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CICLO REAL DE UN MOTOR DE
ENCENDIDO POR COMPRESIÓN EN
RÉGIMEN COMBUSTIBLE DUAL CON
ÓLEO DIESEL Y GAS NATURAL
Miguel Neves Camargo (UFSM)
Leoni Pentiado Godoy (UFSM)
Nara Stefano (UFSC)
RESUMEN: En la actualidad los consumidores están más exigentes y se
muestran preocupados con el futuro de nuestro ambiente, lo que ha
alterado su comportamiento al adquirir un producto que sea libre de
contaminantes, pues la sustentabilidadd es el elemento decisivo los días
actuales. Se da preferencia hoy a los ecológicamente sosteníais, que no
agreden la naturaleza, sin olvidarse de la calidad. El principal objetivo de
este trabajo es estudiar diferencias de presión existentes dentro del
cilindro entre un motor diesel, trabajando en régimen diesel y el mismo
motor trabajando en régimen combustible dual. Para atender los objetivos
de este trabajo fue desarrollado un dispositivo de medición de la presión
dentro del cilindro. Las pruebas fueron realizadas en motor diesel con
modificaciones que posibilitan trabajar en régimen combustible dual con
inyección electrónica de gas. Fueron realizados 10 ensayos para cada
condición. Las medias fueron obtenidas en cada ensayo, tomas muestras
de 200 en 200 rpm que sirvieron para demostración gráfica de la presión
dentro de la cámara de combustión en todas las fases del ciclo. Fueron
realizadas comparaciones entre las curvas equivalentes de régimen diesel
y de régimen combustible dual para el ciclo de expansión, más
representativo en términos de presión.
Palavras-chaves: Motor diesel, motor combustible dual, gas natural, óleo
diesel.
XVII INTERNATIONAL CONFERENCE ON INDUSTRIAL ENGINEERING AND OPERATIONS MANAGEMENT
Technological Innovation and Intellectual Property: Production Engineering Challenges in Brazil Consolidation in the World Economic Scenario.
Belo Horizonte, Brazil, 04 to 07 October – 2011
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1. Introducción
El desarrollo de plazo largo de sistemas de energía es caracteriza por un grado alto de
incertidumbre (PAPADELIS; FLAMOS; PSARRAS 2011; SELJOM; ROSENBERG, 2011). El
Aceite y el gas natural son componentes importantes y dominantes del sistema de energía
presente (ROUPAS; FLAMOS; PSARRAS, 2011; SKOULOUDIS; FLAMOS; PSARRAS,
2011). La función del uso futuro del aceite y el gas natural depende en los recursos disponibles,
en las tecnologías de producción, en la demanda futura, en el desarrollo de fuentes de energía
alternativa y la existencia de suministro de energía fiable rotativo (DOUKAS; FLAMOS;
PSARRAS, 2011).
El gas natural, que puede ser utilizado en motores diesel convertidos en combustible dual, con
una contribución considerable para el medio ambiente. La posibilidad de usar gas natural en
motores diesel también abre muchas oportunidades en medio agrícola donde la principal fuente
de energía es el motor diesel, y el combustible diesel representa una parte considerable en el coste
de la producción. Según los experimentos realizados por Camargo (2003), el mejor rendimiento
del motor se combustible dual probado se da para un consumo medio de 100 litros de gas natural
por kW/h y 49 gramos de óleo diesel por kW/h que significa 22% del consumo de petróleo en
comparación con el mismo motor que trabajan sólo con diesel. En estas condiciones hay una
reducción en costos de combustible en torno de 46%.
En los motores de ciclo diesel trabajando con gas natural en régimen combustible dual
(CAMARGO, 2003), el gas natural es introducido bajo baja presión en el colector de admisión,
donde es mezclado con el aire que está siendo aspirado por el motor. Esta mezcla de aire y
combustible se comprime por el motor sin entrar en ignición espontánea, el gas natural tiene un
índice (el índice de resistencia a la detonación de combustibles usados en motores en el Ciclo de
Otto) superior a 145 octanas (MON - Motor Octane Number). E por tanto, así, soporta la tasa de
compresión de un motor diesel.
