INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA - MECÁNICA AUTOMOTRIZ

PROYECTO DE INVESTIGACION

“Instituto Superior Tecnologico Publico Jose Pardo”

Proyecto De Investigacion :

LA VENTAJA DEL USO DEL GAS LICUADO DE PETRÓLEO (GLP) EN RELACIÓN AL USO DE LA GASOLINA EN LOS VEHÍCULOS SEDÁN (TAXIS)

Integrantes:

·         Cuadros Flores Marx Laurof

·         Herrera Nuñez Kevin

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

El motor de combustión interna de los vehículos motorizados para su funcionamiento, es decir, para que se produzca la explosión al interior de su cámara de combustión necesita de un combustible que se mezcle con el oxígeno y así se desplacen sus principales componentes, como: los pistones con las bielas, el cigüeñal, la volante, la transmisión, etc., que permitan su movilidad.

Desde la creación del motor de combustión interna, primero por Otto, quien usa la gasolina como combustible, luego por Diesel, que usa el petróleo, estos han sido los dos tipos de motores que han evolucionado hasta la actualidad, como también, los dos tipos de combustibles que se consumen.

Como es sabido, la gasolina se procesa del petróleo crudo como también el Petróleo Diesel. Ambos combustibles, en su uso presentan varios problemas, como son:

Sus costos que suben vertiginosamente, por ejemplo, en la actualidad el barril de petróleo crudo ha subido a la suma de $ 90.00 dólares.

El gas Monóxido de Carbono que se desprende luego del uso de los combustibles contamina el medio ambiente.

Los componentes del motor y del vehículo que sufren desgaste por las características de ambos combustibles.

Aparte de los problemas indicados pueden existir otros o los mencionados pueden tener otra manifestación. En esta oportunidad sólo es materia de nuestro estudio las ventajas que pueden obtenerse al usarse el Gas Licuado de Petróleo (GLP) en relación al uso de la Gasolina como combustible, en los autos sedán (taxis).

En nuestro país se produce una relación directa entre el alza de precio del barril del petróleo crudo con el alza del precio de la gasolina, es decir, sube el primero automáticamente sucede lo mismo con el segundo.

El alza del precio de la gasolina trae consigo la subida de precios de otros productos de primera necesidad trastocando la economía de la población, principalmente de la menos pudiente. Tal situación se produce actualmente por lo que el gobierno del Dr. Alan García Pérez ha creado un llamado “Fondo de Compensación” que subsidia el precio de los combustibles.

Entonces es notorio y claro que el alza del precio de la gasolina que se produce afecta la economía de la población y, también, eleva los costos de las empresas y personas que trabajan con vehículos, por ejemplo, como los taxistas.

Ante tal realidad surge el Gas Licuado de Petróleo (GLP) como alternativa al uso de la Gasolina como combustible, por su precio y otras ventajas que puedan existir.

FORMULACION DEL PROBLEMA

¿Qué ventaja tiene el uso del Gas Licuado de Petróleo en relación al uso de la Gasolina como combustible en los vehículos sedán (taxis)?

1.2 Justificación

La investigación es importante porque permitirá conocer la evolución de las ventajas que ofrece la gasolina como combustible en relación a las ventajas que ofrece el uso del Gas Licuado de Petróleo (GLP), considerando la economía familiar.

1.3 Delimitación

La investigación se realizara en el año 2008 y en el ámbito geográfico de Lima Metropolitana, considerando sólo los vehículos utilizados para el Taxi.

1.4 OBJETIVO GENERAL YESPECIFICO

1.4.1 Objetivo general

· Conocer las ventajas del uso del Gas Licuado de Petróleo (GLP) en relación al uso de la Gasolina por los vehículos sedán como taxis, durante el año 2007.

1.4.2 Objetivo específico

· Conocer las ventajas del uso de la gasolina por los vehículos sedán como taxis, durante el año 2007.

· Conocer las ventajas del uso del Gas Licuado de Petróleo GLP por los vehículos sedán como taxis, durante el año 2007.

2. MARCO TEÓRICO

2.1 Antecedentes del estudio

Canaza Choquehuanca, Juan, 2006. Conversión del sistema gasolinera a sistema de gas licuado de petróleo, Informe de prácticas profesionales para obtener el título profesional de Técnico en Mecánica Automotriz, Lima-Perú.

