Post on 04-Jan-2016
description
UNIDAD EDUCATIVA
“SAN JOSE”
PROYECTO DE GRADO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO
DE “BACHILLER TÉCNICO EN ELECTROMECÁNICA
UNIDAD DE APRENDIZAJE:
ELECTROMECÁNICA
TEMA:
FUNCIONAMIENTO DE UN SISTEMA A GAS EN LOS MOTORES OTTO
AUTOR:
INTRIAGO DE LA CRUZ DIEGO STEVEEN
COORDINADOR DEL PROYECTO:
TLGO. JOSÉ CÓNDOR
AÑO LECTIVO:
2015 - 2016
ÍNDICE
CONTENIDO………………………………………………………………………PÁG
DEDICATORIA....................................................................................................4
AGRADECIMIENTO............................................................................................5
INTRODUCCIÓN................................................................................................1
1. OBJETIVOS.................................................................................................3
1.1. GENERAL:.............................................................................................3
1.2. ESPECIFÍCO:........................................................................................3
2. JUSTIFICACIÓN..........................................................................................4
3. MEMORIA DESCRIPTIVA...........................................................................5
3.1. DESCRIPCIÓN GENERAL:...................................................................5
3.2. DESCRIPCIÓN TÉCNICA:.....................................................................5
3.2.1. CARACTERÍSTICAS DEL GLP COMO COMBUSTIBLE................5
3.2.2. VENTAJAS DEL AUTOGAS MEDIO AMBIENTALES Y ECONOMICAS.............................................................................................6
3.2.3. COMPONENTES QUE FORMAN PARTE DE UN EQUIPO DE GLP 6
3.2.4. INYECCIÓN DEL GLP EN FASE GASEOSA..................................7
3.2.5. COMPONENTES.............................................................................7
3.2.5.1. EVAPORADOR – REDUCTOR................................................8
3.2.5.2. SENSOR TEMPERATURA AGUA............................................9
3.2.5.3. ELECTROVÁLVULA DE CORTE.............................................9
3.2.5.4. FILTRO GLP...........................................................................10
3.2.5.5. BLOQUE DE INYECTORES...................................................10
3.2.5.6. BOQUILLAS DEL COLECTOR DE ADMISIÓN......................11
3.2.5.7. ECU O CENTRALITA ELECTRÓNICA...................................11
3.2.5.8. CONMUTADOR......................................................................12
3.2.5.9. TOMA DE CARGA EXTERIOR...............................................12
3.2.5.10. CAJA ESTANCA...................................................................13
3.2.5.11. DEPÓSITO............................................................................14
3.2.5.12. MULTIVÁLVULA...................................................................15
3.2.6. COMPONENTES BÁSICOS INYECCIÓN GLP EN FASE LÍQUIDA EN MOTORES DE INYECCIÓN INDIRECTA............................................16
3.2.6.1. FORMA DE TRABAJO INICIAL CON GASOLINA..................16
3.2.6.2. FORMA DE TRABAJO CON GLP..........................................16
3.2.7. EJEMPLO BÁSICO SISTEMA INYECCIÓN LIQUIDA..................17
3.2.8. EJEMPLO DE MONTAJE DE INYECTORES...............................18
3.2.9. INTERRUPTOR DE SELECCIÓN DE COMBUSTIBLE................18
4. GLOSARIO................................................................................................19
5. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES TEÓRICO.........................................20
6. CONCLUSIONES......................................................................................21
7. RECOMENDACIONES..............................................................................22
8. BIBLIOGRAFÍA..........................................................................................23
9. ANEXOS....................................................................................................24
DEDICATORIA
Le dedico este proyecto en primer lugar a Dios que es el creador de todas las
cosas, el que me ha dado fortaleza para continuar cuando a punto de caer he
estado; por ello, con toda la humildad que de mi corazón puede emanar.
De igual forma, a mis Padres, a quien le debo toda mi vida, les agradezco el
cariño y su comprensión, a ustedes quienes han sabido formarme con buenos
sentimientos, hábitos y valores, lo cual me ha ayudado a salir adelante
buscando siempre el mejor camino .
