C.A.P. INGENIERA MECNICA ELCTRICA

C.A.P. INGENIERA MECNICA ELCTRICA(Motor a GLP)

MOTOR DE CONBUSTIN INTERNA A GLP(Gas Licuado de Petrleo)

DEDICATORIA

Dedico elpresente primeramentea dios y entre varias a dos personas que me apoyaron y respaldaron siempre. Con todo cario:Mi padre y mi Madre.

AGRADECIMIENTOSA todos mis docentes ya que ellos me ensearon valorar los estudios y a superarme cada da, tambin agradezco a mis padres porque ellos estuvieron y estn en los das ms difciles de mi vida como estudiante. Y agradezco a Dios por darme la salud que tengo, por tener una cabeza con la que puedo pensar muy bien y adems un cuerpo sano y una mente de bien Estoy seguro que mis metas planteadas darn fruto en el futuro y por ende me debo esforzar para adquirir nuevos conocimientos cada da.

INTRODUCCIN

En este trabajo he pretendido resumir la arquitectura que adopta el motor GLP y la de los sistemas que lo componen.Elgas licuado del petrleo(GLP) es la mezcla degases licuadospresentes en elgas naturalodisueltosen elpetrleo. Los componentes del GLP, aunque atemperaturaypresinambientales son gases, son fciles delicuar, de ah su nombre. En la prctica, se puede decir que los GLP son una mezcla depropanoybutano.El propano y butano estn presentes en el petrleo crudo y el gas natural, aunque una parte se obtiene durante el refinado de petrleo, sobre todo como subproducto de ladestilacin fraccionadacataltica(FCC, por sus siglas eninglsFluid Catalytic Cracking).

MOTOR GLP

Qu es el GLP?Estas siglas significan Gas Licuado de Petrleo, y es uno de los combustibles alternativos ms usados de todo el mundo. Se trata de una combinacin de gas butano y gas propano en estado lquido.

Qu motores usan el GLP?Este combustible se puede utilizar en motores de combustin interna. Son los que funcionan normalmente con gasolina, mediante el encendido con chispa. Los vehculos disel no pueden utilizar este combustibleCmo funciona el motor GLP?Un coche de gasolina tendr que ser adaptado para funcionar, con un tanque adicional e inyectores que alternarn entre uno y otro combustible, costando alrededor de 2.000 euros. El depsito no se llena ms del 80 % de GLP, para permitir su expansin con el aumento de temperatura.El encendido del motor se hace con gasolina, ya que el GLP no funcionar a menos de 40 grados. El motor funcionar correctamente, aunqueperder potenciaa revoluciones altas, dando lugar a un funcionamiento ms suave y silencioso.Las emisiones tambin son una cuestin ventajosa, ya quese reducenen ms de un 90% respecto a vehculos disel o gasolina.Por su parte, elconsumo de combustiblese incrementa en aproximadamente un 30 %, si bien el precio suele estar en torno a un 50 % ms barato que los otros hidrocarburos.El combustible del futuroDentro de unos aos todos sabremos cmo funciona un motor con GLP. Este combustibleya lo usan 18 fabricantesen ms de 50 modelos y algunas comunidades autnomas ofrecen subvenciones por comprar vehculos que funcionen con l, o por adaptarlos en caso de coches no nuevos. El GLP sin duda dar que hablar en los prximos aos.

Aplicacin de GLP (Gases Licuados del Petrleo) al automvilLa transformacin de un vehculo propulsado por un motor de gasolina a otro que utilice el GLP (Gas Licuado del Petrleo) no es complicada, ademas, se hace de tal forma (sistema dual), para que el vehculo mantenga todos los elementos necesarios para seguir funcionando "tambin" con gasolina y que el conductor con tan solo accionar un interruptor (conmutador) pueda elegir que combustible usar en el momento deseado he inclusive estando el vehculo en marcha. Es por ello que al instalar el equipo de GLP no modificamos en nada la estructura interna del vehculo; solo le aadimos un nuevo equipo. La instalacin del equipo es tan sencilla que no dura ms de 8 horas.En la figura se ve un esquema, el vehculo normalmente se equipa con dos botellas de combustible, el GLP en estado liquido se conduce por unas tuberas de cobre recocido hasta unallave de pasoque selecciona una o otra botella (conmutador), despus pasa un filtro para seguir a unreductor de presin gasificador, de este en estado de gas pasa otro reductor de presin que lo suministra a la espita o surtidor del carburador a una presin inferior a la atmsfera, de forma que si los cilindros no aspiran el gas, este no sale, de igual forma que el nivel de la cuba es inferior al de surtidor de la gasolina y si no hay vaco en el colector de admisin esta no sale (el vaco evidentemente se genera con el giro del motor, a motor parado no hay vaco).

