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

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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