A mis maestros, gracias por su tiempo, por su apoyo así como por la sabiduría
que me transmitieron en el desarrollo de mi formación profesional, en especial
al coordinador de proyecto, por haber guiado el desarrollo de este proyecto y
llegar a la culminación del mismo.
AGRADECIMIENTO
Primero y antes que nada, dar gracias a Dios, por estar conmigo en cada paso
que doy, por fortalecer mi corazón e iluminar mi mente y por haber puesto en
mi camino a aquellas personas que han sido mi soporte y compañía durante
todo el periodo de estudio .
Agradecer hoy y siempre a mi familia por el esfuerzo realizado por ellos. El
apoyo en mis estudios, de ser así no hubiese sido posible. A mis padres y
demás familiares ya que me brindan el apoyo, la alegría y me dan la fortaleza
necesaria para seguir adelante .
Un agradecimiento al coordinador de proyecto, por la colaboración, paciencia,
apoyo y sobre todo por esa gran amistad que me brindó y me brinda, por
escucharme y aconsejarme siempre.
INTRODUCCIÓN
El gas natural como carburante, se usa en los motores de combustión interna al
igual como se utilizan los carburantes líquidos. Por ahora, ésta es la principal
alternativa al petróleo, principal compuesto tanto de la gasolina como el diesel.
Hay que tomar en cuenta que el gas natural y el GLP son diferentes, ya que el
segundo es una destilación del petróleo mezclado con propano y butano. De los
dos, el GLP es menos contaminante que el natural, por lo que su uso es más
difundido. Uno de los sucesos que le dio rápida popularidad fue la presentación a
principios de los noventa del Bugatti EB110 con motor a gas, siendo el auto más
rápido del mundo de aquel tiempo.
Debe operar con ciclo Otto dadas sus características propias, por el contrario los
motores con ciclo Diesel deben ser transformados a ciclo Otto cuándo se quiere que
aquellos funcionen con gas natural.
Cuando un motor de ciclo Otto va a utilizar gas natural, no precisa ninguna
transformación mecánica sustancial. Tan solo debe equiparse del sistema de
almacenamiento, carburación y avance del encendido, electroválvulas, así como
añadirle un convertidor catalítico, si así se desea.
Existe también una tercera posibilidad, consistente en no transformar los motores
Diesel a Otto. El sistema se fundamenta en continuar alimentando el motor con
gasóleo, pero interrumpiéndola durante un cierto tiempo, durante el cual se inyecta
gas natural al motor. Este sistema tiene muchas dificultades en su aplicación
práctica y no es utilizado masivamente.
1
Una de sus principales dificultades está en el almacenaje, ya que estamos hablando
de un líquido altamente inflamable; pero con el paso de los años, la seguridad de
este sistema ha alcanzado tal nivel, que es tan seguro como un motor de gasolina.
Es por ello, que se utiliza al GLP como una opción de apoyo al motor gasolinera,
con lo que muchos motores tienen ambos sistemas. Con esto, los fabricantes
recomiendan usar la versión GLP para encender el motor y a bajas revoluciones
para luego cambiar automáticamente a la opción gasolina. A la larga representa un
menor consumo y una mejor conservación del medio ambiente sin mayor pérdida de
performance.
2
1. OBJETIVOS
1.1. GENERAL:
Dar a conocer el funcionamiento de un sistema a gas en los motores Otto.
1.2. ESPECIFÍCO:
Identificar los componentes principales del sistema a gas.
Simular el funcionamiento del sistema a gas mediante un software.
Conocer la importancia para promover el uso de este sistema.
3
2. JUSTIFICACIÓN
El presente proyecto es realizado para tener un buen uso de este sistema a gas ya
que la mayoría de las personas desconocen lo que es el gas natural que es utilizado
en motores. Actualmente el mundo se encuentra muy contaminado y podemos
ayudar con esto ya que el gas es menos contaminante que los otros combustibles.
