manual volkswagen gas natural vehiculos motor
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Gas natural - un combustible alternativopara vehículos de motor
Diseño y funcionamiento
Programa autodidáctico 262
Service Training
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NUEVO AtenciónNota
Dentro del marco que abarcan los esfuerzo por reducir las cargas contaminantes causadas por la circulación en vías públicas de las zonas de aglomeración y en virtud del ascenso que experimentan los precios de la gasolina y del gasoil, la tracción con motores de gas natural viene obteniendo una importancia creciente como accionamiento alternativo.
La tracción con motor de gas no es una invención de nuestros tiempos. Se remonta a un largo pasado. El primer motor de combustión interna - patentado por Nikolaus August Otto en 1876, había sido desarrollado en la fábrica de motores de gas Deutz AG.
En el transcurso del desarrollo ulterior de los motores para vehículos, aparte de otros conceptos motrices siempre se ha vuelto también sobre la tecnología del gas - y esto, en la mayoría de los casos, en situaciones de emergencia.Así por ejemplo, se llevaba a bordo un gas de uso urbano o una mezcla de gas propano/butano en depósitos acumuladores o bien se
generaba el gas directamente a partir de la madera o de la antracita, durante el viaje del vehículo, mediante generadores de gas integrados en éste.
Volkswagen ofrece actualmente el Golf BI FUEL como vehículo de serie con motor bivalente para gas natural (pudiéndose utilizar con gas natural o con gasolina).
El Transporter 1991 ➤ puede ser equipado posteriormente con el sistema bivalente de gas natural con una versión específica para esos efectos.
Sírvase tener en cuenta, que de un país a otro son diferentes las disposiciones legales que rigen a este respecto.
En el presente Programa autodidáctico le queremos presentar las particularidades de la tracción con motor bivalente de gas natural para vehículos Volkswagen (concentrándonos en las condiciones básicas que rigen para Alemania).
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El Programa autodidáctico presenta el diseño y
funcionamiento de nuevos desarrollos.
Los contenidos no se someten a actualizaciones.
Para las instrucciones de actualidad sobre
comprobación, ajuste y reparación consulte por favor
la documentación del Servicio Postventa prevista
para esos efectos.
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Referencia rápida
Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4Gas natural . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4El gas natural como combustible, en una comparación . . . . . . . . . . . 8Suministro de gas natural . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12Comparación y disposiciones legales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Tecnología del motor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16El Transporter 1991 ➤ bivalente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16El Golf BI FUEL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Almacenamiento del gas natural . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20Las diferentes formas de almacenar el gas natural . . . . . . . . . . . . . 20Depósito de gas natural . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21Intervalos de las revisiones para los depósitos . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
Componentes para gas natural en el Golf BI FUEL . . . . . . . 26Sumario de componentes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
Alimentación de gas natural en el Golf BI FUEL . . . . . . . . . . 28Estructura del sistema de alimentación de gas natural . . . . . . . . . . 28Diagrama de flujo de la alimentación de gas natural . . . . . . . . . . . 30Lado de alta presión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31El paso desde el lado de alta presión hasta el de baja presión . . . 44Lado de baja presión. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47Concepto técnico de seguridad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
Gestión del motor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54Estructura del sistema de sensores y actuadores . . . . . . . . . . . . . . . 54Funciones asignadas al sistema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56Esquema de funciones: Transporter 1991 ➤ bivalente . . . . . . . . . . . 62Esquema de funciones: Golf BI FUEL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
Servicio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66Exigencias planteadas en Alemania . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66Diagnosis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68Herramientas especiales y equipamiento del taller . . . . . . . . . . . . . 70
Glosario . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72Explicación de los conceptos puestos en relieve
Pruebe sus conocimientos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
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Gas natural
Al comienzo de la década de los 90, la circulación de los vehículos de motor se fue centrando cada vez más en las críticas de la opinión pública como el causante principal de las molestias causadas por emisiones contaminantes y sonoras en las zonas de aglomeración. Basta con mencionar al respecto el «smog de verano» y la «lluvia ácida».
Para las emisiones de los componentes en los gases de escape: óxidos nítricos (NOx), hidrocarburos (HC), monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (CO2) y partículas de hollín se establecieron unos límites severos.
La aplicación de combustibles alternativos, tales como el gas natural, aporta una eficaz contribución a mejorar las condiciones dadas en el medio ambiente.
El gas natural se origina bajo condiciones parecidas a las del petróleo y es un producto subsidiario de la explotación petrolífera.También lo hay en yacimientos específicos.Es más ligero que el aire y es adecuadamente mezclable con éste. Su combustión es «suave».
El gas natural, en su condición de gas combustible, es el energético fósil más compatible con el medio ambiente. Consta, en esencia, de un 80 - 99 % de metano (CH4). El resto está constituido por adiciones de dióxido de carbono, nitrógeno e hidrocarburos menos significantes.
