February 26, 2024 | Author: Anonymous | Category: N/A
INSTITUTO TECNOLÓGICO DE MOTORES
Servicio e Instalación de equipos GNC
Manual del Curso Año 2005 Aristóbulo del Valle 5125 Villa Ballester - Bs As - Argentina 4767-4878, e-mail:
[email protected] www.cursositm.com.ar
Profesor: Diego Delgado (autor)
SERVICIO E INSTALACION DE EQUIPOS GNC
“La reproducción o transcripción total y parcial de este material está prohibido, salvo expresa autorización por escrito de ITM Instituto Tecnológico de Motores”
Las informaciones contenidas en este manual son exclusivamente para complementar el curso estando sujetas a modificaciones sin previo aviso.
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INTRODUCCIÓN Y GENERALIDADES SOBRE GNC El gas natural tiene su origen en la transformación de materia orgánica, siendo su composición molecular de un átomo de carbono y cuatro de hidrogeno.
Características como combustible: A) El contenido de metano en la como de G.N.C varia varia entre 85 y 95 % B) Peso: a 15 º C y 760 mm kg de presión: 0,74 Kg/ m3 C) Condición a presión de trabajo: gaseoso D) Relación aire/gas: 17,4/1(peso) E) Tonalidad térmica: 0,82 calorías/litro calorías/litro de mezcla. F) Número de octano: 125 G) Valor de referencia para el encendido: 22 +(-) 2 inicial. Si comparáramos nuestro combustible con su par líquido (gasolina) veríamos una diferencia de un 8,35% a favor de la gasolina respecto a su poder calorífico. En cambio, si comparáramos 1 m3 de gas natural respecto a un litro de nafta veríamos que la balanza se inclina a favor del gas natural en un porcentaje:
1m3 GNC = 1,13 nafta ; 1m3 GNC = 1,025 gasoil.
Volumen de almacenaje Para determinar la capacidad de almacenaje a presiones de trabajo, tememos Como ejemplo un cilindro de 50 litros de capacidad. Si llenamos el cilindro con metano a presión ambiente, tenemos 50 litros de gas, pero si introducimos gas a presión hasta que la misma iguale a 200 atmósferas = 206,3 Kg/cm2 = 210,525 bar, habremos introducido en el 50 x 200 = 10.000 Lts. , O lo que es igual, 10 m3, con un peso de 7,4 Kg .
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COMPONENTES BÁSICOS PARA LA CONVERSIÓN DE MOTORES 4 T
Kit de conversión Oyrsa gnc
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Cilindro contenedor de gas Válvula de cilindro Tubería de alta presión Válvula de recarga interna Válvula de recarga externa (opcional) Reductor o regulado de presión de gas Manómetro indicador de carga Mezclador - dosificador o pico inyector de gas Electroválvula de corte de nafta (vehículos carburados) Conmutador selector de combustible con indicador remoto de presión
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Cilindros contenedores de gas:
Fuente: Inflex gnc
Son recipientes cilíndricos de acero al manganeso o de baja aleación (cromo/níquel/molibdeno) los cilindros de acero se fabrican a partir de tochos sin costura o discos por embutido profundo, para luego ser sometidos a un tratamiento térmico y mecanizado adecuado. Diseñados para trabajar a una presión de 200 bar (presión de trabajo) sin presentar deformación alguna. Fabricados bajo normas IRAM Nº 2526 y otras o similar (NZS 5454, ISO 4705, BS, DOT) en caso de ser importados. Soportan bajo ensayo una presión de 300 bar llegando a presión de estallido de 900 bar. Estado homologados para su uso por un periodo de 5 años, cumplidos los mismos es necesario realizar una nueva homologación (prueba hidráulica) en laboratorios certificados a tal fin. Cumplen con las normas exigidas por Ente Nacional del Gas (ENARGAS). Las capacidades más comunes son: 30, 40, 50, 60 lts. La capacidad máxima de los cilindros para GNC para nuestro país será de 450 lts. Estos son cubiertos de pintura epoxi de color amarillo para protegerlos de la oxidación. Existen en el mercado argentino cilindros de origen ruso de acero y fibra de vidrio de una capacidad de 35 Lts. Y de origen americano de fibra de carbono y keblar de una capacidad de 60 Lts. Ambos tienen la ventaja de ser de muy bajo peso respecto a los cilindros realizados en acero sin dejar por ello de cumplir con las exigencias de las normas.
Los cilindros serán estampados con:
* Código de homologación * Fecha de fabricación * Capacidad hidráulica (volumen) * Masa (peso) Marzo 2005
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* Presión de prueba (300 bar) * Presión de trabajo (200 bar) * Número de serie * Origen * Fabricante * Norma de fabricación * Aquellos que se les realicen futuras revisiones (prueba hidráulica) * Fecha de prueba hidráulica * Centro de reprueba
Longitud (mm)
Peso nominal (kg)
Capacidad equivalente en litros de gasolina
7.5
760
45.0
9.5
200
8.5
920
51.0
9.6
38.0
200
9.5
940
54.0
10.7
244.0
50.0
200
12.5
1305
70.0
14.1
244.0
60.0
200
15.0
1545
81.0
17.0
244.0
50.0
200
15.6
1365
94.0
17.7
244.0
60.0
200
18.7
1620
110.0
21.1
273.0
45.0
200
11.3
940
52.0
12.8
273.0
75.0
200
18.8
1400
72.0
21.2
323.0
50.0
200
12.5
770
58.0
14.1
323.0
54.0
200
13.5
830
63.0
15.3
323.0
58.0
200
14.5
880
66.0
16.4
323.0
65.0
200
16.3
980
70.0
18.4
323.0
80.0
200
20.0
1190
85.0
22.3
323.0
100.0
200
25.0
1480
102.0
28.3
355.0
65.0
200
16.3
850
80.0
18.4
355.0
75.0
200
18.8
956
84.0
21.2
355.0
80.0
200
20.0
1010
85.0
22.6
355.0
100.0
200
25.0
1220
93.0
28.3
355.0
120.0
200
30.0
1430
100.0
34.0
403.0
80.0
200
20.0
880
96.0
22.6
403.0
95.0
200
23.8
935
102.0
26.8
Diámetro (mm)
Volumen (litros)
Presión de Capacidad 3 Trabajo (bar) (m )
244.0
30.0
200
244.0
34.0
244.0
Fuente: Aspro gnc
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Válvulas de cilindro:
Figura: Válvula de Cilindro
Montada sobre el cilindro, es el fusible del circuito de alta presión son de accionamiento manual (si bien existen de accionamiento eléctrico) sus cuerpos son fabricados en latón y luego mecanizados. Existen dos sistemas de cierre:
- de vástago: Este sistema actúa mediante el movimiento de un vástago, el cual impide el flujo de metano (posición cerrada). Cuando este se libera permite el paso del metano al reductor, se destaca su contabilidad.