Alreductor gasificadorse ve como entra el GLP en estado liquido y una vlvula accionada por un flotador (igual a la cuba de un carburador) cierra el paso cuando llega a un nivel mximo de combustible; este recipiente esta rodeado por otro que contiene agua del sistema de refrigeracin del motor, el GLP en estado liquido toma de aqu el calor de vaporizacin que es bastante considerable, a continuacin el gas pasa alreductor de presin de gas, cuando el gasto hace bajar la presin y la cantidad, baja el flotador y pasa el GLP en estado liquido. Al alcanzar el gas una determinada presin en esta cmara, por no haber gasto, cesa la vaporizacin del liquido coexistiendo las dos fases de liquido-gas.

El reductor de presin de gas que es un doble reductor; el primero accionado por resorte helicoidal y el segundo por membrana, tambin incorpora la electrovlvula de paso de forma que el gas llega a esta y de aqu al primer reductor.

Para vaporizar el GLP se precisa gran cantidad de calor, por ello sobre todo en tiempo fri, los vehculos equipados con este sistema se ponen en marcha con gasolina y cuando estn calientes pasan a funcionar con GLP. Actualmente este paso de gasolina a GLP puede ser automtico, el selector tiene 3 o 2 posiciones, segn fabricantes y equipos: gasolina, gas y automtico. En la ultima posicin siempre que no haya una temperatura adecuada y gas para el arranque, este se hace a gasolina. El selector hace imposible que los dos combustibles puedan alimentar a la vez, las electrovlvulas que dan paso a uno u otro combustible estn cerradas cuando no se activan, de forma que un fallo de corriente deja al vehculo sin alimentacin, para prevenir esto, en la de gasolina hay un paso en derivacin para puentearlo en caso de avera.Aplicacin a motores con carburadorLa figura inferior nos muestra un equipo para alimentar un motor con GLP. El gas pasa de la botella (que lleva su vlvula de cierre) al filtro -electrovlvula de paso- y de este lo lleva al reductor gasificador (que comprende en este caso el gasificador y los dos reductores) y por fin el GLP pasa a la espita en el colector de admisin donde se carbura la mezcla. Se cuenta tambin con una derivacin del GLP que va despus de la mariposa para mantener el ralent del motor. El reductor gasificador es calefactado por medio de las tuberas de refrigeracin del motor.La alimentacin de gasolina sigue intacta con su electrovlvula de mando y la vlvula en derivacin de mando manual.

Aplicacin a motores con inyeccin de gasolinaLos motores con sistemas de inyeccin gasolina tambin pueden adaptarse para el uso de GLP. Se puede adaptar tanto motores con sistemas de inyeccin monopunto como multipunto. Como hemos visto anteriormente con los motores con carburador el equipo de GLP se instala de forma paralela al sistema de inyeccin de modo que puedan convivir los dos sistemas, dejando al conductor la opcin de decidir que combustible utilizar. El equipo de GLP es igual al estudiado anteriormente siendo el proceso de repostaje, almacenaje, gasificacin y conduccin hasta el inyector, del cuerpo de mariposa (en la inyeccin monopunto) o los inyectores en el colector de admisin (en la inyeccin multipunto).

El equipo que instalamos en la parte delantera del vehculo sirve para procesar el gas y permitir su integracin al motor y el tanque que va en la parte trasera, usado para almacenamiento de combustible (ver grfico inferior). El tanque tiene una electrovlvula mltiple que bloquea la salida del gas en caso de accidente.

