Relación de poderes caloríficos por unidad
de volumen de mezcla (para relación
estequiométrica)
Humz,GNC/Humz,gasol=Huv, GNV/(1+RA/GNC)/ Huv, gasol/(1+RA/gasol)
Humz,GNC/Humz,gasol=(33,7/10,9)/(212,9/57,6)
=3,1/3,7=0,84
1
Cálculo de la relación de
potencias
Ne GNC
Ne gasol
 Hu mz , GNC

 Hu
mz , gasol

Ne GNC




 0 ,84
Ne gasol
2
Pérdida de Potencia
•Al no estar el motor de un vehículo a gasolina
diseñado específicamente para funcionar con
GNV (o cualquier otro combustible gaseoso) se
produce una disminución en la potencia del
mismo, de 10 a 18%.
• Esto es casi imperceptible a bajas cargas,
siempre y cuando el vehículo se encuentre en
buen estado mecánico y que el equipo de
conversión sea el adecuado para el motor.
3
Volúmenes consumidos (a 1 bar de
presión y a igualdad de recorrido)
efGNCQGNC=efgasolQgasol
efGNCHuGNCVGNC=efgasolHugasolVgasol
VGNC/Vgasol=(efgasol /efGNC)*(HuL,gasol/HuL,GNC)
VGNC/Vgasol=(1/1)*(31,7/33,7)=0,93 m3/L
4
Equivalencia de los volúmenes
consumidos ( a igualdad de recorrido)
La equivalencia entre la gasolina y el GNC* es
aproximadamente a 1 m3 de GNC igual a 1,081,13 L de gasolina (que es la unidad en la que se
comercializará este producto) de GNV. Para fines
prácticos se puede considerar la equivalencia:
1 m3 de GNC = 1 L de gasolina.
*A
1 bar de presión.
5
Coeficiente de compresibilidad
Z
PV
mRT
•El coeficiente de compresibilidad se
toma en cuenta cuando se requiere
determinar la cantidad real del gas a
presiones por encima de 20 kg /cm2.
Z
1,3
1,2
1,1
1,0
0,9
•Cuando Z<1, la masa real es mayor
que la que se obtiene a través de la
ecuación de los gases ideales .
•Para el metano, a p=200kg/cm2,
Z  0,83
0,8
0
100
200 300
p, kg / cm2
Coeficiente de compresibilidad
en función de la presión ( p)
para diferentes gases a una
temperatura de 0 –10 o C.
1 – Hidrógeno; 2 – nitrógeno; 3
– óxido de carbono; 6 4 –
oxígeno; 5 - metano
ALMACENAMIENTO DE GNV Y DENSIDAD
VOLUMÉTRICA DE ENERGÍA
•Para fines prácticos, la densidad volumétrica de
energía del GNV (a 200 bar de presión) es
aproximadamente ¼ de la gasolina.
VTANQUE, GNV  4 VTANQUE, GASOLINA
7
Indice de Wobbe
H0
W0 
d
W
H0=Poder calorífico superior, MJ/m3
d=densidad relativa
Gas Natural: W0 =48,1-58,0
GLP: W0 =77,4-92,4
8
Indice de Wobbe
•La principal utilidad de este índice es determinar
la intercambiabilidad de los combustibles por
otros, sea por escasez o por razones económicas
(variación de precios o tarifas).
•Si varía la composición del gas, cambia el índice
de Wobbe, la relación aire/gas, las emisiones y la
reactividad de los hidrocarburos en el escape.
9
Poder antidetonante de los
combustibles gaseosos
•El GLP y sobre todo el GNV poseen mayor
resistencia a la detonación durante la
combustión.
•Esta propiedad permite fabricar motores de
encendido por chispa para funcionar sólo
con gas (dedicados), pero con mayores
índices de potencia y economía, debido a la
mayor relación de compresión que tienen.
10
Relación de Compresión del Motor
Vc
PMS
Vh
PMI

Vh  Vc
Vc
11
Eficiencia en función de la relación
de compresión
t

12
Número de Metano
•El número de metano indica la capacidad
antidetonante del gas natural (NºMGNC=65-80)
Gas
Número
de
metano
Número de
octano
Relación de
compresión
crítica
Metano
100
120
15,0/1
Etano
44
115
14,0/1
Propano
32
112
12,0/1
Hidrógeno
0
40
----
13
DETONACIÓN Y FRENTE DE LLAMA
T
14
OCTANAJE Y RELACIÓN DE COMPRESIÓN
• El mayor octanaje del GNV, permite tener una
relación de compresión mayor que la que podría
tener usando solamente gasolina.
• Un motor E.CH., dedicado a GNV, puede llegar a
tener una relación de compresión de 13/1.
• Relación de compresión (para el motor Honda
Civic 1,6 L):
Con gasolina
9,4:1
Con GNV:
12,5:1
15
Temperatura de auto encendido
•Es la temperatura bajo la cual el
combustible con el oxidante, en
una mezcla homogénea, empieza
por si solo a desarrollar muy
rápidamente (explosivamente) la
reacción de combustión.
•La
temperatura
de
auto
encendido depende del coeficiente
de exceso de aire (composición de
la mezcla)
•La
temperatura
de
auto
encendido de los combustibles 2, 3
y 4, disminuye a medida que se
enriquece la mezcla. La excepción
es el metano y hidrógeno.
Temperatura
de
auto
encendido en función del
coeficiente de exceso de aire:
1–metano;
2–etano;
3–
propano;
4–butano; 16 5–
hidrógeno
Temperatura de auto encendido

El GNV se inflama en la cámara de
combustión del motor a la temperatura de
650-700oC, magnitud que es mayor que la
temperatura de inflamación de la gasolina
(350 a 400ºC). Esto dificulta el arranque en
frío del motor, particularmente cuando la
temperatura del medio ambiente es baja.
17
VELOCIDAD DEL FRENTE DE LLAMA
• Con GNV, la velocidad del frente de llama es
notoriamente menor que con gasolina.
•Con GNV, la velocidad de propagación de la llama
(turbulenta) es aproximadamente 3 a 5 m/s, mientras
con gasolina es 20 a 25 m/s (5 a 6 veces menor).
•Esto provoca que la combustión dure más, y a pesar
que la temperatura con GNV sea menor (1.920ºC)
que con gasolina (2.200-2.500ºC), el mayor tiempo
de contacto produce el recalentamiento de algunas
piezas del motor. Por otro lado, esto permite una
significativa reducción del ruido del motor .
18
VELOCIDAD DEL FRENTE DE LLAMA
•
A esto hay que agregar que el GNV no se
evapora y no hay enfriamiento de estas piezas.
•Se recomienda aumentar la luz de las válvulas para
disminuir el desgaste y el consumo de aceite.
•En motores nuevos se utilizan válvulas y asientos con
aleaciones especiales resistentes a la temperatura (en
base a níquel, con agregados de cromo, cobalto y
tungsteno).
•También se emplean superaleaciones de níquel, válvulas
huecas refrigeradas con sodio, y válvulas sinterizadas.
19
CUADRO COMPARATIVO DE UN MOTOR
DE ENCENDIDO POR CHISPA CON
GASOLINA Y CON GNV
Parámetros del motor
Velocidad del frente de llama, m/s
 Número de octano
 Disminución de la potencia del motor
sin variar la relación de compresión, %.
 Adelanto de la chispa eléctrica
 Cantidad de aire teóricamente
necesaria para la combustión (en estado
gaseoso), en m3/m3

Tipo de
combustible
Gasolina
GNV
20 – 25
84 –97
---
3–5
120
10 –18
---58,6
5 –7º(10)
9,9
20
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