Al final del ciclo de compresión, la bomba de inyección inyecta una pequeña cantidad de óleo
diesel. El combustible diesel de inyección, para encontrar un ambiente favorable en oxígeno,
temperatura y presión, se inflama, produciendo una llama que da inicio a la combustión del
combustible principal (gas natural). Así, el óleo diesel inyectado produce sólo una llama piloto en
el momento adecuado definido por la bomba inyectora. El uso de motores combustible dual
reduce el consumo de óleo diesel que pasa a ser parcialmente substituido por el gas natural. En
una primera etapa es necesario mejorar la tecnología de los motores combustible dual encendido
por compresión, conociendo mejor sus características y su funcionamiento, para entonces en una
segunda etapa, con la tecnología ya consolidada, partir para soluciones alternativas, y entre estas
el uso de biogás en lugar de gas natural.
Varios factores importantes en la caracterización del motor, combustible dual, aún no fueron
estudiados. Entre estos, un ítem relevante en el estudio de un motor es su ciclo real. Los motores
de ciclo diesel y los motores de Ciclo Otto ya tuvieron sus ciclos de funcionamiento (diagrama
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presión-volumen) ampliamente estudiado, existen pocas informaciones sobre el ciclo real de un
motor combustible dual, diesel-gas natural. De esta forma, se caracteriza por ser como un
problema el desconocimiento del diagrama presión-volumen del motor combustible dual,
trabajando simultáneamente con diesel y gas natural.
El gas natural (Abreu, 1999) es una substancia compuesta por una mezcla de hidrocarburos leves,
básicamente metano, una pequeña parcela de etano y otros componentes, que puede o no estar
asociado al petróleo, a la temperatura ambiente y presión atmosférica permanece en estado de
gas. Presenta bajos niveles de contaminantes y es casi redimo de azufre. Según Kates (1970), gas
natural, debido al bajo índice de Cetano (alcano), no es adecuado para ser usado como
combustible de motores de encendido por compresión (ciclo diesel). La mezcla aire/gas ofrece
dificultad para iniciar la combustión sólo por compresión, sin embargo tiene una gran facilidad
para encender una chispa o una llama ya iniciada por otro medio. Esta característica permite que
este combustible sea empleado con facilidad en los motores de Ciclo Otto. Una solución práctica
es el funcionamiento de motores de ciclo diesel con dos combustibles: diesel y gas, o sea,
motores combustible dual.
El rendimiento termodinámico (GIACOSA, 1986) de un motor aumenta con el aumento de la tasa
de compresión. En los motores de encendido por compresión, como la tasa de compresión es más
alta, el rendimiento termodinámico también es mayor. Esto explica la reducción de consumo
obtenida por Camargo (2003). El índice de Cetano (GIACOSA, 1986) es un índice empírico que
mide la mayor o más pequeña facilidad que el combustible tiene para entrar en encendido
espontáneamente cuando sometido la altas presiones en presencia de oxígeno. El índice de
octanas es, también, un índice empírico que mide la mayor o más pequeña facilidad que el
combustible tiene para soportar presiones elevadas cuando en presencia de aire, sin entrar en
encendido espontáneamente.
Este trabajo tiene como objetivo determinar el ciclo real de un motor de combustión por
compresión, trabajando en régimen combustible dual con diesel y gas natural en diferentes
regímenes de carga y rotación. Y comparar las diferencias existentes con el ciclo diesel del
mismo motor en idénticas condiciones de trabajo.