Nos pareció muy interesante el saber que el gas no necesita refinación, lo cual lo
hace más económico y apto para todas las personas, aunque su instalación es
costosa. El proyecto de “Funcionamiento de un sistema a gas en los motores Otto”
es de vital importancia ya que con este sistema se pretende hacer el uso
adecuado.
4
3. MEMORIA DESCRIPTIVA
3.1.DESCRIPCIÓN GENERAL:
Los motores de gas son los equipos con el rendimiento de conversión de energía
térmica a eléctrica más elevado en la actualidad y producen mucha menos
contaminación de CO2 (un 14% menos), por eso ya se usan en las llamadas
centrales eléctricas de ciclo combinado y también en los coches. En los coches se
usa el GNV (gas natural vehicular).
3.2.DESCRIPCIÓN TÉCNICA:
3.2.1. CARACTERÍSTICAS DEL GLP COMO COMBUSTIBLE
El autogas es el GLP (gas licuado del petróleo) utilizado como carburante
para vehículos a motor.
Es el carburante alternativo más utilizado en el mundo, hay más de 13,5
millones de vehículos a autogas, 7 de ellos en Europa.
Utilizable en motores de explosión de turismos, autobuses, furgonetas,
carretillas elevadoras, karts, o embarcaciones.
Sus principales componentes son:
La mezcla puede variar en función de la situación geográfica, estación del
año.
5
En invierno es recomendable una mayor proporción de propano para
asegurar una buena vaporización. •a presión ambiente el propano es líquido
a -40ºc y el butano a -1ºc
3.2.2. VENTAJAS DEL AUTOGAS MEDIO AMBIENTALES Y ECONOMICAS
CUADRO COMPARATIVOAUTOGAS FRENTE AL GASÓLEO/BIODIESEL
AUTOGAS FRENTE A LA GASOLINA
Reducción del 95% de las emisiones de NOx.
Reducción de Emisiones de
Efecto invernadero.
Ahorro
Reducción de hasta un 15% de las
emisiones de CO2
Mejora Medioambiental
Inmediata a Bajo coste
Reducción del 90% de las emisiones de
partículas.Reducción del 50% de
niveles de ruido.Reducción de hasta el 50% de los costes de
explotación
Costes de inversión y explotación
equivalentes.
3.2.3. COMPONENTES QUE FORMAN PARTE DE UN EQUIPO DE GLP
CARACTERISTICAS:
ES UN SISTEMA DE INYECCION EN PARALELO QUE SUSTITUYE EL
CARBURANTE CONVENCIONAL (GASOLINA) POR GLP
EL VEHICULO MANTIENE SUS PRESTACIONES
DOS TECNOLOGIAS:
INYECCION GASEOSA
INYECCION LIQUIDA
6
3.2.4. INYECCIÓN DEL GLP EN FASE GASEOSA
EL USO GENERAL DEL SISTEMA
El GPL se encuentra en estado líquido en el depósito y, después, reductor de
presión, es evaporado y llevado a la presión idónea para su uso en un
vehículo.
Durante el proceso de evaporación y de expansión, el gas tiende a enfriarse
considerablemente, de ahí que el reductor se caliente con el agua de
refrigeración del motor, de lo contrario podría llegar a helarse y a perder sus
funciones.
3.2.5. COMPONENTES
1. Evaporador-Reductor
2. Sensor temperatura
3. Electroválvula
4. Filtro
5. Bloque de inyectores
6. Boquillas del colector de
admisión
7. ECU
8. Conmutador
9. Toma de carga exterior
10. Caja estanca
11. Depósito
7
3.2.5.1. EVAPORADOR – REDUCTOR
Hasta él llega el GLP en estado líquido por tuberías de alta presión y sale
en estado gaseoso por tuberías de baja presión.
Su función es cambiar de estado líquido a gaseoso el GLP y para ello se
utiliza intercambio de calor con el circuito de agua de refrigeración.
Dispone de una válvula de seguridad que evita que la presión de baja
aumente por encima de 2,25 veces la presión máxima de funcionamiento.
8
3.2.5.2. SENSOR TEMPERATURA AGUA
Toma la temperatura del agua del circuito para determinar el paso del vehículo a
modo GLP.
