REVISTA ENERGÍA MECÁNICA INNOVACIÓN Y FUTURO
Vol. 13 Núm. 1 / 2024
GUAYANLEMA, A, FEIJOO G., QUIROZ L.,Diseño e implementación del sistema de alimentación alternativo GLP de quinta
generación para motores de combustión interna GDI
Edición No.13/2024 (10) ISSN 1390- 7395 (8/10)
---------------------------------------Artículo Científico / Scientific Paper ___________________________________________________
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Diseño e implementación del sistema de alimentación alternativo GLP de quinta
generación para motores de combustión interna GDI
Design and implementation of the fifth generation LPG alternative feeding
system generation for internal combustion engines GDI.
Guayanlema, Alejandro A, Feijoo Vivas Galo , Quiroz Leonidas
"Universidad de las Fuerzas Armadas - ESPE" /Departamento de Energía y Mecánica, Carrera de
Ingeniería Automotriz
Correspondencia Autores: aaguayanlema@espe.edu.ec /gafeijoo@espe.edu.ec/ laquiroz@espe.edu.ec/
Recibido:16 de marzo 2024 , Publicado: 18 diciembre 2024
Resumen—
La investigación desarrolló e implementó un sistema de
conversión a Gas Licuado de Petróleo (GLP) de quinta
generación en un motor de inyección directa de gasolina
(GDI), utilizando herramientas de ingeniería asistida por
computador para el diseño, modelado y simulación de sus
componentes. Cumplió con las normativas técnicas
ecuatorianas NTE INEN 2 310 y NTE INEN 2 311, que
regulan los requisitos mínimos de instalación, seguridad, y
sostenibilidad técnico-económica en vehículos que operan
con GLP. Se realizaron pruebas funcionales y operativas de
los sistemas hidráulico, neumático, eléctrico y electrónico
del sistema de alimentación, tanto en modo dual
(GLP/gasolina) como en operación exclusiva con GLP. Estas
evaluaciones siguieron protocolos que aseguran un
funcionamiento seguro y eficiente. La calibración del motor
se llevó a cabo mediante el software LANDI RENZO
INJECTION SYSTEM DIRECT INJECTION, el cual
gestiona parámetros clave como revoluciones, temperatura,
tiempos de inyección y avance del encendido, en función de
la programación de la unidad de control electrónico (ECU).
Palabras clave: GLP, simulación asistida, implementación
del sistema, quinta generación, motor GDI.
Abstract— The research focused on developing and
implementing a fifth-generation Liquefied Petroleum Gas
(LPG) conversion system in a Gasoline Direct Injection (GDI)
engine, using computer-aided engineering tools for designing,
modeling, and simulating system components. The project
complied with Ecuadorian technical standards NTE INEN 2 310
and NTE INEN 2 311, which establish minimum requirements
for installation, safety, and technical-economic sustainability in
LPG-powered vehicles.
Functional and operational tests were conducted on the
hydraulic, pneumatic, electrical, and electronic components of
the fuel system, in both dual mode (LPG/gasoline) and LPG-
only operation. These tests followed established protocols to
ensure safe and efficient performance. Engine calibration was
performed using the LANDI RENZO INJECTION SYSTEM
DIRECT INJECTION software, which manages key parameters
such as RPM, temperature, injector activation times, and
ignition advance based on the electronic control unit (ECU)
mapping.
The study considered critical conditions for conversion,
including engine temperature and rotational speed, enabling
automatic switching from gasoline to LPG. A minimum
gasoline input is maintained to protect the vehicle’s original fuel
system. Furthermore, a visual indicator for the propane–butane
mixture level was installed. This device monitors the LPG level
and triggers an automatic switch when the minimum threshold
is reached, using integrated sensors and actuators.
I INTRODUCCIÓN
El elevado costo del combustible en Ecuador ha
llevado a muchos ciudadanos, especialmente a los
taxistas, a buscar alternativas más económicas, siendo la
conversión a Gas Licuado de Petróleo (GLP) una de las
opciones más populares. Se selecciona, dimensiona,
selecciona e implementa el sistema de alimentación GLP
de quinta generación en un motor de combustión interna
con inyección directa de gasolina (GDI), detallando todas
las etapas del proceso de conversión.
