TANQUES DE GNVTANQUES DE GNV

Page 85: Curso de Gas Natural

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

Page 86: Curso de Gas Natural

8686

TANQUE DE GNV CON VALVULATANQUE DE GNV CON VALVULA

Page 87: Curso de Gas Natural

8787

Ubicación de los Tanques de GNV Ubicación de los Tanques de GNV en automóvilesen automóviles

Page 88: Curso de Gas Natural

8888

Ubicación de los Tanques de GNV Ubicación de los Tanques de GNV en camionetas y omnibusesen camionetas y omnibuses

Page 89: Curso de Gas Natural

8989

Sujeción de los tanques de GNV en Sujeción de los tanques de GNV en automóviles (armazón, cuna)automóviles (armazón, cuna)

Page 90: Curso de Gas Natural

9090

Tuberías de Ventilación

Al reductor

A la toma de carga externa, a otro tanque o al exterior

Page 91: Curso de Gas Natural

9191

Tuberías de Ventilación

Al motor

A la toma de A la toma de carga carga externa o al externa o al exteriorexterior

Tanque

Page 92: Curso de Gas Natural

9292

Tuberías de Ventilación

Viento

Page 93: Curso de Gas Natural

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 oC, 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).

Page 94: Curso de Gas Natural

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

Page 95: Curso de Gas Natural

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

Page 96: Curso de Gas Natural

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 PRUEBAS DE PROCESO DE FABRICACION Y PRUEBAS DE TANQUES DE GNVTANQUES DE GNV

Page 97: Curso de Gas Natural

9797

FABRICACION DE TANQUES DE GNVFABRICACION DE TANQUES DE GNV

Page 98: Curso de Gas Natural

9898

Tipos de Tanques para GNVTipos de Tanques para GNV

a– GNV 1; b– GNV 2; c– GNV 3; d– GNV 4

Page 99: Curso de Gas Natural

9999

Tipos de Tanques para GNVTipos de Tanques para GNV

GNV 1GNV 1 Todo de metal (acero aleado o Todo de metal (acero aleado o aluminio)aluminio)

GNV 2 GNV 2 Compuestos, alma metálica Compuestos, alma metálica (interior), envueltos (interior), envueltos lateralmente (pared) con fibra lateralmente (pared) con fibra de carbono de carbono

GNV 3GNV 3Compuestos, alma metálica, Compuestos, alma metálica, envueltos totalmente con fibra envueltos totalmente con fibra de carbono de carbono

GNV 4GNV 4Compuestos, alma plástica Compuestos, alma plástica (resina), envueltos totalmente (resina), envueltos totalmente con fibra de carbono con fibra de carbono

Page 100: Curso de Gas Natural

100100

Tipo de tanque Volumen L

Acero aleado (tipo Acero aleado (tipo 1)1) 25-8025-80 1,0-1,251,0-1,25Metálico-plásticos Metálico-plásticos (tipos 2,3)(tipos 2,3) 35-10035-100 0,61-0,700,61-0,70Materiales Materiales compuestos (tipo compuestos (tipo 4)4)

85-12085-120 0,57-0,870,57-0,87

Tanques de GNV de uso vehicularTanques de GNV de uso vehicular

VolumenPeso

Page 101: Curso de Gas Natural

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 tanques Volumen ocupado por los tanques de GNVde GNV

Page 102: Curso de Gas Natural

102102

Volumen Volumen (L)(L)

Diámetro Diámetro (mm)(mm)

Longitud Longitud (mm)(mm)

PesoPeso (kg)(kg)

EquivalenciEquivalencia a

(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)

Page 103: Curso de Gas Natural

103103

Page 104: Curso de Gas Natural

104104

VolumeVolumenn

(litros)(litros)

PresióPresiónn

(bar)(bar)

DiámetrDiámetroo

(mm)(mm)

LongituLongitudd

(mm)(mm)PesoPeso((kgkg))

CapacidaCapacidadd

(m(m33,, a 1 a 1 bar)bar)

