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ESPE
ENERGÍA MECÁNICA INNOVACIÓN Y FUTURO
No. 8 Vol. 1 / 2019 (12) ISSN 1390 - 7395 (4/12)
Artículo Cientíco / Scientic Paper
Revista Energía Mecánica Innovación y Futuro, VIII Edición 2019, No. 4 (12)
Abstract
The objective of this article is to compare the fuel
consumption of a MEP engine at 2750 meters above
sea level, in a 1498 cm3 Aveo Family vehicle using
OBDLink ® LX Scanner, when applying a normal
driving style and an Eco-driving style. The eco-
driving technique determines driving parameters like
speed, gear change, use of the engine brake, descent
of slopes and avoid sudden braking; which decrease
fuel consumption. A road test was carried out, based
on test protocols established by the Technology
Transfer Center for Training and Research in Vehicle
Emission Control (CCICEV). The results obtained
reveal that when applying an ecological driving
style, the instantaneous fuel consumption is reduced,
obtaining 12.57% fuel saving benets in the city of
Ibarra and greater yield per gallon.
Keywords: eco-driving, fuel consumption, route test.
CUANTIFICACIÓN DE LA REDUCCIÓN DE CONSUMO DE COMBUSTIBLE AL
APLICAR ECODRIVING EN UN MOTOR DE COMBUSTION INTERNA DE 1.5L
QUANTIFICATION OF THE FUEL CONSUMPTION REDUCTION WHEN
APPLYING ECODRIVING IN A 1.5L INTERNAL COMBUSTION ENGINE
Julio César Leguísamo MiIlla
1
, Edilberto Antonio Llanes Cedeño
2
,Bryan Efrem Karolys Jarrín
3
1,2,3
Universidad Internacional SEK – Facultad de Arquitectura e Ingeniería
e – mail :
1
julio.leguisamo@uisek.edu.ec,
2
antonio.llanes@uisek.edu.ec,
3
bkarolys.mec@uisek.edu.ec
LEGUÍSAMO, LLANES, KAROLYS /
CUANTIFICACION DE LA REDUCCIÓN DE CONSUMO DE COMBUSTIBLE AL APLICAR ECODRIVING EN
UN MOTOR DE COMBUSTION INTERNA DE 1.5L
Resumen
El objetivo de este artículo es comparar el consumo
de combustible de un motor MEP a 2750 metros de
altura sobre el nivel del mar, en un vehículo Aveo
Family de 1498 cm3 utilizando el escáner OBDLink
® LX, al aplicar un estilo de conducción normal y
un estilo de conducción ecológica. La técnica de
eco-driving determina parámetros de velocidad,
cambio de marcha, utilización del freno de máquina,
bajada de pendientes y evita frenazos bruscos; los
cuales disminuyen el consumo de combustible. Se
realizó una prueba en ruta, en base a protocolos de
pruebas establecidos por el Centro de Transferencia
Tecnológica para la Capacitación e Investigación en
Control de Emisiones Vehiculares (CCICEV).
Los resultados obtenidos revelan que al aplicar un
modo de conducción ecológica se reduce el consumo
instantáneo de combustible obteniendo benecios de
ahorro de combustible 12.57% en la ciudad de Ibarra
y mayor rendimiento de por galón.
Palabras Clave: Conducción ecológica, consumo de
combustible, prueba de ruta.
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1. INTRODUCCIÓN
La contaminación del aire en la actualidad es uno
de los principales problemas ambientales en el mundo
que causa efectos como el cambio climático y el
deterioro de la salud de la humanidad [1]. Esto sucede
en los países desarrollados y en aquellos en vías de
desarrollo, debido a la producción industrial y al uso
de motores de combustión interna especialmente en el
transporte. Además, el uso de tecnologías obsoletas en
la producción y el transporte generan una ineciencia
con respecto al consumo de combustible y por ende
a la emisión de gases contaminantes [2]. Diversos
estudios demuestran que los gases contaminantes
emitidos por los vehículos pueden causar cardiopatías,
neumopatías y cáncer, además son causantes de
enfermedades respiratorias como el asma [3]. Con
respecto al calentamiento global estudios determinan
que los automotores son los principales causantes
debido a la emisión de CO2 [4].