Se realizan pruebas exhaustivas para garantizar el
correcto funcionamiento y la seguridad del sistema,
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abordando aspectos hidráulicos, neumáticos, eléctricos y
electrónicos. Se reconoce la importancia de los recursos
energéticos en la sociedad moderna, ya que, sin energía,
la vida tal como la conocemos no sería posible [1].
Se inicia con el diseño de la adaptación de los distintos
componentes del sistema GLP en el vehículo prototipo,
definiendo los espacios adecuados para su instalación. A
partir de esto, se identifican los elementos que conforman
el sistema y se analiza su funcionamiento. Luego, se
procede con la implementación del sistema, realizando
previamente pruebas de resistencia estructural dentro del
habitáculo del vehículo.
Se hacen pruebas del estado del motor para asegurar
que la conversión no afecte negativamente ni al motor ni
al sistema GLP. Estas pruebas incluyen la verificación del
rendimiento en todos los regímenes de conmutación entre
gasolina y GLP.
Finalmente, se presentarán los resultados obtenidos,
evaluando el grado de cumplimiento con las normas NTE
INEN 2310, 2311 y 0111, y se realiza el análisis de costo-
beneficio para confirmar el éxito del proyecto.
II. MÉTODOS Y MATERIALES
El vehículo es un Mazda CX-7 2.3 Turbo está
equipado con un motor de gasolina de 2.3 litros de cuatro
cilindros en línea turboalimentado. [3]
Tabla 1. Ficha técnica
Versión
CX-7 2.3 DISI 260 CV
Luxury (2009)
Carrocería
SUV
Combustible
Gasolina
Consumo
NEDC
Extraurbano 8,1 l/100 km
Urbano 13,8
/100 km
Medio 10,2
l/100 km
Depósito de
combustible
69 litros
Volúmenes del
maletero
Con dos filas de asientos
disponibles es
455 litros
Potencia má-
xima
260 CV / 191 kW
Revoluciones
potencia má-
xima
5.500 rpm
Situación
Delantero transversal
Alimentación
Inyección directa. Turbo.
Intercooler
Tracción
Delantera
Tabla 2 Ficha técnica del motor Mazda 2.3L DISI
Turbo o L3-VDT
Fabricante
Mazda
Sistema de combustible
Inyección directa de combus-
tible
Número de cilindros
4 cilindros en línea
Índice de compresión
9.5:1
Potencia, hp
263 caballos de fuerza (196
kW)/5500 rpm
Torque, lb-pie
280 libras-pie (380
Nm)/3000rpm
Orden de encendido
1-3-4-2
Diseño del tren de válvu-
las
DOHC
Nota. Tabla de datos técnicos del motor [4]
Gas Licuado de Petróleo.
El Gas Licuado de Petróleo (GLP) es una combinación de
gases, propano y butano, que se obtiene a través de la
destilación fraccionada del petróleo crudo. A temperatura
ambiente y bajo presión atmosférica, estos gases
permanecen en estado gaseoso, pero tienen la capacidad de
transformarse en estado líquido cuando se someten a
presión. [5]
Tabla 3
Características de GLP
Característica
Propano
Butano
Densidad a 15 °C (kg/l)
0,508
0,584
Tensión de vapor a 37,8 °C
12,1
2,6
Temperatura de ebullición
(°C)
43
-0,5
R.O.N.
111
103
M.O.N.
97
89
Poder calorífico inferior
(MJ/Kg)
46,1
45,46
Poder calorífico inferior
(MJ/l)
23,4
26,5
Relación estequiométrica
(kg/kg)
15,8
15,6
Poder calorífico MIX.S.