2. Revisión Bibliográfica
2.1. Biocombustibles en sustitución de los combustibles de origen fósil
Las motivaciones de demanda por combustibles en el mundo sufren profundas transformaciones,
siendo necesario que el país encuentre formas de reducir el consumo de óleo diesel. Ese cambio
es motivado, en parte por el calentamiento global, bajo el aspecto de emisiones de gases de efecto
estufa, íntimamente conectada a la quema de combustibles fósiles, y por otro lado, en virtud del
pronóstico de la disminución, en un futuro bien próximo, de la explotación del petróleo. Es
esencial que en Brasil y las fuentes de energía en todo el mundo se encuentren más baratos y
menos perjudiciales para el medio ambiente.
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La oportunidad se refiere al desarrollo y uso de nuevas tecnologías para explotación de fuentes
alternativas. En especial, se destaca la producción de biocombustibles llamados biocombustibles
en sustitución a los combustibles de origen fósil, en este contexto, el objetivo del presente
artículo es presentar un estudio sobre la relación entre el biodiesel y las dimensiones del
desarrollo sustentable. Para Dias (2001), el mantenimiento y la calidad ambiental de las ciudades
son responsabilidad de la acción gubernamental no sólo diferentes gobiernos federales, estatales y
municipales, sino también instituciones privadas y la comunidad.
De esta forma, es de fundamental importancia el estudio del ciclo real de funcionamiento de un
motor combustible dual, trabajando simultáneamente con diesel y gas natural. Ese tipo de motor
se hace una herramienta importante para control de la polución atmosférica, siendo que, el gas
natural podrá reducir en gran proporción las emisiones contaminantes. En lo que concierne a las
cuestiones relativas por la mitad ambiente, la utilización de biodiesel como combustible se hace
una gran prioridad para el mundo entero, por su enorme contribución por la mitad ambiente, con
la reducción cualitativa y cuantitativa de los niveles de polución ambiental. Una manera de
impulsar (SCHMIDHLEINY, 2002) la sustentable consiste en saber gestionar adecuadamente el
desarrollo, promoviendo una gestión que proteja el medio ambiente integrado a los intereses
sociales y económicos. El autor aún advierte que, no es posible haber desarrollo sin perjudicar la
naturaleza, pero se debe gestionar para que esta sea perjudicada el menos posible.
Por lo tanto, la polución de las grandes metrópolis por medio del combustible de origen fósil
transmite alergias, enfermedades respiratorias y muchas veces apenas estar, perjudicando la salud
de las personas, con eso debe ser hecho el cambio del diesel por el biodiesel mejorando la calidad
del aire y consecuentemente la calidad de vida de la población. La implementación (OLIVEIRA;
COSTA, 2010) de un programa energético con biodiesel abre oportunidades para grandes
beneficios sociales, decurrente del alto índice de generación de empleo por capital invertido,
culminando con la valorización del campo y la promoción del trabajador rural. El biodiesel viene
siendo blanco de diversos temas relacionados a su participación innovadora en la matriz
energética mundial, eso acontece por ser un combustible biodegradable derivado de fuentes
renovables.
Siendo el Brasil uno de los países del mundo que posee una matriz energética limpia (46% de
fuentes renovables) en relación al mundo que presenta (13% de fuentes renovables). Por ser
derivado (SOUSA, 2006) de principios ecológicamente satisfactorios el biodiesel puede ser
considerado un vector de calidad ambiental que posibilita el desarrollo sustentable. Algunos
investigadores muestran por medio de estudios que el gran problema en la comercialización de
este combustible es el coste de producción elevado, pero, podrá ser un indicador para la inclusión
social, principalmente cuando se trata del éxodo rural.
3. Materiales y métodos
En cuanto al desarrollo del experimento, se utilizó un motor diesel mono cilíndrico marca
AGRALE, Modelo M90, con torque máximo nominal de 35,58 Nm a 1800 rpm y potencia
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máxima nominal de 8,8 kW a 2750 rpm. Este motor fue instalado en un dinamómetro de
absorción hidráulica, conforme descrito por Camargo (2008), donde fueron hechos los ensayos
dinamométricos, trabajando en régimen diesel y en régimen combustible dual. Para posibilitar el
funcionamiento en régimen combustible dual fue desarrollado un sistema basado en circuito
electrónico micro procesado, el cual tuvo como objetivo gestionar la inyección del gas natural en
el colector de admisión del motor. Este sistema electrónico consistió de una CPU proyectada con
base en un micro controlador PIC18F452 y de una unidad de potencia donde fue utilizada una
llave de potencia tipo MOSFET IRFZ46N, conforme descritas por Camargo (2008).