- de cierre esférico: A diferencia del primero este sistema actúa en un simple giro dado que el cierre es una esfera de metal perforada en uno de sus ejes de simetría, sobre un sello del tipo cóncavo, la operación se realiza mediante el giro de la esfera sobre el sello ubicando la perforación perpendicular al flujo de gas. Este sistema es de gran popularidad. Ambos sistemas están equipados con un conjunto de sistemas de seguridad:
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Disco de estallido-fusible:
El primero tiene como función la de estallar a 340 bar impidiendo así el llenado del cilindro, el segundo se activa al exponer el sistema a temperaturas de mas de 100ºC.
Aguja de exceso de flujo:
Este sistema cumple la función de bloquear el paso de metano desde el cilindro hacia el reducto es activa por un escape sin control del metano, reduciendo el escape al 10% de la capacidad.
Bolsa y tubo de venteo:
Si bien este no viene incluido en la válvula es complemento fundamental para completar el conjunto de sistemas de seguridad que posee la válvula. Tiene como función la de ventear cualquier fuga de gas hacia el exterior del vehículo, fabricados en materiales autoestinguibles no sufren ataque alguno por parte del gas, son realizados en materiales muy flexibles para su fácil instalación.
Tubería de alta presión:
Fuente: Norteca
Es un tubo de acero sin costura, el cual es llevado a la medida deseada por medio de varios trafilados para luego ser tratado térmicamente (recocido), se le practica una limpieza para realizar el proceso de zincado con una profundidad de 8 micrones. Debe ser capaz de soportar una presión de trabajo de 200 bar, se le realizan pruebas a 300 bar, teniendo su presión de estallido en 750 bar. 8
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Su presentación comercial es de 6 mts. de largo con un diámetro exterior 6 mm y 4 de diámetro interior. Existen en el mercado de 10 mm de diámetro exterior que se utilizan en motores de gran cilindrada. Esta cañería deber ser fijada al vehículo firmemente, por la ruta más corta, alejada de fuentes de calor (60 mm MIN), movimientos de suspensión, circuitos de nafta, frenos y toda aquella posibilidad de roce que pudiera provocar daño a la cañería. Será fijada con grampas a no más de 600 mm una de otra, las cuales deben ser tratadas contra la corrosión (zincadas). Debe de realizarse una curva, rulo u omega la cual absorberá las deformaciones en caso de impacto del vehículo este sistema amortiguador será colocado en los extremos de la cañería. El diámetro mínimo de curvatura será de 250 mm de diámetro, con una separación entre espiras de 2 mm mínimo. Con un mínimo de menos 2 espiras.
Conectores y tapones de cañería:
Los conectores son la unión de la cañería de alta presión con válvula de cilindro, reductor, válvulas de carga son realizados en acero de baja aleación con oxidación neutra para los componentes nombrados se les realiza un proceso de zincado para protegerlos de la corrosión de diámetro exterior de 6.25 mm rosca métrica 12 x 100 poseen una boquilla semiesférica la cual deformara la pestaña postiza la cual actúa de sello de la presión de trabajo. Los tapones de similares características a los conectores tienen como función la de cerrar las conexiones de las válvulas de cilindro no utilizadas.
Figura: Conectores y tapones de cañería. Foto: ITM
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Válvulas de carga: Estás se clasifican en dos grupos:
- Válvulas de carga interna: Realizadas en latón de serie y apertura manual controlando de este modo el flujo de gas hacia el reductor. Cuenta con un pico de carga, el cual puede en algunos casos ser desmontado de la válvula sin necesidad de retirar ésta del vehículo. Este pico también es construido en latón, cuenta con un sistema que permite el rápido abastecimiento del metano en el cilindro contenedor impidiendo el retroceso del mismo, con un sistema denominado antiretorno el cual opera obturando el orificio de carga por medio de una válvula la cual es accionada por la misma presión del gas. En ausencia de presión la válvula es accionada por medio de un resorte expansor el cual cede en su tensión en el momento de carga. Cuando se trate de válvulas con pico de carga desmontable la unión entre estas dos partes se realiza por medio de un roscado el cual utiliza como sello un reten de silicona o arandela deformable. El pico de carga cuenta con un tapón el cual cumple la función de impedir que se introduzcan basuras en el pico de carga. La válvula de carga debe ser ubicada en línea con el reductor lo más próxima posible al mismo y con los mismos resguardos de seguridad.
Válvula de carga externa: Esta también es fabricada en latón, a diferencia de la anterior esta se ubica en proximidades del cilindro para facilitar la carga del gas sin necesidad de abrir el cofre. Se divide en dos componentes: el primero ubicado en el cilindro a la salida de la válvula del mismo este cumple la función de retener el gas en caso de rotura de la válvula de carga (sistema antiretorno). El segundo cumple la función de pico de carga el cual es colocado en la carrocería del vehículo para facilitar la carga del usuario. Ninguno de los dos componentes deben colocarse por separado. No se debe colocar este sistema de carga en paragolpes u otro lugar en el cual el sistema pueda resultar dañado. A diferencia del
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sistema interno este no cuenta con sistema de cierre de accionamiento manual en caso de rotura ya que el sistema antiretorno opera en forma autónoma.
Figura: Válvula de carga externa. Fuente: Salustri GNC
Regulador de presión
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El regulador de presión tiene las siguientes funciones:
Efectuar la correcta despresurización del fluido, llevando la presión a 3 – 3,5 bar en la primer cámara o salto y finalmente a 0,05 bar en el tercer y último salto o etapa. Asegurar que el cierre y la liberación de gas hacia el carburador o cuerpo de mariposas sean absolutos según se actúe sobre la Electroválvula correspondiente. Asegurar que el dispositivo de seguridad que actúa por depresión funcione en forma correcta (equipos aspirados). Permitir que el sistema de regulación en marcha lenta actúe en forma progresiva permitiendo así la dosificación requerida en cada caso. Asegurar que los circuitos de gas/agua se mantengan estancos entre sí y al exterior.