Principio de funcionamientoLos motores de gasolina funcionan con otros combustibles que no sean la gasolina sin variaciones sustanciales en su construccin. Estos combustibles pueden ser el alcohol, "petrleo" y keroseno. Con el alcohol van bien, con el petrleo y keroseno pican bielas y hacen autoencendido (se puede corregir). el otro problema es que queman vlvulas sobre todo en motores antiguos preparados para gasolina "Super" con aditivos de plomo.El GLP que se usa en el automvil se le conoce con el nombre genrico de "butano" y en realidad es una mezcla que puede llegar al 50% de propano. El GLP se almacena en botellas de forma licuada a una presin que depende de la temperatura (5 kp/cm2 a 20C).Caracterstica del butano: Temperatura de vaporizacin prxima a 0C, lo que puede originar problemas de arranque con temperaturas inferiores a 0C. Indice de octano (IO) equivalente a 93 de la gasolina. Mas barato que el propano se lica mas fcil y hay mas reservas de estos gases en la tierra. El butano comercial tiene hasta el 25% de propano.Caractersticas del propano: Temperatura de vaporizacin -40C, no hay problemas de arranque en tiempo fri. Indice de octano (IO) hasta 125. Mas caro, menos abundante y mas difcil de licuar que el butano. El propano comercial lleva hasta el 15% de butano y a 40C esta licuado a una presin de unas 15 atmsferas.El Gas Licuado de Petrleo (GLP)utilizado como carburante para automocin es una mezcla de hidrocarburos, fundamentalmentePropanoyButano(en una proporcin de 60% propano y 40% butano), obtenidos de la destilacin del petrleo en las refineras o en la destilacin del gas natural hmedo.Ventajas e inconvenientes del GLPComoventajaspodemos enumerar: Funcionamiento suave, buenas aceleraciones, motor mas elastico, no hay picado ni autoencendido. Igual o mayor potencia, mas vida til del motor, menos mantenimiento. Combustible mas barato y seguro contra incendios en caso de accidente debido a la robustez de las botellas. El consumo y el mantenimiento por km se reduce casi a la mitad. Los aceites lubricantes del motor se mantienen limpios ms tiempo debido a la ausencia de depsitos carbonosos. Mayor potencia y mayor par motor a carga parcial (arranques, paradas, aceleraciones y deceleraciones) que suele ser el rgimen de funcionamiento usual del autobs, taxis y demas servicios publicos. Otro de los beneficios que permite el uso del GLP, es la imposibilidad de ser sustrado del depsito que lo almacena. Esto quiere decir que se elimina la posibilidad de prdida del carburante, situacin muy comn con la gasolina en el caso de flotas de vehculos.Comoinconvenientespodemos sealar: Espacio que ocupan las botellas o depsitos. El suministro es muy puntual. Polticamente estaba restringido su uso a vehculos de SP (Servicio Publico: taxis, autobuses, etc.).Afortunadamente, se estn eliminando estos tres inconvenientes, segn se indica a continuacin: El uso de depsitos tricos que se colocan en el hueco de la rueda de repuesto ha permitido eliminar la molestia que supone meter un depsito cilndrico en el maletero, con la prdida de espacio de carga que eso conlleva. Actualmente existen en Espaa 31 estaciones de servicio con venta de GLP, y hay vario proyectos en marcha para aumentar esta red. Adems, las flotas (autoescuelas, empresas, administraciones, carretillas elevadoras, kartings, etc.) pueden disponer de su propia instalacin de almacenamiento y suministro, como ya hacen ms de 40 empresas. No hay ninguna restriccin al uso del GLP en cualquier tipo de vehculo. Simplemente deben cumplirse la reglamentacin tcnica vigente, y en materia fiscal el Impuesto Especial de Hidrocarburos es desde 2005 para el GLP de automocin (tambin llamado autogas) de 57,47 EUR/ton, para cualquier tipo de vehculo. A da de hoy, el precio del autogas en Madrid es de 0,54 EUR/litro, IVA incluido.AutogasActualmente al combustible GLP (tambin llamado butano) se le denomina"Autogas". El autogs, una mezcla de propano y butano, es lquido a una presin comprendida entre 2 y 20 bares (dependiendo de la relacin propano/butano y de la temperatura), por lo que tambin se denomina gas licuado.Desde comienzos del ao 2000 se vienen utilizando anualmente unos 14,4 millones de toneladas de autogs a nivel mundial para el funcionamiento de motores de combustin (3 millones de t en Europa). En todo el mundo hay unos 7 millones de vehculos propulsados por autogs (1,5 millones en Europa).La cantidad producida de autogs podra aumentar en un mayor porcentaje si se lograra aprovechar el gas licuado ligado al petrleo y al gas natural.En todos los vehculos con motor de combustin es posible una modificacin para su funcionamiento con autogs. En general se suelen reacondicionar los motores Otto con funcionamiento bivalente (cambio opcional para su funcionamiento con gasolina o con autogs). Los taxis y autobuses con instalacin de autogs suelen disearse para un funcionamiento monovalente (slo con autogs). Esto es lo prescrito para los vehculos industriales.En caso de modificacin del motor para este fin, hay que tener en cuenta que el funcionamiento por autogs con un rendimiento similar conlleva un mayor consumo volumtrico de aprox. un 25% con respecto al funcionamiento con gasolina.En lafigura inferiorse puede ver el esquema de una instalacin para autogs. La figura representa un sistema para funcionamiento "monovalente": los sistemas que funcionan con dos combustibles (bivalente) incluyen componentes adicionales para el funcionamiento con gasolina.Funcionamiento de un vehculo Bi-Fuel o BivalenteEl tipo de combustible a utilizar: gasolina o Autogas; pueden ser usados indistintamente simplemente pulsando un pulsador que hay en el interior del vehculo, sin necesidad de que este se encuentre parado y sin que se note ninguna alteracin en la conduccin del vehculo. En caso de que uno de los combustibles se agote, previo aviso del correspondiente indicador visual de nivel combustible que se instala en el panel, automticamente el motor pasara a alimentarse con el otro combustible.