Como interfaz de comunicación fue utilizada una placa de adquisición de datos Measurement
Computing Modelo USB 1208FS. Como actuador fue utilizado un pico inyector de gasolina,
modificado de modo que el mismo pudiera trabajar con gas natural. Las alteraciones hechas en el
pico inyector consistieron de la retirada del atomizador, existente en su extremidad, la remoción
del filtro de combustible en la entrada y la ampliación del canal de salida de combustible. La
ampliación del canal fue necesaria para obtenerse un mayor flujo. Como la densidad del gas es
más pequeña que la densidad de la gasolina, para cantidades equivalentes de combustible el flujo
de gas es muy mayor. La remoción del filtro fue necesaria también para aumentar el flujo, ya que
el gas no necesita ser filtrado. El atomizador también fue retirado porque el gas no necesita ser
atomizado para facilitar la mezcla con el aire.
La inyección mecánica de óleo diesel fue mantenida. Sin embargo, debido ámbito de aplicación
del experimento, que era probar un motor combustible dual, el control de rotación máxima no
podría ser utilizado, pues una vez regulado la descarga de la bomba inyectora para sólo un
porcentual de la descarga máxima, estaría determinándose una rotación máxima. Al
complementario con gas natural la rotación tendería a aumentar, y entonces, sería accionado el
dispositivo limitador de rotación cortando el combustible diesel necesario para promover el
encendido del gas. Para posibilitar la ejecución de los ensayos se optó por retirar los contrapesos
del sistema de control de rotación máxima. La aceleración de la bomba inyectora fue mantenida
en una posición que correspondía a 22% la descarga máxima de combustible del motor
trabajando en régimen diesel y la aceleración del motor fue controlada por la inyección
electrónica de gas natural. Durante los ensayos dinamométricos el flujo de gas natural fue
mantenido en 100 litros de gas por kW/h. Esta relación, de óleo diesel y gas natural, fueron
definidos por Camargo (2003) cómo siendo a mejor relación para este motor trabajando, en
régimen combustible dual.
Para que fuera posible suministrar la cantidad adecuada de combustible y en la posición angular
correcta del motor, el microprocesador necesitaba registrar la rotación del motor y la posición del
cilindro. Para tanto fue instalado un sistema para medir de la rotación del motor. En la gestión
electrónica se empleó un micro controlador modelo PIC18F452, fabricado por la Microchip
Technology Inc. En el circuito de potencia para el inyector fue utilizada una llave de potencia del
tipo MOSFET IRFZ46N y de un circuito integrado UC3708. Como interfaz de comunicación
para la transmisión de datos de la CPU para el ordenador fue utilizada una placa de adquisición
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de datos Measurement Computing Modelo USB-1208FS. Esta placa fue programada para una
velocidad de adquisición de datos de 10.000 adquisiciones por segundo. Con esta tasa de
adquisición fue posible determinar la forma de la curva de presiones dentro del cilindro, aún con
el motor trabajando en alta rotación.
Para determinar las presiones dentro del cilindro del motor y consecuentemente el ciclo real
(diagrama presión - volumen) fue utilizado un sensor electrónico de presión, marca National
Semiconductor, Modelo LX1603G. Por ser un sensor electrónico, el mismo tiene sensibilidad las
temperaturas elevadas, por lo tanto no podría ser instalado directamente dentro de la cámara de
combustión. Por otro lado, un simple tubo de comunicación entre la cámara de combustión y el
sensor externamente colocado a una distancia suficientemente grande para no sobre calentar,
causaría una modificación en la tasa de compresión, debido al aumento del volumen de la cámara
de combustión. Esto alteraría las características del motor o hasta impediría su correcto
funcionamiento. Otra agravante era la gran presión existente en la cámara de combustión durante
a quema de los gases, considerando que la franja de presión soportada por el sensor era muy
inferior. Para resolver el problema arriba expuesto fue proyectado y construido un dispositivo
mecánico que transfería y condiciona la presión interna del cilindro para ser registrada por el
sensor.