Equiv.Equiv.(litros (litros

de de 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

Page 105: Curso de Gas Natural

105105

Cilindros de acero y aluminio

Relación peso/volumen vs. Volumen

0.90.95

11.051.1

1.151.2

1.251.3

15 30 45 60

Volumen, L

Peso

/Vol

umen

Aluminio

Acero

Page 106: Curso de Gas Natural

106106

LDA

SAVW

paredes

paredesaceroparedesacerobalón

Masa (aproximada) de los tanques Masa (aproximada) de los tanques

mSyDLmkgacero

,/870.7 3

LD20253,0

acerobalón DLSW

Page 107: Curso de Gas Natural

107107

Cálculo de un Tanque de Cálculo de un Tanque de GNVGNV

El espesor mínimo admisible de la pared del tanque se calcula con la fórmula:

Dp

DpS

ts

R

t

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.

s

Page 108: Curso de Gas Natural

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 s

Factor de SeguridadFactor de Seguridad

t

Rs

Page 109: Curso de Gas Natural

109109

t

Distribución del esfuerzo

tangencial o circunferencial

Corte Transversal de un cilindro de pared gruesa.

SDpt

t 2

Page 110: Curso de Gas Natural

110110

Rts p

LDV

W

)311(

102 6

Rts pLDW

2

2

Cálculo de un Tanque de Cálculo de un Tanque de GNVGNV

MateriaMateriall

kg/Lkg/L

MPaMPa

AceroAcero 7,97,9 1.001.0000

11

AlAl 2,72,7 400400 0,850,85FCFC 1,81,8 3.003.00

000,080,08

RR

* W en kg y W/V en kg/L

FC: Fibra de carbono

Page 111: Curso de Gas Natural

111111

Esfuerzo- deformaciónEsfuerzo- deformación

R

f

fR

Acero Aluminio

Page 112: Curso de Gas Natural

112112

LA FIBRA DE CARBONOLa 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.

Page 113: Curso de Gas Natural

113113

Cálculo de la masa del gasCálculo de la masa del gasDatos:Presión=200 barV=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

kgVZRT

PVW GNVGNC 9,750158,0

LkgGNV /158,0

Page 114: Curso de Gas Natural

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.

Page 115: Curso de Gas Natural

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.

Page 116: Curso de Gas Natural

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

Page 117: Curso de Gas Natural

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 )

Page 118: Curso de Gas Natural

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.

Page 119: Curso de Gas Natural

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

Page 120: Curso de Gas Natural

120120

Válvula de Válvula de TanqueTanque

Page 121: Curso de Gas Natural

121121

TANQUE DE GNV CON VALVULATANQUE DE GNV CON VALVULA

Page 122: Curso de Gas Natural

122122

TANQUE y VALVULAS TANQUE y VALVULAS

Page 123: Curso de Gas Natural

123123

Válvula de TanqueVálvula de Tanque

Page 124: Curso de Gas Natural

124124

VÁLVULA DE TANQUE VÁLVULA 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.

Page 125: Curso de Gas Natural

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.

340

Page 126: Curso de Gas Natural

126126

0P 0P00lim PPP a

Válvula de Exceso de FlujoVálvula de Exceso de Flujo

Page 127: Curso de Gas Natural

127127

Válvula de cargaVálvula de carga

Page 128: Curso de Gas Natural

128128

Válvula de CargaVálvula de Carga

Page 129: Curso de Gas Natural

129129

Válvulas de CargaVálvulas de Carga

Page 130: Curso de Gas Natural

130130

Ubicación de la Válvula de CargaUbicación de la Válvula de Carga

Page 131: Curso de Gas Natural

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.

Page 132: Curso de Gas Natural

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.

Page 133: Curso de Gas Natural

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.

Page 134: Curso de Gas Natural

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.

Page 135: Curso de Gas Natural

135135

Manómetro y Manómetro y Sensor de presiónSensor de presión

Page 136: Curso de Gas Natural

136136

ManómetrosManómetros

Page 137: Curso de Gas Natural

137137

Manómetros y SensoresManómetros y Sensores

Page 138: Curso de Gas Natural

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 y Manómetros y Sensores de Presión Sensores de Presión

Page 139: Curso de Gas Natural

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

Page 140: Curso de Gas Natural

1401400 500 1000 1500 2000 2500 30000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100Palim/Palim(t=0) vs t

t [s]

Pal

im/P

alim

(t=0)

x100

%

n = 5250 rpm

= 85º

Variación de la presión en el Variación de la presión en el tanque en función del tiempotanque en función del tiempo

Page 141: Curso de Gas Natural

141141

ELECTROVÁLVULAS Y ELECTROVÁLVULAS Y FILTROSFILTROS

Page 142: Curso de Gas Natural

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.