El Autogas en estado lquido, sale del depsito y se dirige al motor por una tubera a presin, pasando por una electrovlvula que permite el paso del gas slo con el motor encendido y el conmutador en posicin gas. Desde ah llega al evaporizador (unidad de mezcla), que es un intercambiador de calor entre el gas y el circuito del agua del motor. Este elemento se encarga de pasar el gas de fase lquida agaseosa, reducir la presin y regular mediante una centralita electrnica la cantidad de gas que en cada momento se debe de inyectar al motor.

Ejemplo realde componentes principales para vehculo de la marca Seat modelos: Altea XL y Toledo. Deposito 74 litros en maletero bajo piso Boca de carga Autogas integrado tras tapa gasolina Evaporador Autogas en vano motor Inyectores Autogas en colector de admisin Centralita electrnica para Autogas Interruptor y indicador nivel de gas en tableroEl diseo de los depsitos para autogs no tiene porque ser cilndrico, puede adoptar otras formas, como la arquitectura trica (figura inferior), cuya forma le permite ocupar el espacio de la rueda de repuesto.Todos los depsitos deben cumplir las estrictas directivas de seguridad europeas o de los pases donde se utilizan estos vehculos.

Las medidas de seguridad consideradas son: Una vlvula de retencin. Un dispositivo de limitacin del llenado de forma que el volumen de llenado, permitido no supere el 80% del volumen mximo del depsito (la fraccin restante es necesaria, en caso de aumento de la temperatura, como cmara de expansin para el gas licuado). Una vlvula de sobrepresin de 27 bares. Una vlvula de seguridad contra sobretemperatura de 120C. Una vlvula de toma de gas con limitador de flujo.Actualmente y a nivel mundial, hay tres tipos de acoplamiento del depsito diferentes. Desde 2002, en Europa los vehculos nuevos son equipados con acoplamientos unificados. A partir de 2008, los vehculos existentes en Europa con propulsin por autogs debern estar equipados con este tipo de acoplamiento.En la figura inferior podemos ver el acoplamiento para rellenar el depsito de gas junto con la boca de llenado de gasolina.