Los fabricantes de vehículos debido a las exigencias
de las normas ambientales que se han implementado
en los diferentes países, que deben cumplir para
comercializar sus vehículos han desarrollado diferentes
sistemas. Razón por la cual se han desarrollado
mejoras tecnológicas en el aumento de la eciencia
de los motores de combustión interna, mejoras
aerodinámicas, el uso de materiales compuestos para
la reducción de peso, se ha adaptado los motores para
usar biocombustibles y se ha implementado motores
eléctricos en el sistema de propulsión del vehículo.
Pero lamentablemente cada una de estas soluciones
propuestas no satisface las necesidades de todos los
agentes involucrados [5].
Se ha establecido por parte de las diferentes marcas
de vehículos que el comportamiento del conductor
inuye directamente en el consumo de combustible,
las emisiones contaminantes, la seguridad y el
mantenimiento del vehículo y se la denomina eco-
driving o conducción eciente [6]-[7]. La conducción
ecológica es un conjunto de comportamientos que
los conductores pueden practicar y se resume en una
serie de prácticas ecaces [8]. En su alcance más
amplio, que incluyen el mantenimiento regular del
vehículo, controles de la presión de los neumáticos
y una elección óptima ruta [9], y se lo puede aplicar
en cualquier tipo de vehículo que puede ser a diésel,
gasolina, híbrido o eléctrico; de cualquier cilindraje y
cualquier tecnología [10].
En el estudio en [11] se determinó que la reducción
del consumo de combustible tiene una relación directa
con la seguridad en la conducción. Los resultados
mostraron que al aplicar eco-driving el consumo se
redujo en un 11% lo que produjo una reducción de
NOx de 30%, HC de 20%, CO 20% y CO2 de 15%
y con respecto a la seguridad se determinó que los
accidentes de tráco se pueden reducir en un 35%.
En [12], se investigó la inuencia de la densidad
del tráco al aplicar una conducción eciente en el
consumo de combustible. Donde se determinó que
aplicando los consejos de esta técnica se puede ahorrar
entre un 5% y un 25% de combustible en base al ujo
de la congestión vehicular.
La Comisión para el Transporte Integrado en
Reino Unido [13] investigo experimentalmente el
impacto de las técnicas de conducción ecológica en
la eciencia del combustible. Los resultados indican
un mayor rendimiento de galón por kilómetro y
además se determinó que esta técnica puede reducir
el mantenimiento correctivo de un automotor. En
otro estudio sobre la efectividad del eco-driving se
demostró que al realizar una capacitación adecuada
sobre la conducción ecológica aplica a una ota
de furgonetas se obtuvo una reducción del 50 %
de combustible y una disminución del 40% de los
accidentes [14].
En todo el mundo se han desarrollado muchas
investigaciones acerca de la conducción ecológica en
pruebas en dinamómetro y pruebas en ruta, donde se
han determinado los benecios del eco-driving. En
las implementaciones del mundo real, los ahorros
de combustible observados varían desde 2% a 14.
Los resultados revelan que la política de conducción
ecológica tiene el potencial de reducir la emisión de
NOx, HC, CO Y CO2 y el consumo de combustible en
ciertas circunstancias, pero en el tráco congestionado
del centro de la ciudad existen muchos puntos de
vista conictivos en la literatura [15]. Además se
debe considerar que la altura inuye directamente
en la combustión debido a que se reduce la cantidad
de oxígeno en la mezcla y bajo estas condiciones, es
menos eciente y se emite más contaminantes [16].
Los resultados obtenidos en la experimentación al
realizar una prueba de ruta con conducción normal y
otra con conducción ecológica a una altura de 2750
metros sobre el nivel del mar, permitieron tener una
perspectiva clara de la reducción del consumo de
combustible y el rendimiento por galón al aplicar
eco-driving, pudiéndose determinar el consumo
instantáneo y el consumo total en todo el trayecto de
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Bluetooth OBD-II, que puede convertir un celular,
tablet o laptop en un indicador de los parámetros
de funcionamiento del motor en tiempo real. Este
equipo permite registrar la cantidad de combustible
consumida en el trayecto en tiempo real, con la
posibilidad de visualizar consumo total y consumo
promedio en l/km, cantidad total de combustible en
galones, distancia recorrida, revoluciones por minuto,
velocidad, carga y temperatura [20].