2.2 Bases teóricas científicas

2.2.1 El hombre y el uso de diversas energías para transportarse

Primero fue el asno, luego la fuerza expansiva del vapor de agua, le siguieron mezclas carburadas –entre ellas la gasolina y el diesel- y ahora surge una nueva propuesta que resulta más económica y menos contaminante: Esta ha sido la trayectoria del vehículo a través de las diversas fuentes de energía y que ha convertido esta maquina en un elemento indispensable para llevar al hombre de un extremo a otro de la Tierra. Pero para lograrlo, los vehículos alimentados con combustibles líquidos requerirán modificaciones técnicas para su adecuado funcionamiento con gas natural.

2.2.2 El uso del Gas Licuado del Petróleo (GLP) o del Gas Natural Comprimido (GNC) como fuente de energía.

El GLP o gas licuado del petróleo se encuentra como un subproducto proveniente del proceso de refinado del petróleo o también del proceso de obtención del gas natural. El GLP es básicamente una mezcla de gases entre los que se encuentra el propano, butano, propileno y butileno, entre otros, en diferentes proporciones, destacando los dos primeros. Si bien esta mezcla se presenta en estado gaseoso, al elevar la presión , los componentes pasan a una fase líquida.

2.2.3 Hay un creciente uso del GLP o del GNC como combustible

La tendencia es creciente en el mundo, como consecuencia de la preocupación de los expertos en medio ambiente quienes sostienen que el calentamiento de la Tierra obedece en gran parte a las emisiones de gas carbónico que produce la combustión de gasolina y diesel. Aún cuando la cifra de vehículos a base de gas es ligeramente superior al millón, de los 400 millones que ruedan por las diversas autopistas y carreteras del globo terráqueo, ya son 43 países los que han comenzado a aplicar el gas como combustible automotor. Lo cierto es que este recurso natural esta a tono con la tendencia de proteger al medioambiente, pues sólo produce el 30% del gas carbónico que genera el carbón y un 45% de los que producen los derivados

del petróleo. Esto es, que los índices de contaminación obtenidos con el uso del gas natural están muy por debajo de los máximos permitidos por las mas exigentes legislaciones ambientales del mundo.

2.2.4 Argentina es el país líder en el mundo en el uso del GNC

Argentina es el país líder en el mundo en el uso del gas natural comprimido (GNC) en vehículos livianos. Desde el comienzo de su utilización, en 1987, más de 700,00 vehículos fueron adaptados a este combustible, en tanto que la red de estaciones de servicio ya suma más de 800 establecimientos. En este mercado, Gas Natural BAN tiene un importante rol a través de las 211 estaciones abastecidas, cuyo despacho promedio totaliza 1, 000,000 de m3. diarios. Gas Natural BAN, junto a otras distribuidoras de gas, la industria automotriz y las autoridades nacionales, trabajan activamente para promover el uso del GNC en el transporte público de pasajeros y de carga, así como también la fabricación de vehículos livianos bi-power.

2.2.5 ¿Qué vehículos pueden usar como combustible el GLP o el GNC?

El sistema de GLP y el metano puede ser instalado en un automóvil que funciona con gasolina, sea con carburador o con inyección catalítica y con inyección no catalítica. Es importante que el vehículo que se desea transformar funcione correctamente con gasolina, de modo particular el encendido y el sistema eléctrico deben ser controlados antes de montar el sistema.

2.2.5.1 El vehículo dual

Es un vehículo de dos combustibles que puede operar indistintamente ya sea con gas natural o con gasolina. Muchos de ellos se diseñan para cambiar automáticamente a gasolina cuando el tanque de gas natural se vacía. El rendimiento de estos vehículos es variable dependiendo del tipo de motor. Como regla práctica en términos equivalentes 1m3. de gas natural reemplaza 1,13 lts. de gasolina.

2.2.5.2 El vehículo dedicado

Un vehículo a gas natural dedicado es un vehículo que puede operar solamente usando gas natural. Los vehículos a GNC dedicados pueden ser vehículos a gasolina que se han convertido para operar con gas natural. La mayor parte de los vehículos a GNC dedicados, sin embargo, son producidos por fabricantes de equipos originales, tales como es el caso de le empresa Ford, Honda y General Motors, que fabrican estos vehículos para el segmento de trabajo liviano y una serie de fabricantes de camiones y buses para el segmento de servicio mediano y pesado. Internacionalmente, la mayor parte de los fabricantes de vehículos tienen vehículos a GNC prototipos, para demostración o en producción. Por ejemplo, vehículos a GNC japoneses.