(kg/mc)
3414
3446
Nota. En la tabla se observa las características del GLP
tanto en Propano y Butano. [6]
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Costos y viabilidad económica
Los beneficios de cambiar a un sistema de GLP incluyen el
ahorro de dinero, la reducción de la contaminación, la
mejora de la seguridad y el mantenimiento del rendimiento
del vehículo. [7]
Disponibilidad y accesibilidad
Omegas Direct es un sistema de LANDIRENZO y
está disponible en varias versiones diferentes para
adaptarse a los vehículos con diferentes capacidades
cúbicas, incluidos los motores turbo. [7]
La selección del sistema depende de las normativas
INEN 2310 e INEN 2311, a partir de las
características de cada uno de los componentes los
cuales variarán dependiendo del motor, el espacio
para el tanque y los demás componentes, al igual hay
que tomar en cuenta el camino que seguirán las
tuberías de alta y baja presión del sistema para evitar
cualquier problema. [8]
Elementos del kit:
Multiválvula:
Toma de llenado de gas:
Tuberías de gas
Existen de dos tipos:
De alta presión: “Se emplean desde el punto de
llenado hasta el depósito, y desde el depósito hasta el
evaporador. Están hechas de cobre recubierto de
PVC, y soportan una presión de 8 a 10 bares, para el
transporte del GLP líquido”. [15]
De baja presión: “Trabajan con presiones entre 0,1 y
2 bares para el transporte de GLP gaseoso, van desde
el evaporador hasta el riel de inyectores, están
fabricados de plástico flexibles.
Depósito de GLP
Reductor-evaporador: Elemento encargado de
transformar de estado líquido a gaseoso al GLP. “Se
reduce la presión del gas de 10 a 1 bar, dependiendo
de la presión que existe en el colector de admisión del
motor [9, 12]
Riel de inyectores de GLP:
El inyector de carril LANDI RENZO GIRS12 ha sido
diseñado y probado para garantizar un alto rendimiento y
precisión en la distribución de combustible GLP.
Indicador de nivel de gas y conmutador de selección de
combustible: presión de gas (depósito lleno) durante el
siguiente proceso de repostaje y cambia automáticamente
a GLP.
Funciones:
- Conmutador selector de gas/gasolina para el
cambio manual de combustibles
- Indicador de la cantidad de gas en el depósito con
5 LEDs
- Indicador LED de combustible – 2 LEDs indican
qué combustible se está usando actualmente
Figura 1
Indicador de nivel y conmutador
Nota. Pulsador para realizar el cambio de combustible
del vehículo. [10, 14]
Unidad de control del funcionamiento con gas: “Gestiona
el funcionamiento del motor cuando funciona con GLP o
gasolina, gobierna los inyectores de gas y los inyectores de
gasolina, en conjunto con la unidad de controlo electrónica
del vehículo”
Funcionamiento del sistema de inyección GDI
La inyección directa es un proceso de suministro de
combustible en los motores de combustión interna, que
reemplaza la inyección de combustible indirecta. En la
inyección directa, la gasolina o el diésel se inyectan
directamente en el cilindro del motor, lo que permite una
mejor combustión y mayor eficiencia del combustible.
Además, este proceso es compatible con motores
turboalimentados y produce menos emisiones de gases
contaminantes.11, 15]
Ventajas de la inyección directa
Este sistema proporciona una mayor eficiencia de
combustible, mayores valores de entrada de energía y una
capacidad de sincronización del motor flexible. Estos
hechos significan que los automóviles GDI no sólo son
económicos y eficientes, sino que también pueden
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adaptarse a una amplia gama de condiciones de
conducción.
En el período de admisión sólo ingresa aire al cilindro,
inyectando la gasolina después, por lo que la cantidad de
aire que entra en el cilindro es mayor pues no se ve
reducida por la gasolina que se inyecta en el colector.
Inyección directa GDI
Al tomar en cuenta que la mezcla aire-gasolina
se realiza dentro de la cámara de combustión, es
importante tener en cuenta que la duración de la admisión
solo ingresa aire por las válvulas de admisión, es decir la
gasolina es inyectada directamente en la cámara de
combustión del motor de combustión interna.
Bomba de alta presión: Existen varios tipos de
bombas de alta presión, esto depende mucho de la
aplicación final en la que se va a usar.