El regulador de presión se instala en uno de los laterales del vano motor, a la mayor altura posible y su posición debe respetar los siguientes parámetros:
Estar a no menos de 60 mm del sistema de escape Estar a no menos de 40 mm de la batiría Estar a no menos de 150 mm de la línea frontal o trasera del automóvil, según corresponda.
Para su correcto funcionamiento se requiere que su plano frontal quede en posición vertical y paralelo al eje longitudinal del vehículo. El regulador dispone de un circuito calefactor que se empalma con el circuito calefactor del motor. Para cada modelo existe un soporte que le corresponde.
FUNCIONAMIENTO DEL REGULADOR El regulador está constituido por dos etapas de reducción de la presión y una tercera de control de caudal. En la primera etapa estará provisto de una cámara de agua, conectada con la circulación de agua del motor, a fin de evitar el congelamiento del gas debido a la rápida descompresión. Membranas y válvulas de reducción otorgan al reductor una gran estabilidad en el suministro del gas, en diferente condición de carga del motor y una buena regulación durante la marcha mínima.
Principio de operación Primera etapa
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El gas ingresa al reductor a través de su orificio de entrada presionando un sello de teflón o policarbonato conocido como válvula o sello de alta, esta empuja al martillo solidario a un sistema de palanca a una membrana. Sobre la misma hay un resorte que junto con las deformaciones de la membrana se comprimirá y descomprimirá. La tensión del resorte regulará la presión que se acumulará en la primer cámara, en caso de existir una sobrepresión dentro de ésta dará apertura un sistema de alivio quien dejara filtrar el gas según el hacia tercera etapa y de hay al motor o directamente hacia el exterior del regulador. Una vez alcanzada la presión de trabajo de la primer etapa (3-5 bar) la válvula se cerrará equilibrado el sistema.
Segunda etapa La primer y segunda etapa se encuentran comunicadas por el pasaje. Al igual que en la primer etapa existe una válvula de cierre construida en goma sintética, que por medio de un balancín actuara sobre la membrana. Sobre la misma hay un resorte que junto con las deformaciones de la membrana se comprimirá y descomprimirá. La tensión del resorte regulará la presión que se acumulará en la segunda etapa. Una vez alcanzada la presión de trabajo de la segunda etapa (0,8-1,5 bar) la válvula se cerrará.
Tercer etapa La segunda y tercer etapa se encuentran comunicadas por medio del pasaje. En él actúa una electroválvula que corta el pasaje de gas en caso de quitar el contacto, a su vez esta etapa se encuentra dividida por medio de una membrana que divide la presión atmosférica de la depresión generada en el sistema de admisión del motor entre el filtro de aire y la mariposa injertado por medio de un pico dosificador o un mezclado de gas). El gas que ingresa a la tercer etapa será suministrado directamente al motor en función de la depresión que éste genere en el elemento dosificador.
Manómetro indicador de carga El manómetro sensor mide la presión del interior del cilindro, conocido como manómetro de resorte o manómetro de Burdons, con una tolerancia de más o menos 5 bar, este vendrá graduado en dos escalas con una escala máxima de carga de 400 bar debe ser capaz de soportar el estallido del mismo y contener en su interior todas aquellas piezas móviles que pudieran causar algún daño al usuario con una presión de estallido de 500 bar. Debe ser colocado en un lugar visible en el momento de carga y al resguardo del impacto con uno u otro objeto. Este puede venir provisto con sensores los cuales transmitan en forma de señal eléctrica la cantidad de carga restante en el cilindro, estos sistemas pueden ser del tipo óptico o inductivo. En caso de ser del tipo neumático no sería colocado en el manómetro sino en la línea de alta presión.
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Picos dosificador o mezcladores En general los mezcladores aire-gas funcionan sobre la base del llamado efecto Venturi, por el cual el fluido tanto líquido como gaseoso, sufre una reducción en su presión, a expensas de la reducción de la sección del conducto en la cual circula. Esta propiedad física permite una mezcla aire-gas en condiciones regulables y adaptables a cada caso. De las distintas clases de mezcladores que existen podemos nombrar los del tipo corona llamados así por una serie de cantidad de orificios en cono Venturi los cuales, a través de una dosificación homogénea de gas a lo largo de toda la circunferencia del conducto de aspiración, permiten una carburación óptima en cualquier régimen de motor. Otro tipo de mezclador es el de difusor de vórtice . Este deriva de la característica de mezcla simultáneamente gas y aire a través de un vórtice creado por el aire mismo, este sistema garantiza muy buenas propiedades de carburación.
fuente
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Pico dosificador El pico dosificador se instala en el cuerpo del carburador practicando en el mismo un agujero roscado de medida tal que se corresponda con el inyector a utilizar este puede ser de 10, 12 o 14 mm de diámetro en función de la cilindrada y el tipo de carburador. La posición de este agujero debe cumplir con las siguientes condiciones: El eje del agujero debe estar en el plano horizontal y pasar por el eje longitudinal (centro) del Venturi; La zona más elevada del dosificador (lomo) debe quedar en la sección de menor diámetro del Venturi, con una tolerancia de 1 mm más o menor; El pico dosificador debe instalarse de modo que el corte a 45 grados debe quedar con el chaflán (zona de material faltante) hacia abajo, de modo de facilitar el paso del gas hacia el múltiple de admisión; El extremo del dosificador debe quedar en el eje longitudinal del Venturi asegurado a la misma por una tecla de anclaje.
Electroválvula de nafta Es una válvula a comando electromagnético accionada por el interruptor-conmutador. Tiene el fin de interceptar el paso de nafta cuando el motor está alimentado a gas. En caso de un desperfecto (quemadura del electromagneto o impurezas bajo la pastilla de contención montada en el pistón) accionando en sentido horario en tornillo situado en la base, se abre manualmente la válvula.
Selector de combustible e indicador de carga Tiene como función la de seleccionar el tipo de combustible nafta o GNC por medio de una tecla selectora, dependiendo de que vehículo se trate (carburado o inyección) y dependiendo del regulador (aspirado o electrónico). Marzo 2005
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Este será también de señal remoto de la carga del cilindro, dado a la no posibilidad de colocar un manómetro en el interior del mismo.