3.2.5.3. ELECTROVÁLVULA DE CORTE
Se coloca junto al reductor para cortar el paso de GLP en estado líquido al sistema.
Por normativa y seguridad, ante cualquier imprevisto cierra el paso de gas.
9
3.2.5.4. FILTRO GLP
Filtro a baja presión para eliminar impurezas del GLP en estado gaseoso antes de
llegar a los inyectores.
3.2.5.5. BLOQUE DE INYECTORES
Llega ya el gas en estado gaseoso y los inyectores mandan la cantidad
correcta de gas en cada cilindro.
Incluye una sonda de temperatura y otra de presión para controlar dichos
valores antes de inyectar el gas en el colector e informar a la ECU.
10
3.2.5.6. BOQUILLAS DEL COLECTOR DE ADMISIÓN
Van colocadas en el colector de admisión, lo más cercanas posible a la
cámara de combustión y por ellas entra el GLP en estado gaseoso.
Están unidas al rail de inyectores por tubería flexible, entrando por la parte A.
La parte B es la que se une al colector de admisión.
3.2.5.7. ECU O CENTRALITA ELECTRÓNICA
Recibe y gestiona la señal de diferentes sensores y es la encargada de controlar la relación estequiométrica de gas/aire a inyectar.
También se encarga de emular las señales para informar a la ECU del vehículo de gasolina que no hay ninguna avería aunque el vehiculo vaya a GLP.
11
3.2.5.8. CONMUTADOR
Nos permite pasar el vehículo indistintamente a GLP o Gasolina, según
nuestras preferencias.
El sistema por lo general está en automático y cambia automáticamente al
llegar a la temperatura necesaria.
Nos indica a través de leds u otros, el nivel de carburante en el depósito.
Nos avisa acústicamente de averías y falta de GLP en el depósito.
3.2.5.9. TOMA DE CARGA EXTERIOR
En España se utiliza la toma estándar europea, que en ocasiones puede ir
integrada en la trampilla de la toma de gasolina si hay espacio suficiente.
Está dotado de una válvula anti retorno.
Se puede colocar en una toma externa complementaria a la de gasolina.
12
En ocasiones puede ir integrada en la trampilla de la toma de gasolina, si no
hay espacio suficiente se utiliza el adaptador de carga europeo.
3.2.5.10. CAJA ESTANCA
Tiene como finalidad proporcionar estanqueidad al sistema.
Cubre la válvula o válvulas del depósito de GLP.
Es muy importante que este elemento sólo sea manipulado por personas
autorizadas para garantizar la eficiencia de su uso.
13
3.2.5.11. DEPÓSITO
Almacena el GLP en estado líquido.
De forma visible debe llevar gravada la siguiente información.
Nº de serie. Capacidad en litros y dimensiones. La inscripción GLP. La presión de prueba. La frase: “llenado máximo 80%”. El número de homologación. La fecha de producción.
Sometido a una presión de ensayo de 30 Bar.
Altura mínima en el exterior de 200 mm respecto al suelo Componentes
Inyección del GLP en fase gaseosa.
Debe estar aislado del contacto metalmetal y de puntos calientes.
Puede ser tórico o cilíndrico.
14
Puede tener configuración multiválvulas o válvulas separadas:
Válvulas separadas:
Componentes Inyección del GLP en fase gaseosa.
Válvula de carga con corte al 80%.
Indicador de nivel.
Válvula de sobre presión (26 bar).
Dispositivo de seguridad termofusible.
Electroválvula de servicio con corte por exceso de flujo.
3.2.5.12. MULTIVÁLVULA
Es una única válvula que tiene lleva incorporadas las siguientes funciones:
Electroválvula de servicio.
Válvula de sobre presión (hasta 26 bar).
Válvula automática que limita el 80% del llenado.
Dispositivo de seguridad termo-fusible.
Indicador de nivel.
Dispositivo manual de cerrado.
Hay diferentes válvulas dependiendo del tipo de depósito.