Después de la preparación del motor fueron hechos ensayos bajo carga. En cada ensayo el motor
era puesto a funcionar en régimen diesel con aceleración pre-establecida del 22% de la plena
aceleración y progresivamente, a medida que era aplicada la carga, iba siendo inyectado gas
natural en el motor hasta alcanzar el valor pre-establecido 100 litros de gas por kW/h, con
rotación de 1800 rpm (rotación de marcha lenta establecida por el fabricante). Cuando estas
condiciones eran alcanzadas se iniciaba la adquisición de datos y la carga iba siendo
progresivamente reducida, sin alterar las condiciones de aceleración, hasta el motor alcanzar la
rotación máxima establecida por el fabricante (2800 rpm). El mismo fue hecho sin gas natural y
acelerando el motor solamente con óleo diesel como combustible. Para analizar las curvas de
presión dentro del cilindro fueron seleccionados 10 ciclos completos del motor para rotaciones
definidas de 200 en 200 rpm entre 1800 y 2800 rpm, con el motor funcionando en régimen
combustible dual y otras 10 en régimen diesel. Los datos de presión fueron agrupados en función
del ángulo de giro del eje de manivelas, y para cada ángulo encontrado fue hecha una media de
los datos de los 10 ensayos seleccionados. Así se consiguió obtener datos más representativos de
las presiones dentro del cilindro.
4. Resultados y discusiones
A continuación son presentadas las curvas de los ciclos completos para cada rotación
especificada en forma de diagrama de presiones y en forma de ciclo cerrado y los análisis finales.
Observándose la Figura 1 se puede percibir que las diferencias más significativas entre el
régimen diesel y el régimen combustible dual ocurren en los primeros 180° de giro del eje de
manivelas, o sea, en el ciclo de expansión. En el intervalo de 180° a 540° (ciclo de escapamento y
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ciclo de admisión) las curvas de presiones prácticamente coinciden. En el intervalo de 540° a
720° (ciclo de compresión) comienzan a ocurrir diferencias entre los valores de la curva de
presiones para régimen diesel y régimen combustible dual.
2000 rpm - Ciclo completo
-1,00
0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
0,0
0
32,5
1
65,0
2
97,5
3
130,0
3
162,5
4
195,0
5
227,5
6
260,0
7
292,5
8
325,0
8
357,5
9
390,1
0
422,6
1
455,1
2
487,6
3
520,1
3
552,6
4
585,1
5
617,6
6
650,1
7
682,6
8
715,1
8
graus
MPa
Diesel Gás natural e Diesel Figura 1 - Ciclo completo del motor para la rotación de 2000 rpm.
Fuente: Pesquisa
Dada la importancia del ciclo de expansión para el funcionamiento del motor y visto que, las
mayores diferencias en él ocurren, este trabajo hará a analice sólo de este segmento del ciclo
completo. La Figura 2 presenta el comportamiento de la presión en el interior del cilindro en el
ciclo de expansión con rotación de 1800 rpm, medida con dispositivo electromecánico.
1800 rpm - Ciclo de expansão
-1,00
0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
0,00
14,1
8
28,3
6
42,5
5
56,7
3
70,9
1
85,0
9
99,2
7
113,
45
127,
64
141,
82
156,
00
170,
18
graus
MPa
Diesel Gás natural e Diesel
Figura 2 – Presión en el interior del cilindro con rotación de 1800 rpm
Fuente: Pesquisa
Se puede observe en la Figura 3 que, el comportamiento de la presión en el interior del cilindro
en el ciclo de expansión con rotación de 2000 rpm, medida con dispositivo electromecánico.
