INDICE 1. INTRODUCION 2. QUE ES EL GNC? 2.1. COMPÒSICION DEL GNC 2.2. BENEFIOS DEL GAS NATURAL VEHIVULAR 2.3. RAZONES PARA ELEGIR GNV 3. COMPONENTES DE LA ALIMENTACION GNV 3.1. REDUCTOR 3.2. LLAVE CONMUTADORA 3.3. CILINDRO 3.4. MEZCLADOR 3.5. CAÑERIAS DE ALTA Y BAJA PRESION 3.5. VARIADOR DE AVANCE 3.6. EMULADOR DE INYECTORES
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1. INTRODUCCION ESTE TEMA ESTA RELACIONADO TOTALMENTE A LA ALIMENTACION GNC DE GAS NATURAL COMPRIMIDO APLICADA A LOS VEHICULOS. EN SI DAREMOS A CONOCER TODO LO RELACIONADO CON LA ALIMENTACION GNC.
2. QUE ES EL GNC? El gas natural o metano es el combustible gaseoso fósil más liviano y menos contaminante que existe. Está conformado por un (1) átomo de carbono y cuatro (4) átomos de hidrógeno, a diferencia de la gasolina que en promedio tiene siete punto seis (7.6) átomos de carbono y doce (12) átomos de hidrógeno. Cuando se quema un combustible lo que hace combustión son los vapores o gases de dicho combustible. Puesto que la gasolina es un líquido se le obliga a vaporizarse para que pueda combustionar. El gas natural por ser gas, quema fácil y completamente, combinándose totalmente con el aire y produciendo mucho menos contaminación. El gas natural es un combustible que proviene de los pozos petroleros y puede estar asociado con el petróleo crudo o puede estar libre. En el primer caso se le llama gas asociado y en el segundo gas no-asociado o libre.
2.1. Composición del Gas Natural (% vol.) -Dióxido de -Nitrógeno -Metano -Etano -Propano
carbono
(CO2)
0.37 1.29 97.76 0.38 0.20
Puesto que el gas natural es un gas, para que rinda dentro del vehículo y minimizar las veces que se debe “tanquear”, se debe comprimir a 207 bares de presión (3000 psi) y almacenar en tanques muy seguros especialmente diseñados. A este gas comprimido se le llama Gas Natural Comprimido para Vehículos -GNCV-.
2.2. Beneficios del Gas Natural
Abundante en el país con una red de suministro que continúa creciendo. El combustible más económico, ofreciendo ahorros substanciales con respecto a otros combustibles. El combustible más seguro, se disipa elevándose rápidamente al ser más liviano que el aire. Por su forma de transporte y almacenamiento no hay derrames que afecten el agua o la tierra. Puesto que casi no contiene contaminantes el gas natural quema en una forma muy limpia y produce mínima contaminación.
2.3. Razones para elegir GNV Por muchas razones, cada día más personas en el mundo eligen Gas Natural Vehicular: porque es mucho más económico que otros combustibles, porque tiene ventajas técnicas respecto a otros combustibles, porque es más seguro, porque respeta el medio ambiente.
Aspectos económicos
Con el GNV ahorra hasta un 50% con respecto a la gasolina. Las visitas a talleres y los cambios de repuestos y bujías disminuyen, generando ahorro para usted. Disminuye la periodicidad en los cambios de aceite.
Aspectos técnicos
El motor de su vehículo recibe mejor trato y tiene mayor vida usando GNV, que tiene una combustión limpia y homogénea. Doble disponibilidad de combustible. Si lo prefiere puede elegir el sistema Bi Combustible, para que su vehículo trabaje con GNV y gasolina.
Aspectos de seguridad
El GNV es más liviano que el aire, haciendo que se disipe fácilmente en la atmósfera, caso contrario a lo que ocurre con los vapores de la gasolina y el GLP. El GNV tiene una temperatura de ignición de 600°C. Mientras que la gasolina arde a los 450. El GNV es mucho menos inflamable y más seguro. Con el GNV usted tiene mayor control sobre su combustible. Su estado gaseoso dificulta su manipulación en comparación con los combustibles líquidos (gasolina y diesel). Los cilindros de GNV son más seguros que los tanques de combustible convencionales (líquidos). Los cilindros de GNV están hechos para soportar fuertes impactos y altas temperaturas. Las conversiones son revisadas y avaladas por un ente certificador.
Aspectos ambientales
Usando GNV disminuye en más de un 80% la contaminación por emisión de gases tóxicos y partículas nocivas. El GNV contribuye a evitar el efecto invernadero, porque produce menos dióxido de carbono que otros combustibles.