Todos los principales fabricantes de automóviles, camiones y buses han construido prototipos de vehículos a GNC dedicados. Hay muchos vehículos a GNC disponibles directamente de los fabricantes de equipo original.

En el modelo del año 1998 Ford ofrece sedans Crown Victoria dedicados, Vans de la serie E y camionetas de la serie F dedicados y de dos combustibles y Contours de dos combustibles. General Motors ofrece camionetas y el Cavalier de Chevrolet.

Honda está produciendo el modelo Civic a gas natural desde 1998. Este vehículo es el primero en cumplir con los estrictos estándares de vehículos de emisiones ultra bajas. Los fabricantes de buses, tales como Blue Bird y Orlon Bus Industries, venden buses diseñados para operar con gas natural.

Los principales fabricantes de motores Diesel, tales como Caterpillar, Cummins, Detroit Diesel, Mack y Deere Power Systems, están produciendo motores de servicio pesado a gas natural para una amplia gama de aplicaciones vehiculares. Cuarenta y dos fabricantes producen más de 93 variedades de vehículos a gas natural, motores y chasis, desde vehículos de pasajeros livianos hasta buses escolares y grúas horquilla.

2.2.6 Instalación del Sistema de Alimentación a Gas

Para comenzar con la nueva instalación se instalará un tanque a prueba de

impactos especialmente diseñado para contener el suministro de gas (fabricado con chapa de acero de 2 a 3,15 mm de espesor). Para cumplir su cometido, este tanque debe cumplir ciertos estándares de seguridad; por ejemplo, los tanques trabajan a una presión de 7 Kg/cm2 (100 PSI) pero son probados hasta a 45 Kg/m2 (640 PSI). El tanque debe presentar una electroválvula múltiple, que bloquea toda pérdida de gas en caso de accidentes, además, impide que ocupe más del 80% de la capacidad del tanque e indica el nivel de GLP en el depósito.

Por otro lado, el transporte del gas desde el tanque hasta el reductor se realiza por medio de una tubería de cobre flexible que presenta un recubrimiento especial. Todo el tendido de esta tubería se debe realizar por el exterior del habitáculo, evitando que en cualquier caso el gas llegue e los ocupantes del vehículo.

2.2.7 Funcionamiento del Sistema de Alimentación a Gas. El Reductor Capital

Como parte primordial del Sistema y haciendo las veces de la bomba de gasolina se encuentra un reductor vaporizador; dispositivo que permite el cambio térmico necesario para la evaporación completa del GLP (que se almacena en fase líquida y se requiere en estado gaseoso) a modo de ser aspirado por el motor. A este se añade un mezclador, encargado de suministrar al motor una cantidad de gas directamente proporcional al aire aspirado por el mismo motor.

El motor (sea inyectado o carburado) necesariamente lleva un evaporador. Como el GLP es almacenado en forma líquida dentro del tanque de combustible, este debe vaporizarse para mezclarse con el aire de ingreso al motor. Entonces, se puede considerar al evaporador como el elemento vital del Sistema de conversión a gas cuya función no es solo evaporado utilizando el agua caliente del radiador, sino también regular la cantidad que debe ingresar al motor. Una característica del evaporador es que tiene en su interior una pequeña tobera donde se pulveriza el GLP.

La regulación de la cantidad de gas que ingresa al motor se logra a través de dos agujas, para baja y altas revoluciones, ayudada además por un sensor que indica un alto o bajo nivel de GLP. Finalmente, el ingreso de gas en estado líquido al evaporador se controla a través de una válvula solenoide. Los evaporadores se seleccionan de acuerdo a la potencia del motor, sin importar si es un motor con carburador o a inyección.

2.2.7.1 En el caso del motor a inyección electrónica multipunto

En el caso del motor a inyección electrónica multipunto, los inyectores reciben una señal eléctrica que ordena abrir una válvula, dejando ingresar y pulverizando la gasolina dentro del ducto de admisión. La válvula se abrirá de acuerdo a la duración de la señal, ingresando así mayor o menor cantidad de gasolina. En principio, para el funcionamiento del Sistema de Gas se anula la señal eléctrica que llega a los inyectores, luego el gas es aplicado en el ducto de ingreso al múltiple de admisión. Para cumplir esta función se utilizará la llamada unidad de mezcla por donde ingresa el gas, la cual tiene una forma toroidal con una serie de agujeros internos. Se cuenta además con un simulador electrónico conectado a los inyectores, cuya función es mandar pulsos a la computadora y evitar que esta última transmita una señal de falla al panel de control.