Temperatura Gas natural y diesel
Temperatura Gas natural y diesel
Ciclo de expansión
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8
2000 rpm - Ciclo de expansão
-1,00
0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
0,00
13,2
4
26,4
9
39,7
3
52,9
8
66,2
2
79,4
6
92,7
1
105,
95
119,
20
132,
44
145,
69
158,
93
172,
17
graus
MPa
Diesel Gás natural e Diesel
Figura 3 - Presión en el interior del cilindro en el ciclo de expansión con rotación de 2000 rpm
Fuente: Pesquisa
La Figura 4 muestra la presión en el interior del cilindro en el ciclo de expansión con rotación de
2200 rpm, medida con dispositivo electromecánico.
2200 rpm - Ciclo de expansão
-1,00
0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
0,0
0
11,8
9
23,7
8
35,6
7
47,5
6
59,4
5
71,3
4
83,2
3
95,1
2
107,0
1
118,9
0
130,7
9
142,6
8
154,5
7
166,4
6
178,3
5
graus
MPa
Diesel Gás natural e Diesel
Figura 4 - Presión en el interior del cilindro en el ciclo de expansión con rotación de 2200 rpm
Fuente: Pesquisa
Analizando la Figura 5 evidencia-si el comportamiento de la presión en el interior del cilindro en
el ciclo de expansión con rotación de 2400 rpm, medida con dispositivo electromecánico.
Ciclo de expansión
Temperatura Gas natural y diesel
Ciclo de expansión
Temperatura Gas natural y diesel
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9
2400 rpm - Ciclo de expansão
-1,00
0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
0,00
13,0
1
26,0
2
39,0
4
52,0
5
65,0
6
78,0
7
91,0
8
104,
10
117,
11
130,
12
143,
13
156,
14
169,
16
graus
MPa
Diesel Gás natural e Diesel
Figura 5 - Presión en el interior del cilindro en el ciclo de expansión con rotación de 2400 rpm
Fuente: Pesquisa
La Figura 6 muestra el comportamiento de la presión en el interior del cilindro en el ciclo de
expansión con rotación de 2600 rpm, medida con dispositivo electromecánico.
2600 rpm - Ciclo de expansão
-1,00
0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
0,00
12,4
9
24,9
9
37,4
8
49,9
8
62,4
7
74,9
7
87,4
6
99,9
6
112,
45
124,
95
137,
44
149,
93
162,
43
174,
92
graus
MPa
Diesel Gás natural e Diesel
Figura 6 - Presión en el interior del cilindro en el ciclo de expansión con rotación de 2600 rpm
Fuente: Pesquisa
Analizando la Figura 7 evidencia-si el comportamiento de la presión en el interior del cilindro en
el ciclo de expansión con rotación de 2800 rpm, medida con dispositivo electromecánico.
Gas natural y diesel Temperatura
Ciclo de expansión
Ciclo de expansión
Temperatura Gas natural y diesel
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10
2800 rpm - Ciclo de expansão
-1,00
0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
0,00
13,4
9
26,9
8
40,4
7
53,9
6
67,4
5
80,9
4
94,4
3
107,
92
121,
41
134,
89
148,
38
161,
87
175,
36
graus
MPa
Diesel Gás natural e Diesel
Figura 7 - Presión en el interior del cilindro en el ciclo de expansión con rotación de 2800 rpm
Fuente: Pesquisa
Se puede observar que en todas las curvas del ciclo de expansión los picos de presión son más
acentuados para el régimen combustible dual. Este pico ocurre antes del que lo pico de presión
del motor funcionando en régimen diesel convencional y también es más abrupto que en el
régimen diesel. La curva de presión del motor trabajando en ciclo diesel presenta un
aplanamiento su tope lo que caracteriza, en la práctica, el funcionamiento de un motor diesel, o
sea, la combustión ocurre con presión aproximadamente constante.