Page 143: Curso de Gas Natural

143143

ElectroválvulaElectroválvulade GNVde GNV

Page 144: Curso de Gas Natural

144144

ElectroválvulaElectroválvulade GNVde GNV

Page 145: Curso de Gas Natural

145145

Electroválvula para bloqueo de gasElectroválvula para bloqueo de gas

1 – Junta de hermetización; 2 – cuerpo de la válvula; 3 – electroimán con válvula

Page 146: Curso de Gas Natural

146146

Electroválvula de gasolinaElectroválvula de gasolina

Page 147: Curso de Gas Natural

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.

Page 148: Curso de Gas Natural

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

Page 149: Curso de Gas Natural

149149

REGULADORES Y REGULADORES Y REDUCTORES DE PRESIONREDUCTORES DE PRESION

Page 150: Curso de Gas Natural

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

Page 151: Curso de Gas Natural

151151

b

a

Regulador (entrada cerrada)

Resorte

Diafragma

Obturador

Respiradero

Balancín

Tope regulable

Page 152: Curso de Gas Natural

152152

Regulador (salida cerrada)

Page 153: Curso de Gas Natural

153153

REGULADOR (ENTRADA y SALIDA ABIERTA)

Page 154: Curso de Gas Natural

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

AabAAPabPoAXoXK

P

//])([

P

Page 155: Curso de Gas Natural

155155

CAUSACAUSA EFECTOEFECTOFF00 QQ

k k QQAAdiafdiaf Q Q

b/ab/a QQddvalval QQhh00 QQ

INFLUENCIA DE DIVERSOS INFLUENCIA DE DIVERSOS PARAMETROS SOBRE EL CAUDAL DE GASPARAMETROS SOBRE EL CAUDAL DE GAS

Page 156: Curso de Gas Natural

156156

Reductor-vaporizador (para GLP)Reductor-vaporizador (para GLP)

Page 157: Curso de Gas Natural

157157

Reductor-vaporizador (para GLP)Reductor-vaporizador (para GLP)

Page 158: Curso de Gas Natural
Page 159: Curso de Gas Natural

159159

P1r

P1r

Palim

Qv1P0

u1=b/a ba

[(P1r-P0)Adiaf-(Qv1+k1x1)]u1=(Palim-P1r)Aa1

Page 160: Curso de Gas Natural

160160[(P1r-P0)Adiaf-(Qv1+k1x1)]u1=(Palim-P1r)Aa1

tope

Page 161: Curso de Gas Natural

161161

P1rQv3

Qv2

P0

P2r

P2r

ab

cu2=b/a

u3=c/a

aAPPcbcxkQbxkQbAPP arrvvdiafr 22123322202 )()()()(

Page 162: Curso de Gas Natural

162162

GAS DEL TANQUE

AL MOTOR

H2O 1 2

3

Reductor de tres etapas (GNV)

Page 163: Curso de Gas Natural

163163

Reductor de tres etapas con cámara de vacío

Vacío del múltiple

GAS DEL TANQUE

GNC

Aire

Gasolina

Page 164: Curso de Gas Natural

164164

bcxz

adhy

abhx

aAPPdykQdAPPczkQbxkQbAPP

vv

arrvpeqdiafkrvvdiafr

;;

)()()()()()( 33255.3443303

Tope

Page 165: Curso de Gas Natural

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 Esquema del Regulador de tres etapasde tres etapas

Page 166: Curso de Gas Natural

166166

Page 167: Curso de Gas Natural

167167

Page 168: Curso de Gas Natural

168168

Punto de giro O

Obturador de la válvula

Cámara de agua Diafragma

Qv1+Qv2Po

P1r

Palim

Page 169: Curso de Gas Natural

169169Obturador

Resorte del diafragma

Disco del diafragmaCASO I

Page 170: Curso de Gas Natural

170170

CASO II

Page 171: Curso de Gas Natural

171171

CASO III

Page 172: Curso de Gas Natural

172172

Caso ICaso II

Caso III

Page 173: Curso de Gas Natural

173173

Page 174: Curso de Gas Natural

174174

Tapón obturador de

la válvula

Diafragma 3Punto de giro

Salida del gas

Resorte 5

Tornillo regulador

Page 175: Curso de Gas Natural

175175

Punto de giro

Resorte 5

Q5

P2r

P3r

P3r

Po

Page 176: Curso de Gas Natural

176176

REDUCTOR DE TRES ETAPAS

Page 177: Curso de Gas Natural

177177

REDUCTOR DE TRES ETAPAS

Page 178: Curso de Gas Natural

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 altapresión 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.