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ELECTRÓNICA APLICADA AL GNC Repetición de señal: La necesidad de contar con un indicador del volumen disponible en cilindro (carga útil del combustible) dado que no es posible la colocación de un manómetro dentro del habitáculo del vehículo. Debido a esta inquietud la industria encontró la solución en la electrónica, mediante la utilización de sensores posicionados en el manómetro indicador de carga. Sensores del tipo inductivo, óptico o de resistencia. El sensor emite una señal hacia el interior del vehículo donde se encuentra el receptor que recoge la misma para transfórmala en una lumínica (led) o digital. Receptor que cada vez dado a la necesidad de tener estética y operancia acorde con las exigencias actuales. La perilla conmutadora puede o no encontrase en el receptor de señal es la responsable de la elección del combustible a utilizar. Este instrumental en caso de aplicarse en un regulador del tipo electrónico vendrá equipado con en dispositivo de seguridad él cual si no registra señal de R.P.M restringe la salida de gas hacia el reductor, este dispositivo puede dependiendo del equipo ser regulado. En caso de ser un regulador del tipo aspirado no cuenta con el dispositivo nombrado ya que este tipo de reductor cuenta con un sistema de seguridad incorporado en el mismo, el se activara en caso de no registrar depresión de parte del motor. El instrumental utilizado en estos casos tendrá como particularidad el agregado de un pulsador de cebado.
Esquema de instalación del conmutador para regulador del tipo electrónico:
Figura: conmutador en vehículos carburados. Fuente: www.zetronica.com.ar Marzo 2005
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Conmutador para reguladores del tipo electrónicos montados en vehículos con inyección electrónica: Cuando se trate de equipos para vehículos con inyección de gasolina el equipo a utilizar será muy similar al sistema electrónico de vehículos del tipo carburados con pequeñas diferencias. La primera de ellas es que dado a que los vehículos del tipo inyección arrancan a gasolina i a determinado régimen conmutan automáticamente a G.N.C esto se debe a un circuito eléctrico especial el cual mediante una memoria registrada (la cual permite regulación) contrastara las R.P.M del vehículo en fase de desaceleración. Valor que es comparado con el registrado en memoria para realizar el cambio de combustible. La señal es obtenida del mismo que sé utiliza para el registro de corte del gas en ausencia de R.P.M (sistema de seguridad en reguladores del tipo electrónicos). Otra diferencia es la ausencia de punto neutral en el selector de combustible debido a que este tipo de vehículo no necesita agotar la gasolina de del carburador para poder utilizar el gas. Algunos modelos vienen provistos de un pulsador de emergencia para un arranque directo a G.N.C.
Figura: Conmutador para inye cción. Fuente: www..zetronica.com.ar
Emulador de inyectores Como lo hemos dicho anteriormente en los vehículos con inyección no es necesario utilizar electrovalvulas para limitar el fluido de combustible al motor basta con interrumpir la señal proveniente de la computadora Señal encargada de habilitar la apertura de los inyectores para lograrlo se utiliza un dispositivo especial llamado ”emulador de inyectores “ el cual interrumpe los pulsos de apertura del inyector y simultáneamente continua simula señal de apertura para que la computadora no verifique una anomalía en el sistema. Permite la regulación de un tiempo de superposición de combustibles en algunos equipos muy sofisticados.
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Figura: emulador inyectores zetronic. Fuente: .www.zetronica.com.ar
Vareadores de avance inicial Dado a la diferencia de la velocidad de la combustión del gas respecto de la nafta se hace corregir el punto del avance inicial para lograrlo se emplean equipos especiales los cuales son colocados en el sistema de encendido posibilitando así el correcto funcionamiento en ambos combustibles. Por lo tanto encontramos hoy en el mercado diversos sistemas de corrección: El primero actúa directamente en el encendido variando el momento de disparo de la chispa (vehículos carburados, inyección). El segundo a deferencia del primero corregirá los parámetros de ajuste del calculador para que este modifique los valores del encendido (vehículos con inyección) modificando los valores de los sensores que controla la posición del encendido. Existen casos en los que se hace necesario la utilización de equipos que recalculen las curvas del encendido estos equipos cuentan con un microprocesador diseñado para tal fin. Marzo 2005
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Figura: emulador avance z etronic. Fuente: www.zetronica.com.ar
Figura: emulador avance zetronic
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Fuente: WWW.zetronica.com.ar
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Figura: emulador avance zetronic
Fuente: WWW.zetronica.com.ar
Emulador de sonda lambda: Exclusivo para vehículos con inyección este equipo modificara la señal del sensor al procesador evitando con esto que la señal producida por la utilización del gas como combustibles difiera de la gasolina si esto ocurriere el calculador entraría en estrategia de emergencia ya que trataría de corregir los valores leídos modificando los pulso de inyección de gasolina al no lograr hacerlo debido a que el gas no es controlado por el calculador planetaria un conflicto que se manifestaría en encendido de señal de mal funcionamiento el tablero de instrumentos o modificando los valores del encendido dependiendo del modelo de procesador utilizado. Esta señal modificada que llega al procesador pude ser del tipo fija o variable dependiendo de las necesidad del vehículo y la capacidad del emulador.
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Figura: emulador de sonda labda zetronic
Fuente: WWW.zetronica.com.ar
Sistema de lazo cerrado Dado a la constante necesidad de controlar los valores de polución por normas a tal efecto obligo a las empresa fabricantes de equipos de G.N.C a desarrollar sistema para adaptare a las nuevas normas nuevamente encontraron solución a sus problemas en la electrónica. La utilización de un calculador capaz de controlar el flujo de gas hacia el motor por medio de actuadores que dependiendo del modelo pueden ser del tipo neumático o electromecánicos. El calculador recoge los valores del sensor de oxigeno los compara con sus valores de memoria para determina así la cantidad de combustible valor que es corregido por los actuadores. Este sistema es montado en equipos de los denominados atmosféricos de (3 etapas).
Fuente: www.landi-gas.it
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Sistemas de Control Electrónico de la Carburación para vehículo de inyección electrónica utilizan la señal del sensor de oxígeno y T.P.S. Estos sistemas mantienen dentro de los valores deseados la carburación en la alimentación a gas del motor.