Sin embargo, con el aumento de la rotación hube una disminución en la intensidad de las
presiones tanto para el régimen combustible dual como para el régimen diesel y hay un
desplazamiento de los picos de presión, haciendo con que el mismo ocurra más tardíamente. Se
puede observar también que con el aumento de la rotación las curvas del ciclo de expansión para
el régimen combustible dual y para el régimen diesel se hacen, luego después de lo pico de
presión, cada vez más semejantes. La Figura 8 muestra una comparación entre los valores de los
picos de presión dentro del cilindro para el motor trabajando en régimen diesel y en régimen
combustible dual.
Ciclo de expansión
Gas natural y diesel
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Comparação entre os picos de pressão em regime
Diesel e regime bi-combustível
0,0
2,0
4,0
6,0
1800 2000 2200 2400 2600 2800rpm
MPa
Diesel Gas natural e Diesel
Figura 8 – Comparación entre los valores de los picos de presión Fuente: Pesquisa
La tecnología de motores a gas natural ha sido aplicada comercialmente en motores de Ciclo
Otto, pero aún es incipiente en motores de ciclo diesel trabajando en régimen combustible dual.
ES necesario mejorar la tecnología de los motores combustible dual de encendido por
compresión, conociendo mejor sus características y funcionamiento. Entre los ítems poco
estudiados está el ciclo real de funcionamiento de un motor combustible dual, trabajando
simultáneamente con diesel y gas natural.
5. Conclusiones
En las condiciones en que fueron realizados los ensayos y basado en los resultados obtenidos se
puede concluir que:
Con los datos de las presiones dentro del cilindro, obtenidos por medio del dispositivo proyectado
y construido para este fin, fueron trazadas las curvas que representan los diagramas de presión en
relación a los grados de giro del eje de manivelas. Se puede ver en las curvas trazadas que el
comportamiento de las presiones sigue valores que eran esperados, en función de los ciclos de
expansión, de escape, admisión y compresión. Basado en esto se puede decir que el dispositivo
funcionó correctamente.
Lo pico de presión es mayor en el régimen combustible dual, porque, después de lo inicio de la
combustión a quema del combustible ocurre como se fuera un Ciclo Otto y este, con la tasa de
compresión de un motor diesel, desarrolla una presión muy mayor. Por otro lado, como la
combustión, en el Ciclo Otto ocurre con volumen constante, un tiempo muy pequeño, lo pico de
presión es naturalmente mayor del que en el ciclo diesel.
Lo pico de presión en el régimen diesel, además de ser más pequeño, tiene un poco aplanado en
la parte superior, lo que es explicado por la combustión del régimen diesel que ocurre a la presión
constante.
Comparación entre los picos de presión en régimen
diesel y combustible dual
Gas natural y diesel
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Con el aumento de la rotación del motor hay una disminución de las presiones, tanto en el
régimen diesel como en el régimen combustible dual. Este hecho puede ser explicado por el
menor lleno del cilindro en el ciclo de admisión debido a las pérdidas de carga en el sistema de
alimentación, que aumentan con la velocidad del motor, ya que este motor es un motor de
aspiración natural no sobre-alimentado.
Con el aumento de la rotación se observó un desplazamiento de los picos de presión, retardando
este evento. Con el aumento de la rotación, el tiempo disponible para a quema es más pequeño.
Como este motor no dispone de ningún sistema de avance automático del punto de inicio de la
inyección de combustible, para compensar el aumento de la velocidad, es natural que ocurra uno
retardo este evento de los picos de presión. Para cualquier régimen de rotación los valores de los
picos de presión son siempre mayores en el régimen combustible dual del que en el régimen
diesel.
Por fin, los aspectos analizados son positivos, el biodiesel es un combustible sustentable, y los
beneficios sociales que pueden ser alcanzados son visibles. Investigaciones internacionales
apuntan el Brasil como el país de mayor potencial para la producción de biodiesel, por ser el país
de mayor biodiversidad.
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