Page 179: Curso de Gas Natural

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

Page 180: Curso de Gas Natural

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

Page 181: Curso de Gas Natural

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

Page 182: Curso de Gas Natural

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

Page 183: Curso de Gas Natural

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.

Page 184: Curso de Gas Natural

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.

Page 185: Curso de Gas Natural

185185

CaracterísticaCaracterísticass

Power G Power G normalnormal Power G smallPower G small

Presión en la Presión en la entradaentrada 200 bar200 bar 200 bar200 bar

Presión en la Presión en la primera etapaprimera etapa 3,2 bar3,2 bar 2,8 bar2,8 bar

Presión en la Presión en la segunda segunda

etapaetapa1,8 bar1,8 bar 1,5 bar 1,5 bar

Caudal Caudal máximomáximo

28 m28 m33/h/h 23 m23 m33/h/h

FiltroFiltro 100 micrones100 micrones 100 micrones100 micronesPesoPeso 1350 g1350 g 1350 g1350 g

Temperatura Temperatura de trabajode trabajo

-20 ºC / 90 ºC-20 ºC / 90 ºC -20 ºC / 90 ºC-20 ºC / 90 ºC

CARACTERISTICAS DEL REDUCTOR GALILEOCARACTERISTICAS DEL REDUCTOR GALILEO

hmvH

gVL

nV 3

)1(1030

0

3

( VH : Cilindrada en

L)

Page 186: Curso de Gas Natural

186186

CaracterísticasCaracterísticas Power G normalPower G normal Power G smallPower G smallApertura Apertura

válvula de válvula de alivioalivio

6 bar6 bar 6 bar6 bar

Solenoide de Solenoide de electroválvulaelectroválvula

12 V CC – 6W12 V CC – 6W 12 V CC – 6W12 V CC – 6W

DimensionesDimensiones 160*154,3*98,7 160*154,3*98,7 mmmm

160*154,3*98,7 160*154,3*98,7 mmmm

Conexión Conexión refrig.refrig.

(diámetro)(diámetro)

8,0 mm8,0 mm 8,0 mm8,0 mm

Salida de gas Salida de gas (diámetro)(diámetro)

19 mm19 mm 19 mm19 mm

CARACTERISTICAS DEL REDUCTOR GALILEOCARACTERISTICAS DEL REDUCTOR GALILEO

Page 187: Curso de Gas Natural

1871870 500 1000 1500 2000 2500 30000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100Palim/Palim(t=0) vs t

t [s]

Pal

im/P

alim

(t=0)

x100

%

n = 5250 rpm

= 85º

Variación de la presión en el Variación de la presión en el tanque en función del tiempotanque en función del tiempo

Page 188: Curso de Gas Natural

1881880 500 1000 1500 2000 2500 3000

70

75

80

85

90

95

100P1r/P1r(t=0) vs t

t [s]

P1r

/P1r

(t=0)

x100

%

n = 5250 rpm

= 85º

Variación de la presión en la primera etapa en función del tiempo de consumo

Page 189: Curso de Gas Natural

1891890 500 1000 1500 2000 2500 3000

90

92

94

96

98

100

102P2r/P2r(t=0) vs t

t [s]

P2r

/P2r

(t=0)

x100

%

n = 5250 rpm

= 85º

Variación de la presión en la segunda etapa en función del tiempo de consumo

Page 190: Curso de Gas Natural

1901900 500 1000 1500 2000 2500 3000

99.98

99.985

99.99

99.995

100

100.005

100.01P3r/P3r(t=0) vs t

t [s]