2.2.8 Ventajas que ofrece el Sistema de Combustible a Gas

Las ventajas que ofrece el Sistema son:

a. El ahorro, en comparación con el consumo regular de gasolina la cifra de km/gl se deberá mantener constante o en todo caso podría mejorar, por lo que el ahorro radica más en el menor precio del GLP, un promedio de S/.4,50 por galón, que en la disminución del consumo.

b. Disminución de la emisión de gases contaminantes como el monóxido de carbono, dióxido de carbono e hidrocarburos.

c. El aceite del motor dura más porque la combustión es más limpia debido que deja menos impurezas

d. El filtro de aceite se ensucia menos por lo cual su cambio sería más

e. Esporádico.

f. Las bujías del motor sufren menos desgaste porque no reciben depósitos sólidos de ningún tipo.

g. El costo de su instalación fluctúa entre los 500 o 600 dólares americanos que se puede recuperar, mediante el ahorro en el precio del combustible, en aproximadamente menos de un año.

2.2.2 Reconocimiento de los componentes del sistema de GLP

Tanques para uso automotriz

El recipiente para almacenamiento de GLP debe estar instalado de manera permanente en el vehículo, todos los tanques construidos para ser instalados en vehículos automotrices deben estar calculados para una presión de 2.1 Mpa (312.5 PSIG).

Los tanques de GLP para uso automotriz deben ser fabricados de acuerdo a una de estas dos normas de fabricación, mientras no exista una norma técnica peruana:

1. Códi g o a sme s e c c ión VI I , divi s ión 1 pa r a t anque s horizontales.

2. Un ECE 67 R.01, regulación 67 del acuerdo:

E/ECE/324, E/ECE/TRANS.

Modelos y variedades de tanques de GLP en el mercado

Todos los tanques antes de ser puestos a la venta son sometidos a pruebas muy estrictas de alta presión y estas son garantizadas mediante un certificado el cual se entrega al cliente en el momento de la compra, junto con una placa metálica la cual esta ubicada en el tanque, indicando su capacidad y la posición en la que debe ir instalado.

Multiválvula GLP

Es un dispositivo construido por un grupo mecánico complejo que instalado sobre el depósito de GLP tiene las siguientes funciones:

♦ Reposición del GLP a través de la toma de carga con cierre automático al 80% de la capacidad global del depósito mediante un dispositivo mecánico, accionado por flotador.

♦ Toma del GLP en fase líquida mediante un tubo pescante sumergido.

♦ Indicador del nivel de GLP mediante un sistema magnético visible en un cuadrante de cuatro sectores más uno para la reserva; la multiválvula puede ser equipada con un sensor electrónico que conectado a un adecuado indicador permita visualizar al conductor el nivel de carburante presente en el depósito.

♦ Interceptación automática por exceso de fluido que cierra la salida del gas mediante una válvula interna en caso de rotura del tubo de alta presión.

♦ Cierre manual de los conductos de abastecimiento y toma del gas en caso de intervenciones de mantenimiento.

♦ De acuerdo a las normas técnicas vigentes, las válvulas de GLP deben contar con una válvula

de seguridad por exceso de presión.

Hoy en día se puede encontrar en el mercado

Hoy en día se puede encontrar en el mercado una cantidad enorme de multiválvulas de toda calidad, precio, formas y tamaños; lo importante es que cumplan con las condiciones mínimas necesarias las cuales ya describimos en este capítulo.

LINEAS DE CONDUCCION DE GLP

Dentro de las líneas de conducción de GLP tenemos las cañerías rígidas; estas tendrán que estar fabricadas de cobre y deberán contar con las siguientes condiciones:

♦ Cañería de 6mm de diámetro para multiválvulas que sus salidas de GLP sean de 6mm y reductores que tengan entrada de la misma medida.

♦ Las cañerías de GLP Son más rígidas y soportan presiones mucho mas elevadas que las cañerías convencionales, su cubierta de polietileno no permite la absorción del calor asegurando así que el GLP llegue al reductor en su estado líquido.

