EL ANÁLISIS DEL FUNCIONAMIENTO DEL MOTOR A GAS NATURAL COMPRIMIDO EN AUTOS Y SUS CARACTERÍSTICAS

Instituto Tecnológico de Ensenada

Ingeniería Electromecánica

Taller de Investigación II

ANÁLISIS DEL FUNCIONAMIENTO DEL MOTOR A GAS NATURAL COMPRIMIDO EN AUTOS Y SUS CARACTERÍSTICAS

Presentado por:

Martinez Salgado Julio Cesar

Agosto 2016

ÍNDICE GENERAL

                                                                      Pág.

Índice                                                                                                                                              ii

CAPÍTULO I

PRESENTACIÓN DEL PROBLEMA

1.1 Introducción  

1.2 Antecedentes

1.3 Planteamiento del problema

1.4 Justificación

1.5 Área de estudio

CAPÍTULO II

MARCO TEÓRICO

2.1 Gas natural

2.2 Características del gas natural

2.3 Propiedades físicas del gas natural

        2.3.1 Estado        

2.3.2 Olor, Color, Sabor

Pág.

2.3.3 Gravedad específica

2.3.4 Toxicidad del gas natural

2.4 Propiedades químicas del gas natural

2.4.1 Relación aire/ combustible (a/c)

2.4.2  Mezcla en combustión

2.4.3 Combustión

2.4.4 Velocidad de llama o encendido

2.4.5 Octanaje

2.4.6 Límites de inflamabilidad

2.5 Gas Natural Comprimido (GNC)

2.5.1 Equivalencia energética.

CAPÍTULO III

MOTOR GNC

3.1 Motor de combustión interna

3.2 Motores de gas

3.3 Motor Otto de cuatro tiempos

3.4 Esquema y componentes de un vehículo

Pág.

3.4.1 Botella de GNC

3.4.2 Válvula de la botella de gas

3.4.3 Tubos de conexión

3.4.4 Regulador de presión

3.4.5 Display indicador de nivel y selector de combustible

3.4.6 Válvula de llenado

3.4.7 Manómetro

3.5 Ventajas y desventajas del uso de GNC como combustible

3.5.1 Ventajas

3.5.2 Desventajas

CAPÍTULO IV

PLANTEAMIENTO METODOLÓGICO

4.1 Planteamiento

4.2 Objetivo general

4.3 Objetivos específicos    

4.4 Tipo de investigación

4.5 Hipótesis

Pág.

        4.5.1 Hipótesis de trabajo

        4.4.2 Hipótesis nula

4.6 Variables

4.6.1 Variables independientes

4.6.2 Variables dependientes

4.7 Población

4.8 Método

4.9 Procedimiento

4.10 Recursos naturales y humanos

4.11 Instrumento de resolución de datos

4.12 Condiciones de trabajo

CAPÍTULO V

ANÁLISIS DE DATOS Y CONCLUSIONES

5.1 Análisis de datos y resultados

5.2 Conclusión

Bibliografía

Sitios de internet

Anexo

CAPÍTULO I

PRESENTACIÓN DEL PROBLEMA

1.1. Introducción

        Analizar el funcionamiento de los motores a Gas Natural Comprimido (GNC) de los automóviles es una opción viable para poder encontrar un sustituto al problema diario del aumento del combustible y conocer los resultados de una nueva opción.

        El gas natural se ha convertido en la principal alternativa para reemplazar la gasolina ya que posee grandes ventajas respecto a los combustibles derivados del petróleo.

        A lo largo de la investigación se muestra que los resultados obtenidos dan positivo respecto a la encuesta aplicada, se demuestra además, que la hipótesis de trabajo (Hi) es aceptada y por lo tanto el transformar los autos de combustión interna a GNC es mucho más efectivo en cuanto al rendimiento y gastos del combustible.         

1.2. Antecedentes

La idea de poder usar el gas natural como combustible en los motores de combustión interna es una de las más antiguas de la industria. Fue en 1876, cuando el inventor alemán Nicolaus August Otto construyó el primer motor a gas de cuatro ciclos en la fábrica de motores de gas Deutz AG, nueve años antes de que fuese fabricado el primer vehículo impulsado por una máquina de combustión interna por Karl Benz (Watts, 1986).

Los motores de gas son los equipos con el rendimiento de conversión de energía térmica a eléctrica más elevado en la actualidad y producen mucha menos contaminación de CO2.

Como combustible  para vehículos el gas natural comprimido (GNC) tiene sus inicios desde el comienzo del siglo pasado.

En 1984, fue instalada la primera estación de expendio de gas natural comprimido, desde entonces el mercado del gas natural comprimido (GNC) se mantiene en continuo crecimiento.

1.3. Planteamiento del problema  

Al ser ampliamente estudiado, por medio de la investigación y la realización de toda clase de pruebas, se logró conocer que son más las ventajas que presenta en los autos el uso del GNC (Gas Natural Comprimido). Sin embargo, nada es perfecto, por lo que puede llegar a tener sus desventajas. En este caso, con el uso del GNC el motor presenta una leve pérdida de potencia y la instalación de los depósitos de gas ocupan una gran cantidad del espacio de la parte trasera de un auto normal.

1.4. Justificación

El motivo por el cual decidí investigar este tema es por el hecho de poder conocer cómo funcionan los motores a gas natural ya que con el aumento del petróleo y con su desconsiderado uso, no está muy lejos de agotarse. Siendo el gas natural un combustible totalmente compatible y adaptable a cualquier motor de combustión interna.

1.5. Objetivo general      

El objetivo de la realización de esta investigación es para poder analizar y describir en una forma sencilla y clara las principales características y propiedades que presenta el gas natural, de misma forma su uso como combustible. Otro fin es el poder conocer, comprender y explicar el funcionamiento de los motores a GNC (Gas Natural Comprimido).

1.6. Objetivos específicos

• Señalar las ventajas y desventajas del uso de GNC en los motores de los automóviles.
• Identificar los componentes principales con los cuales un motor funciona a GNC.

1.7. Área de estudio  

Esta investigación se realiza en las instalaciones de la universidad I.T.E. (Instituto Tecnológico de Ensenada) ubicado en la dirección de Boulevard Tecnológico 150 Col. Ex Ejido Chapultepec. Código postal: 22750. En la ciudad de Ensenada, Baja California México.

CAPÍTULO II

MARCO TEÓRICO

2.1 Gas natural

También conocido como gas metano, es un combustible compuesto de hidrocarburos paranínficos que se encuentran en el subsuelo de los campos y pozos petrolíficos, procede de la descomposición de los sedimentos de materia orgánica atrapada entre estratos rocosos y es una mezcla de hidrocarburos ligeros en el que el metano (CH4) se encentra en grandes proporciones, acompañado de otros hidrocarburos y gases cuy concentración depende de la localización del yacimiento (Nequiz, 2013).

2.2 Características del gas natural

        Las características que describen de un manera más a fondo la definición del gas natural es a partir del análisis de sus propiedades físicas y químicas, de igual importancia es el rango de inflamabilidad y la equivalencia energética que lo identifican (Baquero y Avila, 2008). En la imagen (Figura 1) se muestra como esta cavado un hueco para la extracción  del gas natural, puede ser en tierra o mar.

[pic 1]

Figura 1: yacimiento de gas natural.

2.3 Propiedades físicas del gas natural

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