Evaluación experimental del rendimiento de un motor TOYOTA 5A-FE convertido a GNV en La Paz

Abstract

Los resultados obtenidos en la fase experimental de la hipótesis planteada fue mediante una evaluación experimental y teórica de la variación del factor lambda del motor de combustión interna Toyota 5A-FE por medio de la aplicación del modelo matemático de V.I. Grinevitski que permite determinar los parámetros que definen las etapas finales de los procesos individuales, reforzando los conocimientos referentes a la teoría de ciclo de trabajo y de cada uno de sus procesos de manera precisa utilizando coeficientes experimentales, que afecta en el rendimiento a causa de la extracción de líquidos del metano puro del GNV, obteniendo variables del comportamiento del motor en condiciones de altura por las pruebas realizadas en la ciudad de La Paz. Se hizo un mantenimiento y afinado del motor, instalando un kit de tercera generación de conversión a gas, se realizó pruebas tanto en el banco de pruebas como en carretera con los equipos adquiridos de la carrera de Mecánica Automotriz. Se instaló un dinamómetro portátil TM-900 en el vehículo Toyota Carib con un motor a inyección dual que es el objeto de estudio, obteniéndose una potencia de motor de 53.50 (kW) y 21.68 (kW) de potencia en la rueda con gasolina; para GNV se obtuvo 49.30 (kW) de potencia en motor y 16.85 (kW) en la rueda. En los cálculos con extracción de líquidos del GNV se obtuvo para el poder calorífico de metano bajo un resultado del 5.84 (kW) y con metano alto de 23.70 (kW). Se demostró la hipótesis nula (tcalc = 3.742 < tα/2 = 4.604) que indica que la composición del GNV en base al factor lambda con extracción de líquidos no mantiene la misma potencia de salida en el motor Toyota 5A-FE. Tomando también en cuenta los resultados con ajuste de curvas que dieron un resultado de 50.99 (kW) de potencia del motor usando gasolina y 48.46 (kW) con el uso del GNV. Estos resultados obtenidos nos confirmó, que si existe menor potencia, por lo tanto menor rendimiento, cuando se trabaja el GNV con extracción de líquidos, el motor no podría mantener en funcionamiento porque el factor Lambda es mayor a uno, donde el poder calorífico es bajo y no podría lograrse una mezcla estequiométrica requerida; con un exceso de oxígeno, se tendría una mezcla pobre y contaminante al medio ambiente con óxidos de nitrógeno (NOx) por querer obtener la potencia deseada.