Sistemas de inyección positiva Denominados así por la presión a la que trabaja a diferencia del sistema convencional este equipo solo se puede utilizar en vehículos con inyección electrónica cuenta con dos etapas de reducción la primera muy similar a del equipo atmosférico que reduce la presión de trabajo de 200 bar a una comprendida entre 3-5 bar según el equipo la segunda encargada de mantener una presión constante en el sistema entre 0,8-1,5 bar estas dos etapas no necesariamente deben estar en un mismo cuerpo este sistema ingresa el gas al reductor mediante inyectores los que pueden operar en forma secuencial estos son electromecánicos muy similares a los utilizados para gasolina controlados por un calculador el cual utiliza la información entregada por los sensores del vehículo para calcular la cantidad de combustible necesaria.
Sistema de conversión BRC: FLYING INJECTION www.brcarg.com.ar
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fuente: www.comercializadoragm.com
Reductor Primario de Presión MECO, reduce la presión del gas de la existente en los cilindros, máximo 210 bar, hasta aproximadamente 6 bar, tiene incorporado un circuito de calefacción para evitar el congelamiento del gas por la caída brusca de presión. Estos reductores se utilizan conjuntamente con los reguladores de baja presión NOLFFS en aplicaciones con GNC.
fuente: www.comercializadoragm.com
Regulador de Baja Presión NOLFFS es necesarios para reducir la presión y mantenerla constante antes de entregarla al mezclador dependiendo de los requerimientos del motor. Estos reguladores se utilizan para conversiones de GLP/GNC en motores hasta de 400 HP.
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Reductor GS-2000 presión positiva. Fuente: gnc salustri Reductor de GNC electrónico de presión positiva en dos etapas, para presiones de salida de 0.8 a 2 bar. Utilizable en sistemas de inyección a gas.
CHIP DE CONVERSION Los sistemas digitales aplicados en la tecnología hicieron posible recrear infinidad de variantes para el mejor funcionamiento de un vehículo. Numerosos sensores hacen llegar información a un calculador, luego de ser procesada la misma, se ejecutan ordenes para que los actuadores se comporten dé tal modo que el vehículo logre una constante de en la calidad de la mezcla. Un Chip inteligente es un componente capaz de interpretar todo lo que el constructor requiere, logrando la optimización del sistema. Un chip esta construido por docenas de conectores para entradas y salida de datos, capaces de calcular todo tipo de información que sea suministrada. Con la mayor cantidad de entradas, el micro procede a calcular, obteniendo un determinado resultado dando origina una salida. Esta salida alfanumérica es ingresada a un microprosesador digito-análogo donde él numero se convierte en un pulso electrónico, el cual acciona un actuador determinado en el sistema. Todos los datos operativos del sistema están guardados en una memoria del tipo EPROM (enable programable ROM) que es el componente donde se guarda toda la información del sistema, datos y variantes que los constructores aplican al vehículo. Esta información es indispensable, sin esta seria imposible el correcto posicionamiento de los actuadores. La aplicación del chip de gnc refiere a la aplicación de una nueva programación de datos y variables aplicables para el correcto funcionamiento del sistema con el nuevo combustible (gas natural) respecto del original (gasolina)
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“CALCULADOR”
Dado que dicho combustible ingresa al motor en forma independiente si utilizar el sistema original (inyectores nafta), y sabiendo que el ingreso de gasolina causaría problemas cuando el motor funciona con gas abra que impedir su funcionamiento. Otro parámetro a corregir será el avance inicial dado a las diferencias entre la gasolina y el g.n.c, debido a esto es necesario realizar un nuevo mapa acorde al nuevo combustible. Debido a que la unidad de mando original del vehículo esta construida para la utilización de un solo programa, es necesario la utilizar zócalos inversores donde será montado el nuevo chip con la capacidad de almacenar los dos programa, el original para gasolina y el nuevo con el mapa diseñado para funcionar con gas. Este zócalo dispone de un circuito electrónico el cual es capas de realizar la inversión de los programas (gasolina-gnc) este se activa por una tensión de 12 Volts. La cual al ser recibida por el circuito este desactiva el programa de gasolina para activar el de gas. Para la construcción del nuevo mapa es necesario contar con el equipo adecuado, el software deberá abrir una ventana en tiempo real donde el técnico, aprecie el mapa original y pueda realizar los cambios necesarios.
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Inyectores: El sistema de g.n.c alimenta en forma independiente al motor por lo tanto cualquiera fuese la condición de trabajo el procesador emitirá siempre un tiempo de inyección 0(cero) milisegundos.
“Inyectores”
Avance inicial: Es el parámetro más difícil de calcular dado que no guardan ninguna relación con los de la gasolina, dependiendo exclusivamente de las condiciones del motor: CARGA, R.P.M y GRADOS propiamente dichos.
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“Curva en función de las r.p.m.” “Curva en función de la carga”
Sonda lambda: Como en los inyectores el calculador recibe constante información de este sensor corrigiendo así la mezcla de gasolina. Con g.n.c esto no seria posible dado que el g.n.c es suministrado en forma independiente y los valores para nafta difieren de los del gas el nuevo programa ignora los valores recibidos evitando así conflictos.
“Sonda lambda”
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“Curva de trabajo”
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DISPOSICIONES DEL ENTE REGULADOR DEL GAS PARA EL USO E INSTALACIN DE EQUIPOS GNC Vocabulario técnico Fuente: www.enargas.gov.ar
El siguiente conjunto de términos y definiciones, reflejan conceptualmente una serie de trámites u operaciones a los efectos de brindar un acercamiento a la terminología que se utiliza en la actividad.
Alta o conversión: Operación que consiste en el montaje del equipo o de alguna de sus partes según exige la normativa.
Baja de componentes: Operación que consiste en el desmontaje del equipo o de alguna de sus partes motivada por cuestiones de seguridad, o funcionamiento para no volver a instalarlo en ningún vehículo.
Carta de compromiso: Documento por el cual el propietario autoriza la destrucción del cilindro, su válvula, o ambos, previo a su revisión, en caso que no cumpliera/n en forma satisfactoria con los requerimientos que indica la normativa vigente del ENERGAS.
Cédula de identificación del equipo de GNC (tarjeta amarilla): Credencial emitida por el PEC para ser entregada al usuario, que certifica la autenticidad de los datos y que el equipo de conversión cumple con las normas vigentes del ENERGAS. Asimismo, indica los datos del vehículo, Nº de oblea, características identificarias del regulador de presión, cilindros, Nº de TdM, y fecha de vencimiento de habilitación. Es renovable simultáneamente con la oblea de vigencia de la habilitación y con ficha técnica.