P3r

/P3r

(t=0)

x100

%

n = 5250 rpm

= 85º

Variación de la presión en la tercera etapa en función del tiempo de consumo

Page 191: Curso de Gas Natural

1911910 500 1000 1500 2000 2500 300098

98.5

99

99.5

100

100.5

m4/m4(t=0) vs t

t [s]

m4/

m4(

t=0)

x100

%

n = 5250 rpm

= 85º

Variación del flujo másico en función del tiempo de consumo

Page 192: Curso de Gas Natural

192192

Teoría básica de los Reductores

Page 193: Curso de Gas Natural

193193

m

12 PP

crPP

1

2crP

P

1

2

Régimen supercrítico

Régimen subcrítico

TIPO DE REGIMEN DEL FLUJO

55,0128,1

21

2)128,1/(28,1)1/(

kk

c kr

111 ,, TP222 ,, TP

1

Si: P1 y P2 cte

12 PP

rc

Page 194: Curso de Gas Natural

194194

LugaLugarr

PresióPresión n

inicial, inicial, barbar

RelacióRelación n

presión presión inicialinicial

PresióPresión n

final, final, barbar

RelacióRelación n

presión presión finalfinal**

RégimeRégimenn

TanqTanq 200200 -------- 1010 -------- --------11rara E. E. 3,553,55 0,020,02 2,72,7 0,270,27 SupercríSupercrí

t.t.22dada E.E. 1,511,51 0,430,43 1,41,4 0,530,53 SupercríSupercrí

t.t.33ra ra 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)

Page 195: Curso de Gas Natural

195195

kkk

PP

kk

PP

RTAPm

/)1(

1

2

/1

1

2

1

1 11

2

)1(2/)1(2/1

1

1

12

kk

kk

RTAPm

Flujo subcríticoFlujo subcrítico

Flujo supercríticoFlujo supercrítico

crPP

1

2

111 ,, TP 222 ,, TP

crPP

1

2

Flujo Másico de

Gas

Page 196: Curso de Gas Natural

196196

222

211 )(

1)(

11

CdACdA

Ae

7,0;; 22 CdbaxhdhA v

1;4 1

2

1 CddA hhhv 0

AREA DE LOS OBTURADORES

21

Page 197: Curso de Gas Natural

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

3.5x 10

-6

hhhv 0

Area efectiva en función del levantamiento de la Válvula

Ae

hv

Page 198: Curso de Gas Natural

198198

Cálculo de la constante de rigidez de los resortes

finalnaturalini llX Cálculo de la contracción inicial de los resortes

am

av ND

Gdk..8.3

4

inivv XkQ .Cálculo de la carga inicial de los resortes

Cálculo de ResortesCálculo de Resortes

G=8,14*1010 [Pa]

Page 199: Curso de Gas Natural

199199

Calentador de GNVCalentador de GNV

Page 200: Curso de Gas Natural

200200

h = Cte.hP

T

Coeficiente de Joule-Thompson

Calentador de GNVCalentador de GNV

Page 201: Curso de Gas Natural

201201

Sistema de Calentamiento

Page 202: Curso de Gas Natural

202202

MEZCLADORESMEZCLADORES

Page 203: Curso de Gas Natural

203203

MEZCLADOR MEZCLADOR

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.

Page 204: Curso de Gas Natural

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

Page 205: Curso de Gas Natural

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

Page 206: Curso de Gas Natural

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).

Page 207: Curso de Gas Natural

207207

Ubicación de los Mezcladores Ubicación de los Mezcladores

GASGAS

GAS

GAS

GAS

Page 208: Curso de Gas Natural

208208

Mezcladores Mezcladores

Page 209: Curso de Gas Natural

209209

Mezclador Mezclador

Page 210: Curso de Gas Natural

210210

Mezclador

Page 211: Curso de Gas Natural

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

Page 212: Curso de Gas Natural

212212

Mezcladores de GNV/aireMezcladores de GNV/aire

Page 213: Curso de Gas Natural

213213

MezcladoresMezcladores

Page 214: Curso de Gas Natural

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 de Suministro de gas a través de surtidorsurtidor

Page 215: Curso de Gas Natural

215215

Pico Surtidor del Mezclador

Page 216: Curso de Gas Natural

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.