3. COMPONENTES DE LALIMENTACION GNV
Reductor Llave conmutadora Cilindro Mezclador Cañerías de alta y baja presión Variador de avance Emulador de inyectores
3.1 REDUCTOR O REGULADOR DE PRESION 3.1.1. MONTAJE DEL REDUCTOR Elección del lugar de fijación El lugar donde se instale el reductor, deberá cumplir con los siguientes requisitos: - Estar dentro del compartimiento de motor pero nunca fijada a este, no superar la altura del radiador para evitar acumulación de aire en la cámara de agua del reductor y tener calefacción deficiente. - Estar lo más alejada de zonas expuestas a corrientes de aire intensas generadas por el transito del vehículo a altas velocidades, que puedan descompensar el balance de presiones del reductor, y producir fallas de funcionamiento. - Elegir un panel, o elemento de fijación que sea fijo a la carrocería, que no tenga movimiento relativo con el chasis, y que ofrezca rigidez suficiente, para soportar el peso del mismo. - Es importan que la ubicación ofrezca comodidad para el acceso al tornillo de regulación de marcha mínima (baja). - Efectuar la fijación mediante el soporte provisto(o soporte especial de similar rigidez), y dos tornillos 8 mm.
Conexión de la calefacción del reductor Efectuar la conexión de las mangueras de agua para calefacciones el reductor cuidando que el ruteo hasta el motor absorba los movimientos relativos entre este y la carrocería, y no exista posibilidad de enganche con pates móviles, varillajes, ventilador, correas, etc. Tomar fluido con las conexiones “ T ” de derivación, en un cir cuito en donde la circulación no se interrumpa por la válvula termostática del motor o el grifo de control del calefactor. Luego completar el fluido refrigerante perdido en la operación y en la puesta en marcha verificar que no exista fugas y el reductor aumente su temperatura inmediatamente, de lo contrario se ha tomado el fluido en un circuito equivocado.
Posición relativa al vehículo Es importante la orientación del reductor según la norma (posición vertical, paralelo al eje de movimiento del vehículo), para evitar variaciones de caudal por aceleraciones o frenadas bruscas,
la inercia de la membrana de 3ra. Etapa producirá movimientos que descompensará la regulación en marcha lenta. No es aconsejable el montaje en posición horizontal debido a que los movimientos bruscos del vehículo por las imperfecciones del camino, generan un funcionamiento errático del reductor en marcha lenta.
El reductor de presión de gas que es un doble reductor; el primero accionado por resorte helicoidal y el segundo por membrana, también incorpora la electroválvula de paso de forma que el gas llega a esta y de aquí al primer reductor.
ETAPAS DE FUNSIONAMIENTO DEL REDUCTOR
PRIMERA ETAPA El gas ingresa al reductor por el conducto de entrada, pasando a través de un filtro hasta la válvula, solidaria a un sistema de palancas con 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 primera cámara. Una vez alcanzada la presión de trabajo en la primera etapa (4,5 Atm.), la válvula se cerrará. En esta etapa se encuentra la válvula de seguridad la que una vez superada una presión establecida, descarga a la tercera etapa haciendo que el motor se detenga al ahogarse por exceso de combustible. Al detenerse el motor, el pasaje de gas se interrumpe.
- Presión de 1° etapa: 4.5 bar - Alimentación: 12 VCC - Consumo de potencia: 13 W (electro válvula) - Calefacción: Líquido refrigerante del motor Opcional: Resistencia electrónica con termostato - Conexión ingreso: Niple - Conexión egreso: Manguera ó 19 cm.
SEGUNDA ETAPA La primera y segunda etapa se encuentra comunicada por el pasaje Al igual que en la primera etapa, existe una válvula de cierre solidaria por medio de un sistema de palancas a la membrana Sobre la misma actúa 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 cámara. Una vez alcanzada la presión de trabajo en la segunda etapa (1,4 a 1,7 Atm.), la válvula se cerrará. La mayor o menor presión en esta etapa definirá la potencia para la cual está diseñado el regulador. Es decir con mayor presión, posibilitará la entrega de mayor caudal de gas. Presión de 2° etapa: Inyección en aluminio 1 bar 1.4 bar 2 bar Capacidad de potencia: 200 bares Hasta 100 Hp Hasta 140 Hp Hasta 200 Hp
TERCERA ETAPA La segunda y la tercera etapa se encuentran comunicadas por el orificio. Entre estas dos etapas actúa la electro válvula que corta el pasaje de gas en caso de cerrar el contacto o quedar sin energía al indicar los sistemas de seguridad que el motor se ha detenido. Esta última etapa se encuentra dividida por medio de la membrana que separa la presión atmosférica de la depresión generada por el sistema de admisión del motor entre el filtro de aire y la mariposa, la que es censada a través del mezclador o pico dosificador.
En esta etapa se encuentra el registro de mínima el que actúa sobre el sistema de palancas que en conjunto con la membrana son los que mantienen la presión necesaria para lograr una buena alimentación al sistema de admisión del motor. También se encuentra la válvula de sensibilidad que es la que permite un paso directo de gas entre la salida de la electro válvula y la cámara de la tercera etapa. En algunos vehículos, de gran cilindrada, es necesario actuar sobre esta válvula, aunque normalmente se encuentra cerrada, permitiendo que solo opere la válvula en función de la depresión en la admisión.