Figura 2
Bomba de combustible de alta presión
Nota. Código de bomba L3K9-13-35Zc para 2006-
2013 Mazda Cx-7 3 6 Mzr 2,3 L turbo. [16]
Sensores que actúan en el funcionamiento del sistema
GDI
Los principales sensores que actúan en el sistema
de inyección directa son [17]:
- El control electrónico del acelerador
(ETC)
- De oxígeno (O2)
- Presión absoluta del múltiple (MAP)
- Posición del árbol de levas (CMP)
- Posición del cigüeñal (CKP)
- Detonación (Ks)
- Presión del riel (RPS)
- Posición del acelerador (APS)
- Presión del tanque de combustible
(FTPS)
- Temperatura del refrigerante (ECT)
La unidad de control electrónica ECU
Este es un dispositivo electrónico que es el encargado de
mantener el buen funcionamiento del motor en los diferentes
modos de operación, este componente lo contiene todos los
vehículos con gestión electrónica debido a que es un
computador que gestiona y comanda varios aspectos de los
subsistemas de admisión, combustible, combustión y escape.
[18].
Inyector de sistema de inyección directa GDI
Inyectores de alta presión del sistema
Los inyectores de Inyección Directa de Gasolina GDI
(Gasoline Direct Injection) trabajan hasta 2900 libras de
presión y van instalados directamente en la cámara de
combustión, esto representa ahorros de hasta 15% en
consumo de gasolina e incrementar el par de torsión del
motor hasta un 40%, los vehículos que son equipados con
estos sistemas son de reciente integración al mercado.[20]
Figura 3
Nota. Inyector GDI.
Esfuerzos
“Conjunto de fuerzas a las que se encuentra sometido un
cuerpo a causa de las acciones que actúan sobre él” [21]
Esfuerzo axial
“Es el esfuerzo que experimenta cargas axiales de tensión o
de compresión que soporta una estructura” [22]
σ
(1) Esfuerzo axial
Donde:
- =
- =
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- = Á ó
ó
Esfuerzo cortante
“Esfuerzo que experimenta cargas perpendiculares en
relación al eje principal de la estructura”
(2)
Ecuación 2 Esfuerzo cortante
- =
- =
- =
- =
Tabla 4
Precios de venta para comercializadoras autorizadas a
marzo 2024.
Sector Automotriz
$
Gasolina extra auto-
motriz
Galones
2,22045
Gasolina extra con
etanol automotriz
Galones
2,22045
Diésel 2 / Diesel pre-
mium (automotriz)
Galones
1,60615
Gasolina super pre-
mium 95 automotriz
Galones
3,12284
Diésel premium
transp. De carga pe-
sada placa interna-
cional
Galones
1,60615
Gas licuado de petró-
leo (G.L.P.) taxis
Kilogra-
mos
0,18838
Gas licuado de petró-
leo (G.L.P.) de uso
doméstico
Tanque
de 30 kg
1,60
Sector Industrial
Gas licuado de petró-
leo (GLP) industrial
Kilogra-
mos
0,85496
Nota. Precios de venta en terminal para las
comercializadoras calificadas y autorizadas a nivel
nacional. [23]
Distancias de recorrido en Ecuador
A partir de las tablas que presenta la Red Vial
Nacional se presenta tablas con las distancias entre las
ciudades principales del Ecuador. Además, se explica
un poco sobre las carreteras del país, que es también
llamada "Red Vial nacional", que es el medio por el
cual se llega a los distintos lugares del Ecuador,
tomaremos el dato desde la ciudad de Latacunga hasta
la de Riobamba la cual muestra 99 kilómetros.[24]
III. PRUEBAS Y RESULTADOS
Diseño e Implementación del sistema de quinta
generación GLP en un motor GDI
A continuación, se muestran las pruebas, diseños y
diagramas de procesos realizados para adaptar el kit de
quinta generación de GLP, para lo cual se realizó pruebas
mecánicas del motor como son compresión, vacío y fugas
de presión en los cilindros, diseños y esquemas por medio
de programas CAD, CAE, y los procesos realizados en la
implementación.
Pruebas mecánicas en el vehículo
Se desarrolla en 3 pruebas en relación al desempeño
mecánico del motor, las cuales son compresión, vacío y
fugas.
Prueba de compresión
El valor de compresión determina el estado mecánico o una
posible falla en los componentes internos del motor.