En esta investigación se utiliza una ruta de ciclo
combinado en la ciudad de Quito y se lo aplica en la
ciudad de Ibarra como se indica en la Figura 1 tomando
como referencia una ruta de prueba desarrollada por
el Centro de control y transferencia tecnológica para
capacitación e investigación de emisiones vehiculares
de la Escuela Politécnica Nacional [20], esta ruta
inicia en el parque Vicente Moncayo y termina en
la ciudad de Atuntaqui, está construida por un tramo
urbano 14,4 km y un tramo en carretera con recorrido
de 11.1 Km.
Figura 1. Ciclo de prueba
El número de experimentos fue de cinco pruebas de
ruta para cada variable, para determinar si este tipo de
conducción reduce el consumo de combustible. Los
datos de cada prueba fueron grabados con el software
de prueba y después de las pruebas fueron procesados,
tabulados y analizados para determinar si son ables,
debido a que pueden presentar desviaciones mediante
el control de rangos [21] y se determinó que las
mediciones obtenidas son ables.
3. Resultados y Discusión
Con respecto a la reducción de consumo de
combustible al aplicar conducción eco-driving los
datos obtenidos se observa en la Tabla 2, donde se
puede observar que en una misma distancia y en
las mismas condiciones con conducción normal el
la prueba a través de la herramienta de diagnóstico de
escaneo OBDLink ® LX. El consumo de combustible
es menor al aplicar los concejos de conducción de
eco-driving en un vehículo con motor de combustión
interna a gasolina y además aumenta el rendimiento
de galón por kilómetro. Los consejos de conducción
ecológica se pueden aplicar en cualquier vehículo a
gasolina en condiciones de altura y al aplicarlas se
puede obtener benecios energéticos, ambientales y
económicos.
2. Materiales y Métodos
La conducción ecológica es un conjunto de pasos,
técnicas y comportamientos que los conductores
emplean para obtener ahorros en términos de uso de
combustible, costo del viaje, las emisiones de CO y
otros tipos de contaminación provenientes del uso
del vehículo [17]. Los concejos para conducir con
eco-driving en vehículos a gasolina y con transmisión
manual son: cambiar la marcha de 2000 a 2500RPM,
acelerar y decelerar suavemente, anticipar el ujo de
tráco, mantener una velocidad constante, utilizar el
freno del motor y bajar pendientes en marcha [18].
Se seleccionó un vehículo Chevrolet Aveo family
Std con transmisión manual debido a que se tomó
como referencia la estadística del automóvil más
vendido en el Ecuador [19], las especicaciones
se pueden encontrar en la Tabla 1. Antes de las
pruebas se realizó un mantenimiento preventivo
y una revisión del correcto estado del sistema de
inyección electrónica con el escáner, mediante el
cual se determinó el correcto estado del vehículo para
realizar las pruebas el cual utilizará gasolina Extra
para las pruebas.
Tabla 1. Especicaciones técnicas del vehículo de pruebas
Características
Especificaciones
Año
2013
Combustible
Gasolina extra
Cilindraje motor
1498 cc
Transmisión
Manual
Torque
127,4 N.m @3000 rpm
Potencia
83 hp @5600 rpm
Cilindros
4 en línea
Tipo
4 CIL SOHC
Posición
Delantera transversal
Relación de compresión
9,5:1
Diámetro x Carrera
76,5 x 81,5 mm
Sistema de Inyección
MPFI
Sistema de encendido
DIS – Chispa perdida
Para la obtención de datos se utilizó la herramienta
de escaneo OBDLink ® LX que es un adaptador
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consumo es de 1.67 litros mientras que al aplicar eco-
driving el consumo es de 1.46 litros.