3.2. CONMUTADOR (LLAVE CONMUTADORA) La llave conmutadora, es un dispositivo que nos sirve para hacer el cambio de funcionamiento del sistema de inyección de combustible a gasolina al sistema de gas. La llave para vehículos con inyección de combustible, consta de dos modos d funcionamiento a saber: Modo automático y modo gasolina, los cuales son seleccionados en forma cíclica, presionando el botón (touch) del frente de la llave. Además la llave conmutadora, memoriza automáticamente el modo actual de funcionamiento (automático o gasolina). Así, la próxima vez que se ponga en marcha al vehículo, la llave comenzara funcionando con el modo memorizado. Para ajustar las rpm de conmutación de gas, se debería ingresar al modo de programación. En caso de ser necesario un arranque directo a gas: ver el punto de arranque de emergencia directo a gas. Además la mayoría de las variedades de las llaves posee 4 LEDs verdes de indicación de nivel de gas. El nivel de reserva de gas se indica con el LED verde de cuarto tanque titilando.
Modo automático: El vehículo partirá a gasolina (LED rojo encendido y amarillo titilando). Acelerando por encima de las rpm de conmutación programadas y luego desacelerando, el vehículo comenzara a funcionar a gas (LED amarillo encendido y rojo apagado) Modo gasolina: el vehículo partirá a gasolina (LED rojo encendido)
3.3 CILINDRO DE GAS Y SOPORTE
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 bares llegando a presión de estallido de 900 bares. Están 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 lats. 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.
Válvula de recarga interna Y externa 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. 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.
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 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.
3.4. MEZCLADOR La función del mezclador es dosificar el ingreso de la mezcla aire gas a la admisión del motor en la proporción optima requerida para la combustión, actualmente se han desarrollado mezcladores para todo tipo de auto, para que se obtenga un rendimiento optimo.
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.
3.5. CAÑERIAS DE ALTA PRESION
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.
Su presentación comercial es de 6 ms. 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.
AJUSTE DE LAS VIRORAS
Emulador de inyectores Como lo hemos dicho anteriormente en los vehículos con inyección no es necesario utilizar electroválvulas 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.
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. El emulador de Inyectores se conecta sobre la conexión del inyector. El dispositivo más primitivo sería un simple relay que abra el circuito del inyector cuando es activado con el positivo que viene en el cable azul desde la llave conmutadora. Sin embargo un verdadero emulador es mucho más que un relay. El emulador de inyectores coloca una carga fantasma sobre la ECU, de tal forma que la ECU no se da cuenta que el circuito del inyector fue abierto. Generalmente esta carga consiste en una resistencia o una bobina igual a la del inyector. De esa forma se previene el encendido del Check Engine. Por esto se llama "emulador". Por otra parte introduce una temporización entre el momento en que se pasa a GNC y el momento en que se suspende la entrega de gasolina por los inyectores. Esta temporización de unas fracciones de segundo evita que el motor se quede sin combustible, desde el momento en que activa la electroválvula de GNC y el momento en que se corta la alimentación de inyectores, dado que el GNC debe llenar la cañería de conexión al mezclador, invadir el múltiple de admisión y llegar a los cilindros. Esto se llama TIEMPO DE SUPERPOSICION. Esta temporización suele ajustarse desde un trimpot en el mismo emulador de tal forma que no sea perceptible el cambio de gasolina a GNC.
Variadores de avance 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.
Variador de Avance Todos los variadores poseen un microprocesador que corrige el punto de encendido de la curva de avance de nafta para lograr un correcto funcionamiento del vehículo en el momento en que utiliza GLP o GNC y reestablece los valores originales cuando funciona con nafta. Dicha corrección la calcula en base a parámetros almacenados en la memoria interna y a modificadores externos como los RPM, posición del acelerador y selección del combustible. La utilización del variador mejora los rendimientos en aceleración, baja los consumos, reduce el peligro de contra explosiones y es el primer paso para el control de emisión de gases
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 la necesidad del vehículo y la capacidad del emulador.
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 puede 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). Sistema lazo cerrado
En un sistema de lazo cerrado. El mismo regula el caudal de gas a través de una válvula comandada por un motor de pasos. La posición de la válvula será función del exceso o defecto de oxígeno en los gases de escape. Esto último es medido por un sensor llamado sonda lambda. La información emitida por la sonda es recibida en un módulo de control, que analizando dicha señal y tomando en cuenta el estado del motor posiciona a la válvula.
Aunque el gas es un combustible “Amigable para el Medio Ambiente”, puede obtenerse mejores resultados. Es un sistema que disminuye las emisiones de los gases productos de la combustión del GNC.