Tabla 5
Valores de compresión
Antes de la instalación
Después de la
instalación
Cilindro
Valor de compresión
(psi)
Valor de com-
presión (psi)
1
140
140
2
130
130
3
135
135
4
140
140
Nota. Los valores obtenidos muestran el estado mecánico del
motor antes y después de la instalación del kit.
Prueba de vació
Se determinó las posibles fallas de hermeticidad los
cuales pueden influir en el comportamiento del motor
provocando fallas en la utilización de GLP o gasolina como
carburante.
Prueba de fugas
Es una prueba que determinó el porcentaje de
fugas presentes en el motor cuando se aplica presión en
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el espacio del cilindro utilizando aire comprimido, que va
a influir en el desempeño mecánico.
Parámetros de diseño
Se realizó diferentes esquemas con ayuda de
software de diseño CAD, CAE y de simulación dinámica
de fluidos, para determinar la disposición de los
diferentes componentes del kit de GLP con el fin de
cumplir aspectos de seguridad y accesibilidad.
Disposición del compartimiento posterior del vehículo
Medidas del depósito
En el software CAE se realiza la simulación del espacio,
en donde se va a ubicar el depósito de GLP de manera
segura, de acuerdo a las normas.
“Las estructuras de las carrocerías deberá resistir una
carga estática equivalente al 50% del peso máximo
admisible para el chasis, sin experimentar deformaciones
en ningún punto que superen los 70 mm” (INEN:1323,
2009).
Sistema de fijación del depósito
El diseño del sistema de fijación se realizó para
determinar cuál es el perno adecuado a implementarse
para tener una deformación programada del mismo en
caso de un accidente.
Se tomó en cuenta que el kit de implementación de GLP
ya tiene previsto un sistema de fijación para dos pernos
de diámetro 12 mm y la longitud disponible para que
atraviese el perno es de 110 mm. El peso total del
depósito es de 30kg, dando una fuerza aplicada para un
solo perno de 294,3 N, sin embargo, al contar con dos
orificios para la fijación, cada perno tendrá una carga
aplicada de 147,15 N.
Se estima que el perno es de paso fino de 1,25, “por
medio de las tablas se muestra que el (área de fuerza
de tracción) es de 92,1 2” (Norton, 2011). Con estos
datos se determinó:
El esfuerzo cortante teniendo en cuenta que el espesor del
soporte del tanque es de 2mm es igual a:
En función de la fuerza cortante y de tracción, se
seleccionó la clase de perno a implementar en función de la
resistencia a la fluencia y tensión mínimas que se encuentran
en tablas.
Se escogió un perno de clase 4,6 que va a cumplir con las
características adecuadas para el diseño y va a asegurar la
seguridad en la fijación del depósito, el material es de acero, a
bajo o medio carbono, ya que posee resistencia a la fluencia
mínima de 240 Mpa, y una resistencia a la tensión mínima de
400 Mpa.
Disposición del conmutador en el tablero de instrumentos
El conmutador se dispuso de tal forma que sea accesible
para el conductor, sea visible y no interfiera en la conducción
teniendo en cuenta la disposición de diferentes componentes
en el habitáculo y la forma geométrica.
Disposición de los componentes de GLP en el compartimiento
del motor.
Figura 4
Disposición de componentes de GLP
Nota. En la figura se observa la esquematización de los
diversos componentes del kit en relación al compartimiento
delantero del vehículo, estos espacios se encuentran libres y
son de utilidad para la adaptación.
Disposición de la toma de llenado de GLP.
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Figura 5
Disposición de la toma de llenado
Nota. en la imagen se aprecia la toma de llenado y su
ubicación dentro del compartimiento de carga de
gasolina.
Diseño del soporte del reductor-vaporizador
El material de la carrocería es ASTM A36, el espacio
disponible es de 800 mm, el material a implementarse es
“aluminio que posee un módulo de elasticidad de 71
MPa” [25], el diámetro para el acople al reductor es de
14 mm y su peso de 1 kg y la distancia desde la fijación
de la carrocería hasta el conmutador es de 78,75 mm, el
espesor de la placa se supondrá que es de 3 mm y tiene
una sección cuadrada de 34 mm de altura.