El Mantenimiento de Motores de Autos Convertidos a GLP Al paso que van subiendo los precios de la gasolina y el diesel, cada da hay ms gente considerando la conversin de sus motores que utilizan gasolina al combustible GNC (Gas Natural Comprimido) o GLP (Gas Licuado de Petrleo). GNC y GLP son combustibles utilizados en varias partes del mundo hace ms de 60 aos. Hoy existen miles y miles de autos convertidos de gasolina a GNC o GLP en los EE.UU., Canad, Italia, Rusia, Argentina, Venezuela, India, e otros pases. La conversin es fcil, pero las preocupaciones generadas por los usuarios y mecnicos desactualizados causa miedo al momento de tomar la decisin. Muchos piensan que: El gas forma depsitos en la cmara de combustin y el escape. El gas reseca los pistones. El gas causa mayor desgaste del motor. El uso de gas permite el uso de un aceite barato. Una vez convertido a gas, el motor tiene que ser reparado con mayor frecuencia. El gas quita fuerza.

Mientras es verdad que hay una pequea prdida de fuerza, sta prdida es similar a la prdida de fuerza por operar el aire acondicionado o abrir una ventana a 80 kilmetros por hora en la carretera. Todos estos mitos son totalmente falsos. A continuacin veremos cul es la causa raz de estos problemas y como evitarlos. Desde el principio, tenemos que entender que un motor en mal estado nunca debera ser convertido a gas. Si el motor no tiene compresin, si le falta el termostato, si el agua del radiador esta sin Refrigerante/Anti-Corrosivo, o si el ventilador no est funcionando bien, no se mejorar con la conversin a gas. Hay muchos taxistas que llegan a los talleres para la conversin, y que no quieren instalar termostatos, cambiar bujas o hacer las reparaciones que ya requiere el vehculo. No se puede esperar buenos resultados del motor en mal estado. Si el mecnico no recomienda una reparacin de piezas en mal estado, cambio de bujas, instalacin de termostato u otro componente que est en mal estado, es un mecnico que no tiene conciencia y la conversin no resultar satisfactoria. La quema del gas es ms completa, ocurre a mayores temperaturas, y por ser ms limpia que la quema de gasolina, no ensucia el aceite tanto como lo hace la gasolina, ni contamina el ambiente por su escape de gases. Pero sta limpieza depende mucho de la temperatura de la combustin. Cuando el motor est operando muy fro, forma depsitos blancos o amarillos en los cilindros, los pistones, las vlvulas y el escape. Todos los das encuentro autos a gas con el cao de escape amarillo. Estos depsitos son de la nitracin del aceite. Esto indica un motor operando sin termostato o con aceite barato, formando depsitos y acortando la vida til.Los elementos fundamentales para la operacin eficiente del motor convertido a gas. Resumimos los elementos crticos para obtener buenos resultados de la conversin del motor de gasolina a GNC o GLP. 1. Asegurar que el motor est en buen estado antes de convertirlo. Esto incluye la correcta operacin del termostato, el sistema de refrigeracin, la calidad de chispa llegando a los cilindros, la compresin, el lodo en el crter y la tapa de vlvulas, y los depsitos de carbn, etc. Nunca introduzca un nuevo variable hasta resolver los problemas conocidos. 2. Escoger un taller con personal calificado y el equipo especializado necesario para garantizar la instalacin y rendimiento esperado. La conversin es una inversin en el futuro, jugando con su economa a largo plazo y el futuro mantenimiento del auto. Los mejores sistemas para autos a inyeccin automticamente arrancan el motor en el fro con gasolina para mantener las piezas de goma mojadas y encender rpidamente sin mayor desgaste de la batera. Los sistemas baratos o para carburadores dependen del usuario para hacer esto. La calibracin del sistema determinar el xito. Esto no es posible sin equipos electrnicos sofisticados. La conversin artesanal costar mucho a lo largo. 