15
3.2.6. COMPONENTES BÁSICOS INYECCIÓN GLP EN FASE LÍQUIDA EN MOTORES DE INYECCIÓN INDIRECTA
Depósito de almacenamiento GLP líquido.
Bomba impulsora del GLP.
Válvula de corte de seguridad.
Unidad de control del sistema.
Selector / conmutador de combustible.
3.2.6.1. FORMA DE TRABAJO INICIAL CON GASOLINA
3.2.6.2. FORMA DE TRABAJO CON GLP
Se introduce una unidad de control posterior a la ECU del vehículo Inyección del
GLP en fase liquida que desactiva la utilización de los inyectores gasolina y activa la
utilización de los inyectores de GLP introduciendo la misma cantidad de energía.
16
3.2.7. EJEMPLO BÁSICO SISTEMA INYECCIÓN LIQUIDA
17
3.2.8. EJEMPLO DE MONTAJE DE INYECTORES
3.2.9. INTERRUPTOR DE SELECCIÓN DE COMBUSTIBLE
FUNCIONES HABITUALES:
Inyección del GLP en fase liquida.
Seleccionar el combustible deseado.
Indicar, normalmente con LEDs, el combustible seleccionado.
Generar señal acústica para cambio de combustible.
Indicar mediante LEDs el nivel de llenado.
18
4. GLOSARIO
GLP: Gas Licuado de Petróleo.
Evaporador-Reductor: Su función es cambiar de estado líquido a gaseoso el GLP.
ECU: Recibe y gestiona la señal de diferentes sensores.
Conmutador: Nos permite pasar el vehículo indistintamente a GLP o Gasolina.
Caja Estanca: Tiene como finalidad proporcionar estanqueidad al sistema.
Depósito: Almacena el GLP en estado líquido.
Multiválvula: Es una única válvula que lleva incorporada diferentes funciones.
19
5. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES TEÓRICO
20
SEMANA ACTIVIDAD
JUNIO JULIO AGOSTO SEPTIEMBR
E OCTUBRE NOVIEMBRE DICIEMBRE ENERO FEBRERO1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4
Designación de asesores Socialización con asesores de los proyectos Elaboración de banco de temas Difusión y sensibilización a estudiantes Difusión y sensibilización a padres de familia sobre el proyecto Aprobación de temas Trabajo de corrección del perfil Presentación del perfil Presentación del perfil a secretaria
6. CONCLUSIONES
Cada uno de los componentes del sistema a gas es de vital importancia es
por ello que al momento de realizar la implementación se tome en cuenta
para el desarrollo del presente sistema.
Mediante el software se logra simular el comportamiento del sistema en
condiciones reales dando así un funcionamiento óptimo, para luego ser
implementado en el vehículo.
Conociendo la importancia del sistema a gas se prevé, a los usuarios hacer
uso de esta implementación al vehículo.
21
7. RECOMENDACIONES
Una de las indicaciones se dirige al momento hacer uso de los componentes,
verificando cada uno de ellos para realizar la correcta implementación del
sistema.
Verificar cada uno de los componentes en el simulador para un
funcionamiento óptimo de los componentes que integran el sistema de gas.
Es recomendable dar a conocer cada una de las ventajas y desventajas que
presenta el sistema para que el usuario haga uso del sistema.
22
8. BIBLIOGRAFÍA
(s.f.). Obtenido de http://www.versusgas.com/es/sgi-versus-system-basic-description.html
(s.f.). Obtenido de http://www.jaicar.com/cochesgas.html
jaicar. (s.f.). Obtenido de http://www.jaicar.com/cochesgas.html
Muñoz, A. S. (s.f.). Obtenido de http://infonorma.gencat.cat/pdf/COMPONENTES%20QUE%20FORMAN%20PARTE%20DE%20UN%20EQUIPO%20DE%20GAS.pdf
TalleresCuenca. (9 de SEPTIEMBRE de 2013). Obtenido de http://www.tallerescuenca.com/funcionamiento-del-sistema-de-alimentacion-por-gas-glp/
Tecnologia. (s.f.). Obtenido de http://www.areatecnologia.com/motores-de-gas.htm
23
9. ANEXOS
24