Page 217: Curso de Gas Natural

217217

Registros de Alta

Page 218: Curso de Gas Natural

218218

Regulación del Sistema

Mezclador

Page 219: Curso de Gas Natural

219219

Conexión del Registro de alta y el Mezclador

Al motorgas

Page 220: Curso de Gas Natural

220220

Retrollama y “Mata chispa”

Page 221: Curso de Gas Natural

221221

PROPUESTA

Page 222: Curso de Gas Natural

222222

Consideraciones para el Consideraciones para el diseño del mezcladordiseño del mezclador

Page 223: Curso de Gas Natural

223223

Eficiencia volumétrica :Eficiencia volumétrica :

ga VVV mz1,

1.1

0 g

mz

V

VL

1200,

niVV vha

mza VL

LV

10

01,

10

LVV mz

g

Page 224: Curso de Gas Natural

224224

0

02

0

0,

0,

0,

,

0,

,

0,85,0

)2/()/(85,0PACVP

PPP

PP

V

V gdmz

a

da

a

ga

v

gv

a

mz

Caudal de mezcla aire gasCálculo aproximado:

0,amz VV

Cálculo más exacto:

Page 225: Curso de Gas Natural

225225

Page 226: Curso de Gas Natural

226226

0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 10.5

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

21

gd

mzd ACVP

4

2g

g

DA

Dg/Do

Cd

GLP

Aire

Pg,mez

=P0-Pg,mezdP

GNV

Page 227: Curso de Gas Natural

227227

0

5

10

15

20

0.025 0.035 0.045 0.055 0.065 0.075 0.085

Dmezclador, m

#agu

jero

s

)]/2)([(, gcdagujd

gaguj PPC

VA

AREA TOTAL DE LOS AREA TOTAL DE LOS

ORIFICIOS:ORIFICIOS:

Page 228: Curso de Gas Natural

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

Qai

re y

Qco

mb*

LoCaudal de aire y combustible

Gas.L0

aire

Page 229: Curso de Gas Natural

229229

COEFICIENTE DE EXCESO DE AIRECOEFICIENTE DE EXCESO DE AIRE

0

1, )/(L

VV ga

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

lam

bda

Page 230: Curso de Gas Natural

230230

Variador de Avance Variador de Avance del Encendidodel Encendido

Page 231: Curso de Gas Natural

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.

Page 232: Curso de Gas Natural

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

Page 233: Curso de Gas Natural

233233

Variador del Avance del EncendidoVariador del Avance del Encendido

Page 234: Curso de Gas Natural

234234

ConmutadoresConmutadores

Page 235: Curso de Gas Natural

235235

ConmutadorConmutador

•Se instala en la cabina del vehículo. Indica el nivel de carga del cilindro por medio de leds, y permite elcambio (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.

Page 236: Curso de Gas Natural

236236

ConmutadorConmutador

Page 237: Curso de Gas Natural

237237

ConmutadorConmutador

Page 238: Curso de Gas Natural

238238

Tuberías y Mangueras para

GNV

Page 239: Curso de Gas Natural

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

Page 240: Curso de Gas Natural

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

Page 241: Curso de Gas Natural

241241

Page 242: Curso de Gas Natural

242242

Espiral de Amortiguamiento

Page 243: Curso de Gas Natural

243243

Mangueras y Tubería de GNVMangueras y Tubería de GNV

Page 244: Curso de Gas Natural

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.

Page 245: Curso de Gas Natural

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.

Page 246: Curso de Gas Natural

246246

Simuladores o Emuladores

Page 247: Curso de Gas Natural

247247

Simulador de InyectoresSimulador de Inyectores

Page 248: Curso de Gas Natural

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).

Page 249: Curso de Gas Natural

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.

Page 250: Curso de Gas Natural

250250

Unidad Electrónica de Control

Page 251: Curso de Gas Natural

251251

Unidades Electrónicas de ControlUnidades Electrónicas de Control

Page 252: Curso de Gas Natural

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.

Page 253: Curso de Gas Natural

253253

Componentes del Componentes del sistema con inyectores sistema con inyectores

de gas y gasolina y de gas y gasolina y convertidor catalíticoconvertidor catalítico

Page 254: Curso de Gas Natural

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)

Page 255: Curso de Gas Natural

255255

Dosificadores y ActuadoresDosificadores y Actuadores

Page 256: Curso de Gas Natural

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 de El distribuidor (sistema con inyectores de gas y gasolina y convertidor catalítico)gas y gasolina y convertidor catalítico)

Page 257: Curso de Gas Natural

257257

El El distribuidordistribuidor

Page 258: Curso de Gas Natural

258258

Riel de inyectoresRiel de inyectores

Page 259: Curso de Gas Natural

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.