♦ Cañería de 8mm de diámetro para multiválvulas cuyas salidas de GLP sean de 8mm y reductores que tengan entrada de la misma medida.

♦ Las cañerías tendrán que tener un grosor de 2mm y estar cubierto con polietileno para asegurar su protección y aislamiento en caso de posible absorción de calor.

Mangueras de GLP y suministro de alta

Las mangueras que conducen el GLP, son fabricadas exclusivamente para este uso. El material del que estan hechas es un material especial, resistente al combustible orgánico; por lo tanto no deben ser sustituidas por otro tipo de manguera que no haya sido designada, de fábrica.

Las mangueras de GLP llevan, por reglamento, inscritas en su exterior «manguera de GLP».

El suministro de alta, tiene que ser totalmente regulable en su máxima y mínima abertura y para una mejor eficiencia debe tener el mismo diámetro que la manguera de GLP.

Electro válvula de GLP

♦ Dispositivo posicionado entre el tanque de GLP y el reductor que interrumpe el flujo del GLP durante el funcionamiento a gasolina y con el motor apagado.

♦ Disponible en versión normal y mejorada, esta última provista de un filtro intercambiable para las impurezas eventualmente presentes en el GLP.

Reductor vaporizador

Características técnicas:

♦ Reductor de dos etapas con dispositivo de arranque electrónico y mínimo a presión.

♦ Equipo usado para vehículos con catalizador, inyección, carburador y turbo.

♦ Tipo de carburante que usa, GLP (gas licuado de petróleo).

♦ Calentamiento mediante el circuito liquido de refrigeración del motor.

♦ La presión máxima de entrada es de 45 bar.

♦ La presión de regulación de la primera etapa es de 45 bar a 0.8 bar.

♦ Tensión de alimentación es de 12 V.

El reductor es una de las partes más importantes, puesto que es quien se encarga de reducir la presión del GLP desde su estado líquido hasta una presión casi similar a cero. El técnico debe garantizar una función óptima y asegurar que esa marca en especial que eligió tenga abastecimiento de repuestos o una casa que respalde su longevidad.

Mezcladores

Es el dispositivo mecánico que aprovecha el efecto Venturi, garantizando una correcta mezcla aire carburante, tanto en condiciones de régimen estacionario como dinámico. Cada mezclador se proyecta vehículo por vehículo (esto quiere decir que cada mezclador es único, fabricado para cada modelo de auto), a fin de optimizar junto alreductor y al sistema LCS-V el funcionamiento tanto a gas como a gasolina.

Como accesorio del mezclador se tiene el registro de regulación manual, también conocido como regulador de alta. Este es un dispositivo posicionado entre la salida del gas del reductor y la entrada al mezclador, esta dotado de un registro o tornillo para la regulación manual de la carburación mediante el control del flujo de gas de baja presión.

Conmutador/indicador electrónico

A) Módulo de mando con las siguientes funciones principales para vehículos con inyección electrónica:

♦ Selector del combustible a usar gas/gasolina de dos posiciones.

♦ Indicación del combustible en uso mediante dos leds luminosos.

♦ Visualización del nivel líquido del gas presente en el tanque.

Muchos de los mezcladores existentes en el mercado son de fabricación nacional o artesanal y son los mas buscados debido a sus bajos costos. Estos en su mayoría no cumplen las medidas o los requerimientos exigidos para un buen funcionamiento y mucho menos un excelente rendimiento. Tratar siempre

de instalar mezcladores que estén recomendados o codificados por la marca del mismo equipo.

♦ Arranque a gasolina con pase automático a gas en desaceleración.

♦ Dispositivo de seguridad electrónico que interrumpe la alimentación de la electro válvula de GLP en caso de apagado accidental del motor.

B) Módulo de mando con las siguientes funciones principales para vehículos con carburador.

♦ Selector del combustible a usar gas/gasolina de tres posiciones, la posición central del conmutador cierra simultáneamente la electro válvula de gas y gasolina.

♦ Indicación del combustible en uso mediante dos leds luminosos.

♦ Visualización del nivel del líquido del gas presente en el tanque.

♦ Dispositivo de seguridad electrónico que interrumpe el paso de corriente al electro válvula de GLP accidental del motor.

♦ Dotado con dispositivo de cebado automático en el momento de arranque del motor.

Existen muchos modelos de conmutadores pero para este informe se utilizó el Conmutador de arranque a gasolina

Mod. 096