Centro de revisión periódica de Cilindros para GNC (CRPC): Persona física o jurídica con responsabilidad civil, técnica, económica y financiera, que realizará la revisión del cilindro para GNC de acuerdo con la normativa vigente en la materia.
Códigos de homologación: Designación alfanumérica que permite identificar la marca y el modelo de un componente del equipo completo de GNC.
Código de CRPC: Designación que identifica a un CRPC inscripto en el registro de matricula habilitante (RMH) del ENERGAS. 30
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Código de TdM: Designación que identifica a unívocamente a un TdM.
Conversión: Operación que consiste en instalar y habilitar un equipo completo para GNC para que el vehículo automotor pueda utilizar gas natural como combustible.
Desmontaje: Operación que consiste en retirar de un automotor, el equipo completo o alguno de sus componentes, a efectos de reinstalarlo en otro automotor.
Equipo completo para GNC: Conjunto de componentes que se instalan en el vehículo automotor con el fin de propulsarlo a gas.
Ficha técnica del equipo para GNC: Documento en tres ejemplares asignados a un equipo completo que ha sido montado, modificado, revisado, desmontado o dado de baja, bajo la responsabilidad de un PEC, quien certifica la autenticidad de los datos y que la operación indicada cumple con las normas correspondientes. Renovable simultanea con la oblea de vigencia de la habilitación y con la cédula de identificación del equipo para GNC asociadas a dicha ficha técnica.
Gas natural comprimido (GNC): Mezcla de hidrocarburo en estado gaseoso, compuesta principalmente por metano, almacenada en automotores a una presión de trabajo de 200 bar a 21ºC +/– 10ºC.
Modificaciones: Operación que consiste en: El reemplazo de una o más partes del equipo completo para su posterior habilitación La sustitución de la oblea de vigencia de habilitación cuando se produzca su deterioro En ambos casos, dentro del período de vigencia de la revisión anual.
Oblea de vigencia de habilitación (oblea): Etiqueta autoadhesiva especial numerada, entregada por el PEC para adherir en el vehículo convertido, modificado, o revisado, luego de verificar las correctas condiciones para su uso con GNC del equipo completo instalado, por parte de los TdM habilitados, en la que se distingue el mes que caduca la habilitación del equipo completo, renovable simultáneamente con la ficha técnica y la tarjeta amarilla. Sin este elemento vigente adherido, no se podrá cargar GNC en las estaciones de carga habilitadas.
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Mediante el dictado de la resolución nº 139/95, con las modificaciones introducidas por la resolución Nº 2603 y 2768, el ENERGAS instrumento procedimientos a ser cumplidos dentro del sistema de GNC a efectos de seguridad y conforme a la normativa vigente que garantice la seguridad publica y reviste carácter de documento público. Por resolución ENERGAS Nº 197/95, se estableció que los responsables del expendio de GNC deberán verificar, en forma previa a la carga, que los vehículos propulsados con dicho combustible, exhiban la oblea de vigencia de la habilitación del equipo para uso de GNC de uso obligatorio.
Operación: Se entiende por operación, ya sea conversión, revisión anual, modificación, desmontaje, baja o reinstalación.
Organismo de certificación: Persona física o jurídica con suficiente responsabilidad civil, técnica, económica y financiera que, en forma solidaria responsable con su representante técnico:
Armar el equipo completo para uso del GNC en automotores y lo hace aprobar en un organismo de certificación reconocido por el ENERGAS. Habilita la operación y emite documentación correspondiente, desacuerdo con la normativa vigente. Capacita y controla los TdM por él habilitados.
P.E.C: Productor de equipos completos de gnc para uso automotriz Quien obra de nexo entre el TdM y el ENARGAS.
Reinstalación: Operación que consiste en la modificación, o conversión de un vehículo automotor, con un equipo completo para GNC o alguna de sus partes que fueron desmontadas de otro vehículo.
Revisión anual: Operación que consiste en la verificación, mediante exámenes obligatorios programados, de las condiciones necesarias para considerar segura y eficiente la instalación y el funcionamiento del equipo completo instalado sobre la base de la normativa vigente y su posterior habilitación por el termino de un año.
SICGNC: Sistema informático centralizado de GNC del ENERGAS. El propietario del equipo de para GNC podrá ingresar a dicho sistema a través del sitio de internet, exclusivamente con el número de documento.
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Taller de montaje (TdM): Persona física o jurídica, con suficiente capacidad técnica para efectuar las operaciones, de acuerdo con el procedimiento y capacitación recibida por parte del PEC que lo habilitó y con el cual está vinculado contractualmente, sobre la base de la normativa vigente.
REQUISITOS PARA LA HABILITACIÓN DE UN TALLER DE MONTAJE. Se deberá cumplir con lo siguiente:
Se requerirá la firma de un responsable técnico, este puede ser un técnico mecánico/electromecánico/naval o aeronáutico. Deberá constar expresa autorización municipal del rubro en la habilitación. Se requerirán los pagos correspondientes a tributo de impuestos al día. Deberá presentar planos de taller marcando las zonas de GNC –almacenamiento de cilindros – zona de venteo de GNC – carteles de prohibido – matafuegos y aquellos otros aspectos que tengan que ver con la seguridad. Será indispensable contar con fosa o auto-elevador Se necesitarán herramientas varias entre las que destacamos: 2 torquimetros – sistema de detección de fugas de gas – sistema para él venteo de cilindros – anclaje de cilindros – dispositivo para ajuste de válvulas – dispositivo destinado al control del sistema de alta presión – manómetro patrón – etc. Se dispondrá de un libro donde se asentaran todas las operaciones que realice el TdM. Será requerimiento del PEC un seguro de caución para el taller a habilitar.
Con todos estos requerimientos cumplidos se deberá firmar un contrato a fin de concretar la relación comercial con el PEC.
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Ficha técnica indispensable para realizar cualquier tipo de operación respecto al equipo de GNC. Deberá realizarse por triplicado siendo el original para el P.E.C original, copia para el TdM y el triplicado para el usuario.
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Oblea que habilita la carga del Metano en estaciones de servicio:
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GAS LICUADO DE PETROLEO (G.L.P)
Se obtiene del proceso de refinación del petróleo y planta recuperadoras de gas natural puede ser butano propano o mezcla de ambos.