Page 260: Curso de Gas Natural

260260

Motor Diesel-gas

Page 261: Curso de Gas Natural

261261

El gas natural licuado El gas natural licuado (GNL)(GNL)

El GN se licua a -162ºCEl GN se licua a -162ºC A igualdad de volúmenes del A igualdad de volúmenes del

tanque , el GNL contiene 3 veces tanque , el GNL contiene 3 veces más gas que el GNVmás gas que el GNV

En la licuefacción el GN disminuye En la licuefacción el GN disminuye su volumen 600 veces, lo que su volumen 600 veces, lo que equivaldría a comprimir el gas equivaldría a comprimir el gas hasta 600bar.hasta 600bar.

Page 262: Curso de Gas Natural

262262

ParámetroParámetro GNGNVV

GNGNLL

Relación Relación GNV/GNLGNV/GNL

Masa de gas, kgMasa de gas, kg 7575 7575 11Volumen, LVolumen, L 400400 175175 2,32,3Presión, barPresión, bar 200200 44 5050Número de cilindrosNúmero de cilindros 88 11 88Dimensiones:Dimensiones: diámetro, mmdiámetro, mm largo, mmlargo, mm volumen, mvolumen, m33

325325176017601,41,4

650650140014000,60,6

----

2,32,3Masa de los tanques, Masa de los tanques, kgkg

740740 8585 99

Relación mRelación mtanquestanques/m/mgasgas 1010 1,151,15 99

COMPARACION ENTRE EL GNV Y EL GNL

Page 263: Curso de Gas Natural

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

Page 264: Curso de Gas Natural

264264

Motor Diesel-gas con formación interna de la mezcla aire-gas

(sistema RND)

Page 265: Curso de Gas Natural

265265

[email protected]

Page 266: Curso de Gas Natural

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

Page 267: Curso de Gas Natural

267267

Page 268: Curso de Gas Natural

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. CARBURCARBUR..

11 REDUCTOR PARA GNVREDUCTOR PARA GNV 11 SISI SISI22 MEZCLADOR MEZCLADOR 1/21/2 SISI SISI

33 REGULADOR (TORNILLO DE REGISTRO) DE REGULADOR (TORNILLO DE REGISTRO) DE ALTAALTA 1/21/2 SISI SISI

44 VÁLVULA DE RECARGAVÁLVULA DE RECARGA 1 1 SISI SISI55 ELECTROVALVULA DE GASOLINAELECTROVALVULA DE GASOLINA 11 NONO SISI66 ELECTROVALVULA DE GASELECTROVALVULA DE GAS 11 SISI SISI66 VÁLVULA DE CILINDROVÁLVULA DE CILINDRO 1-VRS1-VRS SISI SISI77 TANQUE DE GNVTANQUE DE GNV 1-VRS1-VRS SISI SISI88 SOPORTE PARA CILINDRO DE GNVSOPORTE PARA CILINDRO DE GNV 1-VRS1-VRS SISI SISI

99 KIT DE ELEMENTOS DE FIJACIÓN Y KIT DE ELEMENTOS DE FIJACIÓN Y CONEXIÓNCONEXIÓN 11 SISI SISI

1010 KIT DE MANGUERAS DE CONEXIÓNKIT DE MANGUERAS DE CONEXIÓN 11 SISI SISI1111 TUBERIA DE ALTA PRESIÓNTUBERIA DE ALTA PRESIÓN 1-VRS1-VRS SISI SISI

1212 CONMUTADOR C / INDICADOR DE CARGA Y CONMUTADOR C / INDICADOR DE CARGA Y CABLEADO ELÉCTRICOCABLEADO ELÉCTRICO 11 SISI SISI

1313 EMULADOR DE INYECCIÓNEMULADOR DE INYECCIÓN 11 SISI NONO1414 VARIADOR AVANCE DEL ENCENDIDO VARIADOR AVANCE DEL ENCENDIDO 11 SISI SISI

Page 269: Curso de Gas Natural

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 GNV GNV

Page 270: Curso de Gas Natural

270270

•El número de metano indica la capacidad antidetonante del gas natural (NºMGNC=65-80)

GasNúmero

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

Page 271: Curso de Gas Natural

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 hidrostáticaf) 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

Page 272: Curso de Gas Natural

272272

Válvulas de CargaVálvulas de Carga