3. Asegurar que la conversin no pone en peligro a los pasajeros. Las instalaciones deberanTomar en cuenta que el vehculo estar viajando sobre las calles empedradas, las losetas, los baches y caminos ripiados o de tierra. Siempre habrn vibraciones, rompe muelles, frenadas bruscas, etc. 4. Observar las normas de seguridad de su pas o localidad. Por razones de la calidad de GLP, las instalaciones clandestinas y los peligros presentes, en Bolivia no se recomienda la conversin a GLP. 5. Una vez instalado el sistema, tome en cuenta los elementos variables que afectaran la vida til y los costos de mantenimiento. a. La Mezcla correcta es muy importante. i. Si la mezcla es muy pobre (poco gas y mucho aire), la temperatura del motor ser mas baja, la fuerza reducida y la nitracin aumentar, causando depsitos, cortos intervalos entre cambios de aceite y creando lodo en el motor. ii. Si la mezcla es muy rica (mucho gas y poco aire), la temperatura aumentar y la potencia aumentar, pero puede causar varios frentes de combustin en los cilindros, causando detonacin. La detonacin puede causar serios daos en la culata, los pistones, los asientos de vlvulas y a veces hasta la falda del pistn como soplete. Como cualquier adaptacin, la mezcla tendr que ser ajustada de acuerdo a los resultados hasta llegar al punto ptimo para cada tipo de motor. Esto ser determinado por la medicin del gas del escape con equipo electrnico. Una vez determinado, hay que anotarlo para el futuro. b. La Temperatura del motor tiene que ser entre 82oC y 93oC como regla general. Cada marca de motor tiene su diseo. Como ejemplo notamos estudios que hicimos en motores grandes de CAT donde se demostr el doble de nitracin con termostatos de 86oC que termostatos de 88oC. CAT recomienda una temperatura operacional entre 88oC y 93oC, mientras Waukesha recomienda una temperatura entre 82oC y 85oC. Se debera mantener el termostato de fbrica, a no ser que tenga nitracin antes de tiempo con la mezcla en el punto ptimo. c. La calidad del Aceite determinar la economa de operacin. Un aceite de ltima generacin, API SL, formulado con aceite bsico sintetizado, sinttico, o grupo II dar un buen intervalo entre cambios de aceite sin problemas de nitracin. Adems de resistir la nitracin y la oxidacin, los mejores de estos aceites mantendrn hasta 45% mayor grosor de pelcula en reas de alta presin en el motor (rbol de levas, anillos, cojinetes) que los aceites tradicionales. d. La Viscosidad del Aceite determinar la facilidad de arranque, el desgaste del motor y la vida til de la batera. Nunca utilice aceite SAE 40 (Especial 40) en motores convertidos a gas. Observe las recomendaciones de la fbrica del auto, que indicar SAE 5W-30, SAE 10W-30, SAE 15W-40, o SAE 20W-50, dependiendo del modelo. Hoy en da nunca se encontrar una recomendacin para SAE 40 de un fabricante o de un Ingeniero actualizado. Si el mecnico recomienda aceite SAE 40, busque otro mecnico. e. Eliminar la contaminacin insistiendo que no limpian su filtro de aire con aire comprimido. El soplado del filtro de aire abre los poros y pliegos del papel para permitir la entrada de polvo. El polvo se vuelve lija al pasar por el motor.Observando estos puntos, se puede convertir su auto o camioneta de gasolina a gas, economizar en combustible, reducir las emisiones del escape al aire y reducir sus costos de mantenimiento. Al final, cuando se acaba el motor, ser por el tipo de servicio o mantenimiento, no por el combustible.

BIBLIOGRAFAhttp://motor.excite.es/como-funciona-motor-GLP-G29224.htmlhttp://www.aficionadosalamecanica.com/glp_motores.htmhttp://www.mantenimientomundial.com/sites/mm/notas/gnc.pdfhttp://es.wikipedia.org/wiki/Gas_licuado_del_petr%C3%B3leoTaller de Ingeniera Mecnica IIIPgina 17