Tabla 2. Consumo de combustible por distancia recorrida
Pruebas
de
conducción
Distancia
Recorrida
(km)
Consumo Combustible
Normal
(l)
Eco-driving
(l)
Prueba 1 2 5 1,70
1.43
Prueba 2 2 5 1,65 1.43
Prueba 3 2 5 1,63 1.47
Prueba 4 2 5 1.65 1.50
Prueba 5 2 5 1.72 1.45
Promedio 2 5 1.67
1.46
En la Tabla 3 se muestra el promedio de las pruebas
de la distancia recorrida por kilómetro y el consumo
instantáneo de combustible. Se puede observar que
los consumos instantáneos obtenidos son menores al
aplicar eco-driving, debido principalmente al régimen
de giro del motor.
Tabla 3. Consumo de combustible por distancia recorrida
Los resultados del consumo de combustible de
la prueba en ruta muestran las modicaciones del
estilo de conducción con respecto a la variación de
velocidad y aceleración que indica el protocolo de
eco-driving; que inciden en la carga del motor la cual
inuye directamente en la cantidad de combustible
inyectada al motor debido al control del conductor en
el pedal del acelerador, pedal de freno y cambio de
marchas. Donde los puntos de consumo instantáneo
de combustible más altos pertenecen al estilo de
conducción sin aplicar eco-driving y de igual manera
con el consumo total de la prueba.
Las reducciones en el consumo de combustible
presentadas en la Figura 2 representa el consumo de
combustible total en litros. El menor se obtiene al
manejar aplicando eco-driving con una reducción del
12,57% del consumo de combustible, además se debe
mencionar que aplicando una conducción eciente
en un galón de combustible se tiene un rendimiento
de 64.81 Km mientras que con conducción normal
56,66 km que es 14,38% mayor que el rendimiento.
Considerando que la distancia promedio recorrida
anual de un vehículo es 20000 km al aplicar
conducción ecológica se obtendría un ahorro de 44,39
galones y considerando que el precio del galón es $
1,85 se obtendría anualmente un ahorro de $ 83,4
anuales.
De acuerdo con los resultados obtenidos de [12]
en los cuales la inuencia del estilo de conducción
aplicando los consejos eco- driving se ahorra entre un
5% y un 25% de combustible podemos armar que
nuestro estudio presenta datos conables por que se
obtuvo del 12,57%.
Figura 2. Consumo de combustible en pruebas de ruta
En el consumo instantáneo que se observa en la
Figura 3 en relación con la distancia recorrida de 25
km aplicando los dos tipos de conducciones, la curva
de cada tipo de conducción es el promedio de las cinco
pruebas efectuados. Se observa una mayor presencia
de valores máximos en la prueba sin ecodrive que
Distancia Consumo
Instantáneo
Eco-driving
Consumo
Instantáneo
Normal
(km) ( l/h)
(l/h)
0,00 0 ,91
0,98
1,00 0,62
2,68
2,00 0 ,91
1,84
3,00 1 ,61
6,64
4,00 5 ,17
1,08
5,00 0 ,50
2,17
6,00 3 ,20
6,23
7,00 0 ,91
3,82
8,00 0 ,53
1,03
9,00 0 ,50
1,36
10,00 0 ,49
1,06
11,00 1,12
1,08
12,00 0 ,49
0,98
13,00 2 ,09
1,54
14,00 1 ,81
3,79
15,00 1 ,45
3,20
16,00 2 ,52
1,06
17,00 1 ,46
0,87
18,00 1 ,46
5,28
19,00 1 ,64
1,57
20,00 1,38
7,62
21,00 0,49
3,12
22,00 3,81
1,00
23,00 1,48
1,65
24,00
1,54
3,86
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ascienden hasta 9,12 l/h y mantiene valores de pico
altos como son 8.94 l/h y 8.40 l/h, a diferencia de la
prueba al aplicar eco-driving donde el valor máximo
es 7,13 l/h y los otros valores de pico altos son 6,64
l/h y 6,09 l/h. El valor mínimo de consumo se obtiene
sin aplicar eco-driving es de 0,84 l/h y al aplicarlo es
0,49 l/h y de igual manera se mantiene la tendencia
de mayor consumo al no aplicar la conducción
eciente indicando un aumento del 35% con respecto
a la conducción ecológica. Debido a los rangos de
revoluciones del motor, a la velocidad del auto y al
aprovechamiento de la inercia del vehículo, además
se puede asociar que la cantidad de combustible
inuye directamente en la cantidad de emisiones
contaminantes producidas por el vehículo.