Sinónimos: G.L.P – L.P.G – Gas licuado – Propano – Butano – Gas envasado
Aspecto y color: Gas inodoro e incoloro al que se le agrega un oloriozante que le confiere pestilente para poder identificarlo
Tipos de G.P.L comerciales: Existen dos tipos llamados butano (butano comercial) propano ( propano comercial)
Formula Química: Propano = C3H8 Butano = C4H10
Estado: A presión atmosférica y temperatura ambiente (1atmofera y 20° C) el gas licuado de petróleo se encuentra en estado gaseoso para poder obtener líquido a presión atmosférica la temperatura del metano debe ser inferior –5°C y la del propano a – 42°C. En cambio para obtener líquido a temperatura ambiente se debe someter al glp a presión. Para el butano más de 2 atmósferas para el propano la presión debe ser de mas de 8 atmósferas.
Efectos de la Temperatura: Al Aumentar la temperatura el glp que se encuentra en un tanque cerrado, aumenta su presión esto es debido a la presión de vapor y además, él líquido se expande. Por lo tanto nunca se debe calentar un recipiente que contiene glp y tampoco se debe llenar un recipiente con glp liquido, sino se debe dejar espacio por lo menos el 15% del volumen total del recipiente para él liquido
Densidad y viscosidad: La densidad y presión de vapor varían según la composición. La densidad y peso específico son mayores que el aire, por lo que el glp resulta más pesado que este. Por lo tanto, una nube de glp tenderá a permanecer a nivel del suelo. Marzo 2005
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Aire = 1,Propano = 1,5 y Butano = 2 El glp líquido es más liviano que el aire y menos viscoso que el agua, por lo tanto hay que tener cuidado ya que puede pasar a través de poros donde ni el agua, gasoil o kerosene pueden hacerlo.
Utilización: Si utiliza en el fraccionamiento de garrafas (butano) y cilindros (propano), ventas industriales (propano) y autoelevadores (propano).
Máxima exposición permisible para las personas: Partes de glp por 1.000.000 de partes de aire (1000 p.p.m), promedia sobre un turno de trabajo de ocho horas.
Rango de inflamabilidad (mezcla explosiva): Propano: entre 2,3 y 9,5% de gas en el aire. Butano: entre 1,9 y 8,5% de gas en el aire.
Materiales de extinción: Anhídrido carbónico (CO2). Polvo químico. Niebla de agua (para enfriar y dispersar el gas).
Sus ventajas como energía: Energía eficaz: ofrece un elevado poder calorífico y un alto rendimiento, así como una gran comodidad.
Energía limpia:
su combustión sin residuos de azufre ni micropartículas permite respetar al máximo el entorno natural.
Energía económica:
ofrece una inmejorable calidad/precio y un ahorro energético con relación
a otras energías.
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Energía segura: su instalación construida y controlada por sistemas altamente fiables presentan seguridad sin riesgo. En nuestro país el uso de glp vehicular está prohibido desde el año 1975 por un decreto de la Secretaria de Energía, para su utilización en vehículos automotores de cualquier tipo, debido a que para ese entonces nuestro país era deficitario en la producción de dicho combustible, debiendo exportarlo y subsidiarlo para el uso domiciliario. Como consecuencia de la privatización de la actividad petrolera y el consiguiente cambio sufrido por la matriz energética, que es altamente gasífera y con producción creciente el país no solo sé autoabastece sino que, genera grandes saldos exportables. Ello ha originado, que a fines del año 2001 el gobierno haya decidido suprimir la inhibición que pesaba sobre el uso del glp vehicular, considerando que la energía por la cual se dio origen a la restricción ha sido superada actualmente la secretaria de energía se encuentra elaborando las normas que regirán la actividad. Es considerado como un combustible ecológico, ya que reduce las emanaciones como consecuencia de una combustión completa.
Reduce respecto a la nafta: •
Las emisiones de óxido de carbono de 70 a 85%
•
Los hidrocarburos de 55 a 60%
•
Los óxido de nitrógeno (Nox) de 16 a 85%
En cuanto a tanques de almacenamiento el glp permite: •
Mayor capacidad de carga que los tanques de gnc
•
Autonomía equiparable a motores nafteros 3 veces superior al gnc
•
Menor pérdida de tiempo por abastecimiento
En rendimiento: • • • • •
Produce un menor desgaste del motor y permite una mayor vida útil que otros combustibles. Posee mayor octanaje que la nafta. Ofrece prestaciones similares a los motores nafteros y diesel. Tiene mayor potencia que el gnc. El motor es menos ruidoso.
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El sistema es muy fácil de instalar. El montaje se hace en aproximadamente 8 horas ya sea en vehículos con carburador, inyección monopunto o multipunto, no es necesario realizar modificaciones en el vehículo, de forma tal que luego se puede desmontar el sistema y el vehículo queda igual que antes de la instalación.
KIT DE INSTALACION DE G.L.P
Cilindros: este dispositivo es el responsable de almacenar el combustible que se encuentra en estado gaseoso, deben poseer un alojamiento que permita la colocación del box multiválvula. Son realizados en varios tamaños y formas respetando siempre normas de seguridad.
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Multiválvula o válvulas independientes para el depósito: En ambos casos se cubren las cuatro funciones siguientes: 1. Corte automático de llenado de combustible en el momento de carga al llegar al 80% de la capacidad del depósito para mantener el equilibrio entre la fase líquida y gaseosa dentro del depósito. 1. Medición del nivel de llenado y transmisión automática de señal al conmutador e indicador luminoso que se instala en el tablero de instrumento. 2. Válvula de seguridad que automáticamente regula la presión en el interior del tanque, cuando la presión se incrementa por exceso de temperatura. 3. Abastecimiento de glp al motor. Esta es la única válvula que se puede cerrar y abrir manualmente.
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Figura: Multiválvula o válvulas independientes para el depósito. Fuente: www.tomasettoachille.com.ar
Válvula de llenado exterior: este elemento es la boca por donde se realiza el llenado de glp al depósito. Esta válvula se puede colocar en distintos sitios, dependiendo de lo que disponga el usuario. Puede colocarse junto a la boca de llenado de gasolina en el baúl, en los guardabarros posteriores o en cualquier otro lugar cerca del depósito.