La fuerza cortante máxima que va a soportar es de
9,81 N y por lo tanto el esfuerzo cortante máximo a
sufrir es:
La fuerza cortante máxima es igual a 0,096 MPa
siendo el aluminio un excelente material para poder
cumplir con la función de soporte seguro para el
reductor.
Achurado de la tubería de alta presión
Figura 6. Análisis de presión en el achurado
Nota. La presión de entrada es mayor igual a 21,1º bar que a
la de salida de 20,99 bar, ayuda a reducir la presión de
ingreso hacia el reductor-vaporizador.
Esquema hidráulico y neumático del GLP
Figura 7
Esquema hidráulico y neumático
Nota. Diseño de tuberías y mangueras para el sistema
hidráulico.
Se realizó una esquematización del sistema hidráulico y
neumático con ayuda del software de simulación de
dinámica de fluidos.
Figura 8
Esquema hidráulico
Nota. Los componentes que conforman la alta presión del kit
de GLP es la toma de llenado, llave de cierre, tanque de GLP
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y el reductor que corresponden al aparatado hidráulico del
sistema.
Figura 9
Esquema neumático
Nota. El apartado neumático del sistema que conforman
la baja presión del kit de GLP consta del filtro, sensor
MAP y los inyectores de GLP.
Figura 10
Protocolo de selección a partir del uso de la
aplicación LANDIRENZO.
Nota. Esquema de selección del kit de quinta
generación de GLP.
Selección del riel de inyectores de gas:
Para la elección del riel de inyectores de gas, se tuvo en
cuenta la tabla siguiente:
El motor es de 4 cilindros y tiene una potencia de 191
kW, por lo cual se seleccionó el riel de inyectores de
tamaño L, que soporta 4 cilindros y una potencia superior
de 114 kW.
En relación al depósito debido a comodidad, seguridad y
optimización de espacio se optó por un cilindro de GLP
toroidal, la unidad de control, conmutador, multiválvulas,
vaporizador, tubos de alta y baja presión son
suministrados en el kit y son los mismos para cualquier
vehículo con el sistema de inyección directa, lo único que
variará será la programación.
Instalación del sistema
Se procedió con la instalación y ubicación de los diferentes
elementos que conforman al sistema GLP de quinta
generación ubicadas en el motor GDI en el vehículo
prototipo.
Activación de la electroválvula del evaporador
Figura 11
Protocolo de prueba de corte del sistema por falta de
GLP.
Nota. La temperatura es la primera condición de
funcionamiento que exige el uso de GLP
La conexión del osciloscopio al positivo y control de masa
que sirvió como base para determinar el número de
revoluciones las que el vehículo realiza el cambio de
combustible siendo en el intervalo de 1500-2000 rpm.
Prueba de inyección de GLP
Se comprobó el correcto funcionamiento en la inyección de
GLP por medio del osciloscopio, y multímetro.
Figura 12
Protocolo de prueba de inyección de GLP
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Nota. En la imagen se muestra como está establecido el
protocolo de prueba de inyección de GLP, es importante
recordar sus condiciones de funcionamiento.
Análisis económico de la inversión
Para realizar los cálculos se va a tomar en cuenta el
recorrido diario, semanal y anual que tiene un vehículo
entre la ciudad de Latacunga y la ciudad de Riobamba al
ser de uso personal recorrerá diariamente 100 km
aproximadamente (Ministerio de Transporte y obras
públicas), si este auto realiza este recorrido 5 días a la
semana se tendrá en un año lo siguiente.
El valor total contemplado por un coste aproximado de
consumo de gasolina en litros la cual será 0.25 litros por
cada 100 km. Además de Estados Unidos, los países de
Puerto Rico, Panamá, Perú, Colombia, Ecuador y
Venezuela usan la definición de galón que equivale a:
3.785411784 litros (redondeado a 3.7854 litros).