De acuerdo al estudio en en el cual se determinó
que aplicando eco-driving con una capacitación
profesional en cada 100 km se ahorra 470ml de
gasolina. Se puede mencionar que esta tendencia
es real debido a que el consumo instantáneo de
combustible es menor al aplicar eco-driving y al hacer
un promedio de los consumos instantáneos. Al aplicar
la conducción ecológica hay un consumo de 1,93 l/h
y sin aplicar el consumo promedio es de 2,8 l/h lo
que indica un incremento de consumo instantáneo de
combustible de 45,07%.
Figura 3. Consumo instantáneo de combustible en pruebas de ruta
En este trabajo, se cuantico la reducción de
consumo de combustible, ha sido realizada en un
Aveo Family aplicando y sin aplicar conducción
ecológica Los análisis emplean datos de las pruebas
experimentales del mundo real recogidos de los dos
tipos de conducción utilizados en las pruebas que se
desarrollan a través de la modicación de la velocidad
del vehículo, velocidad de motor y el tipo de frenado.
Los resultados del caso de estudio demuestran que
la conducción ecológica reduce el consumo de
combustible mediante la limitación de la carga del
motor, en una misma distancia. Los benecios de la
estrategia de conducción ecológica se compararon
con otros estudios y el valor de ahorro de combustible
por km está dentro de los rangos de los estudios
referenciados. La conducción ecológica puede reducir
el consumo de combustible en un 12,57% a la altura
de 2750 metros sobre el nivel del mar en el transporte
y se determinó que puede ser una estrategia ecaz
para reducir la producción de gasolina. A diferencia de
otras tecnologías, la conducción ecológica no requiere
una importante inversión de capital, sólo requiere de
una corta capacitación y es apta para su aplicación en
cualquier tipo de vehículo.
4. CONCLUSIONES
En este trabajo se cuantico la reducción de
consumo de combustible, ha sido realizada en un
Aveo Family aplicando y sin aplicar conducción
ecológica Los análisis emplean datos de las pruebas
experimentales del mundo real recogidos de los dos
tipos de conducción utilizados en las pruebas que se
desarrollan a través de la modicación de la velocidad
del vehículo, velocidad de motor y el tipo de frenado.
Los resultados del caso de estudio demuestran
que la conducción ecológica reduce el consumo de
combustible mediante la limitación de la carga del
motor, en una misma distancia. Los benecios de la
estrategia de conducción ecológica se compararon
con otros estudios y el valor de ahorro de combustible
por km está dentro de los rangos de los estudios
referenciados. La conducción ecológica puede reducir
el consumo de combustible en un 12,57% a la altura
de 2750 metros sobre el nivel del mar en el transporte
y se determinó que puede ser una estrategia ecaz
para reducir la producción de gasolina. A diferencia de
otras tecnologías, la conducción ecológica no requiere
una importante inversión de capital, sólo requiere de
una corta capacitación y es apta para su aplicación en
cualquier tipo de vehículo.
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6. Biografía
1
Julio Leguísamo Milla. - Magíster
en Sistemas Automotrices,
Ingeniero Automotriz, Docente
Tiempo Completo del Facultad de
Arquitectura e Ingeniería.
Departamento de Ingeniería
Mecánica de la Universidad de la
Internacional SEK.
2
Antonio Llanes. – Doctor de la
Universidad Politécnica de Madrid
en Ingeniería. Magíster en Eciencia
Energética, Ingeniero Mecánico
Automotriz. Docente Tiempo
Completo del Facultad de
Arquitectura e Ingeniería. Departamento de Ingeniería
Mecánica de la Universidad de la Internacional SEK.
3
Bryan Karolys. - Ingeniero Automotriz
de la Universidad Internacional SEK .
Autor para correspondencia:
julio.leguisamo@uisek.edu.ec
REGISTRO DE LA PUBLICACIÓN
Fecha recepción 23 mayo 2019
Fecha aceptación 23 noviembre 2019
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CUANTIFICACION DE LA REDUCCIÓN DE CONSUMO DE COMBUSTIBLE AL APLICAR ECODRIVING EN
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