Evaporador – regulador (vapo-reductor): Este componente es corazón del sistema, en él, el glp que llega en estado líquido se transforma en estado gaseoso y se regula la alimentación del motor. El cambio de estado se logra por transferencia del calor que se extrae del circuito de refrigeración del motor (con doble beneficio siendo primero la gasificación del glp y el segundo el retorno del refrigerante más frío al motor) y por cambio de presión en el circuito del glp. En el evaporador- regulador se pueden ejecutar tres ajustes diferentes: en primer lugar el ajuste del funcionamiento del evaporador en función del motor que se va a alimentar; en segundo lugar la regulación de la alimentación en frío (ralentí) y en tercer lugar la regulación del flujo del carburante en alta.
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Figura: Vaporeductor. Fuente: www.tomasettoachille.com.ar
Tubería reforzada de cobre con protección exterior de plástico : Esta tubería conecta el box multiválvula con la válvula electromagnética para glp. Es la responsable de conducir el combustible desde el cilindro al vapo- reductor.
Tubo de plástico duro: este tubo se instala como protección de la tubería de cobre en la maletera. Elimina la posibilidad de que cualquier objeto que se deposite en la maletera pueda presionar de alguna forma las tuberías de cobre. Así también, sirve para la ventilación del sistema.
Válvula electromagnética para GLP: con esta válvula se abre o cierra el circuito de glp. Se acciona desde el interior del vehículo. Normalmente se instala directamente en el vapo –reductor construida esencialmente por un cuerpo de latón, un cuerpo de válvula también en latón, un vástago de cierre y una bobina, esta electroválvula, dependiendo de la posición del conmutador abre el paso de gas al ponerse en marcha el motor y se cierra al parar el mismo. La electroválvula es un resistente, compacto y confiable producto. Necesita poco espacio y su diseño proporciona adelantos técnicos. Sus características incluyen: • • •
•
Sello de nitrilo Rollo de alambre inductivo que soporta altas temperaturas Resina cobertora de rollo auto extinguible UL94VO que le permite operar a temperaturas superiores a los150°C Filtro de gas hecho en papel poroso fino para asegurar prolongada vida útil. También filtrando partículas metálicas mediante un imán.
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•
Pastilla de asiento de vitón fluoro-elastomérico resistente a la vibración para asegurar el funcionamiento eficaz independiente de la posición de instalación.
Figura: Válvula electromagnética de GLP. Fuente: www.tomasettoachille.com.ar
Válvula electromagnética para gasolina: esta válvula se utiliza solamente en los sistemas para vehículos con carburador y sirve para abrir o cerrar el circuito de la gasolina.
Figura: Válvula electromagnética para gasolina. Fuente: www.oyrsagnc.com.ar
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Unidad de mezcla: mediante este componente suministramos el glp al motor, sea directamente al carburador o al múltiple de admisión en caso de vehículos con inyección.
Manguera reforzada: con esta manguera que tiene una cubierta de acero inoxidable se conecta el evaporador – regulador con la unidad de mezcla y se abastece el glp, en estado gaseoso al motor.
Conmutador e indicador de llenado del depósito: este componente se instala en el tablero de instrumentos del vehículo. Permite accionar sobre las válvulas electromagnéticas a fin de utilizar glp o nafta. El cambio de uno u otro circuito de carburante se hace sin parar el vehículo además este dispositivo indica el restante del combustible en el depósito.
DIESEL – G.N.C Los grandes problemas de polución en el mundo obligaron a fabricantes de vehículos a encontrar solución para bajar los niveles de contaminación en los automotores, una de las cuales fue la utilización de metano como combustible por su fácil adaptación en los vehículos, bajos niveles contaminantes , sin dejar de funcionar con el combustible original (gasolina), los motores de ciclo Otto rápidamente están hoy día adoptando al G.N.C como combustible. Las grandes capitales mundiales tienen el grave problema de la contaminación parte de la cual es producida por el transporte publico esto sumado al gran costo operativo de la unidades hace que los fabricantes de vehículos vean al G.N.C como un combustible alternativo para motores de ciclo diesel algo que si bien se esta implementando varias partes del globo no es una novedad. La conversión de motores diesel a G.N.C tiene dos alternativas: 1) El sistema dual diesel – gas que fuese detallado en la patente de Rudolf Diesel en 1901 pero no fue utilizado comercialmente hasta la década del 40”, cuando Cooper-Besmer presentan un motor estacionario que funcionaba con un 95% de gas y 5% de diesel en Argentina la transformación de motores diesel lleva mas de una década de experimentación en motores del tipo estacionarios. El sistema funciona mezclando gas y diesel dentro de la cámara de combustión utilizando al diesel como piloto de ignición las relaciones de la mezcla varían según sea la cilindrada del motor y la aplicación del vehículo con porcentajes que varían entre un 70%- 30% a un 80 % – 20 %. Esta transformación se realiza sin variar el ciclo térmico, controlando las proporciones de ambos combustibles con sistemas mecánicos, electromecánicos o electrónicos dependiendo su aplicación del tipo de sistema que el motor utilice para controlar el combustible diesel. Este sistema logra bajar notablemente el costo operacional del vehículo en nuestro país llega a verse hasta un 50% de ahorro sumado a la disminución de los índices de polución la ventaja principal de este sistema en cuanto a sus prestaciones es que en caso de requerirlo el vehículo funcionaria exclusivamente a diesel Con el solo accionamiento del selector de combustible con la aplicación de este sistema la potencia del motor se ve aumentada por lo tanto es necesario la utilización de sensores que controle funciones como R.P.M y temperatura en la cámara de combustión evitando así roturas del motor por exceso de R.P.M o temperatura.
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Sistema Cicare Fuente: www.gngas.com
Sistema Cicare Fuente: www.gngas.com
2) Este a diferencia del primero por tratarse de una transformación del ciclo de trabajo en el motor de ciclo diesel a ciclo Otto y por solo la utilización del gas como combustible y no del original diesel. La transformación consiste en la instalación de un sistema de encendido (del tipo estático o convencional) debido a que el gas no enciende por compresión como el diesel si no que requiere de chispa (bujías), se hace necesario reducir la relación de compresión debido a que la original utilizada con diesel seria excesiva y provocaría detonaciones lo cual cera nocivo para el motor recordemos que la relación teórica para el gas es de 11: 1 la inyección del metano será controlada por dosificador aire – gas el cual poseerá una mariposa licitadora la sustitución de otras piezas como pistones, válvulas , forma de la cámara de combustión entre otras dependerá 48 Marzo 2005