Tabla 6
Precio total de consumo de combustible
Recorrido
diario (Lata-
cunga-Rio-
bamba)
Recorrido
semanal
Recorrido
anual
100 km
500 km
26000 km
6.89 kg
34.45 kg
1791.25 kg
1.30$
6.48$
336.755 $
Valores de consumo de 0,75 l por cada 100 km
100 km
500km
26000 km
0.25 litros
1.25 litros
65 litros
0.147gal
0.735 gal
38.22gal
0.32 $
1.63 $
84.84 $
Total
1.30 $
6.48 $
336.755 $
0.32 $
1.63 $
84.84 $
1.62 $
8.11$
421.60 $
Nota. en la tabla se muestran los valores aproximados a
partir de un ejemplo particular de recorrido entre
Latacunga y Riobamba, en donde aproximadamente por
cada 100km el valor total diario de consumo en dólares
será de 1.62$
Pruebas de funcionalidad
Se realizaron las pruebas propuestas de funcionamiento
dando el resultado esperado, mostrando que el sistema
funciona, con el accionamiento del conmutador se realiza el
cambio de gasolina a GLP correctamente, no existen sonidos
extraños, y todos los elementos cumplen la función para los
que han sido instalados, dándo un resultado del 100%
cumpliendo con el correcto cumplimento de la instalación a
partir de las normas.
Figura 13
Promedio de porcentajes alcanzados
Nota. En la imagen los valores porcentuales de los tres
aspectos tomados en cuenta, son favorables, 95% de
seguridad, 86,67% de accesibilidad y el 90% del
cumplimiento del diseño.
Análisis económico de la inversión
Se determinó que el consumo de combustible de
gasolina al entrar en conmutación con el de GLP disminuyó
considerablemente, es importante recordar que la inyección
de gasolina va a seguir funcionando aun en funcionamiento
de gas, claro está que, en mucha menor medida de consumo
de gasolina, ahora bien, el consumo de GLP comparado con
el consumo de gasolina es insignificante en tema económico.
Tabla 7
Tabla de consumos y precios anual.
Consumo de gasolina
Consumo de GLP
1523.80$
421.60$
Nota. Se muestra en la tabla el consumo y el precio
anual.
Existe un gran ahorro en cuanto a valor de consumo
el cual da un ahorro de 1102,2 dólares aproximadamente
en cada año. En dos años y 6 meses aproximadamente se
va recuperar el valor de la instalación, claro está que aquí
se debe tomar en cuenta valores de mantenimiento que se
realizan cada 10000km, en definitiva, se tiene que el
costo beneficio de la instalación de un sistema de GLP de
quinta generación en un vehículo con sistema GDI es
recomendable, por su ventaja en valores de consumo.
Aspectos considerados
86,67
95
90
%Seguridad
%Cumplimiento
del diseño
%Accesibilidad
REVISTA ENERGÍA MECÁNICA INNOVACIÓN Y FUTURO
Vol. 13 Núm. 1 / 2024
GUAYANLEMA, A, FEIJOO G., QUIROZ L., Diseño e implementación del sistema de alimentación alternativo GLP de quinta
generación para motores de combustión interna GDI
Edición No.13/2024 (10) ISSN 1390- 7395 (8/10)
---------------------------------------Artículo Científico / Scientific Paper ______________________________________________________
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IV. CONCLUSIONES
Se dimensionó el sistema hidráulico, neumático, eléctrico
y electrónico del sistema de alimentación alternativo
GLP/gasolina y solo de GLP a través de la ingeniería
asistida por computador a través de la selección de los
componentes en observancia de los requisitos mínimos
que deben cumplir los equipos de quinta generación y las
conversiones a realizar en el motor de combustión interna
GDI, acorde a lo establecido por la NTE INEN 2310.
Se implementó el sistema de alimentación alternativo
GLP de quinta generación para motores de combustión
interna GDI en concordancia con las normas establecidas
por parte de la NTE INEN 2311.
A través del manejo sustentado de información y análisis
de ingeniería asistida por computador para el diseño,
construcción y pruebas del Prototipo de sistema de ali-
mentación de combustible GLP de quinta generación en
motores GDI y la obtención de los resultados propuestos
en esta investigación, se implementó un sistema flexible
a un carburante gaseoso que cumple con la normativa
técnica ecuatoriana NTE INEN garantizando la fiabili-
dad y seguridad del sistema en un 95%.
En cuanto al ahorro de combustible, y el costo beneficio
de esta instalación nos muestra un resultado muy alenta-
dor en donde el ahorro es de 1102,2 dólares aproximada-
mente en cada año.
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