Introducción
Cuanto más bajo es el contenido de carbono de un energético, tanto más bajas son a su vez sus emisiones derivadas del carbono, tales como el dióxido de carbono, monóxido de carbono, los hidrocarburos y las partículas de hollín.
El gas natural se puede utilizar directamente, sin modificaciones químicas, como combustible para motores de combustión interna. Esto supone una clara ventaja de coste en comparación con el refinado del petróleo para obtener gasolina y gasoil. Sin embargo, según la procedencia del gas natural, puede ser necesario someterlo a un ciclo de depuración o deshidratación.
La disponibilidad de los recursos de gas natural es mejor que la del aceite mineral. De ahí resulta una intercambiabilidad con respecto a la dependencia exclusiva que viene dada con respecto al petróleo.
Por motivos de seguridad se procede a enriquecer en Alemania el gas natural inodoro por medio de la adición de sustancias intensamente olfativas.De esa forma es posible percibir con el olfato incluso mínimas cantidades de gas natural en el ambiente.
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Parque de vehículos con motor de gas natural
El recuento del parque de vehículos con motor de gas natural se ha llevado a cabo de conformidad con unas estadísticas internacionales sobre vehículos con motor de gas, correspondiente al estado del segundo semestre de 2003.
Los efectivos mundiales de vehículos se cifran actualmente en unos 665 millones de unidades.De éstos hay unos 2,8 millones de vehículos matriculados para el uso de gas natural.Los países más vanguardistas a este respecto son los que disponen de grandes yacimientos de gas natural, como son Argentina con aprox. 951.000 vehículos con motor de gas.
En Europa es Italia el país absolutamente puntero, con 434.000 vehículos, gracias a su buena infraestructura de abasto de gas natural.En Alemania circulan actualmente unos 20.000 vehículos con gas natural. La mitad de ellos son modelos Volkswagen, adaptados para ello de forma específica.
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Efectivos mundiales de vehículo con motor de gas natural: aprox. 2.837.000
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Introducción
La materia prima denominada gas natural
El concepto del gas natural abarca todas las combinaciones gaseosas de hidrocarburos que proceden de la tierra y son combustibles.Tal y como sucede con el petróleo y el carbón, el gas natural pertenece a los recursos naturales orgánicos combustibles.El componente principal del gas natural es el metano - una combinación química del carbono con el hidrógeno.Se puede utilizar en motores, sin tenerse que someter a ningún proceso adicional.
Las cantidades de gas natural que se han generado en los últimos millones de años y que han sido almacenados por la naturaleza, son comparablemente gigantescas. Si se mantuvieran las cantidades anuales explotadas actuales, las reservas de gas natural conocidas hoy día a nivel mundial alcanzarían para unas dos y media veces lo que alcanzarían las reservas conocidas del petróleo.
Debido a que los yacimientos se encuentran distribuidos en el mundo entero, resulta más bien reducida la relación de dependencia que ello supone con respecto a países explotadores específicos.
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No se confunda el gas natural con:LPG (liquified petroleum gas), también llamado autogás o gas licuado, que consta principalmente de propano y butano.Se obtiene como producto derivado de la destilación en la producción de gasolina, por lo que depende directamente de las reservas de petróleo.
Rusia 35 %
Holanda 19 %
Dinamarca / Gran Bretaña 5 %
Explotación propia 21 %
Noruega 20 %
Países proveedores de gas natural para Alemania
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Promedios mensuales orientativos para las diferentes calidades del gas natural
Mar del Norte
H-Gas
Rusia
H-Gas
Alemania
L-Gas
Alemania(Uelzen)L-Gas
Poder calorífico 11,1 10,0 8,9 8,2
Metano 87,1 97,8 86,8 79,8
Etano Propano Butano
10,9 1,3 6,7 1,8
Nitrógeno 2,5 0,8 2,7 17,6
Dióxido carbono 0,5 0,1 1,0 0,8
Calidades del gas natural
Existen yacimientos de gas natural, entre otros sitios, en el norte de Alemania, en Holanda, en el Mar del Norte, Noruega y en Rusia (un productor principal y proveedor de Alemania).
Cada proveedor de gas natural ofrece su producto en una calidad diferente.
A medida que se intensifica la interconexión en red de los diferentes proveedores de gas natural se viene ofreciendo en una medida creciente una combinación de las diferentes calidades, a manera de gas compuesto.
Calidades del gas natural en Alemania:
La diferenciación de las calidades se establece sobre la base del poder calorífico del gas natural.
Según su poder calorífico se diferencia entre H-Gas (high = alto) y L-Gas (low = bajo).Los diferentes poderes caloríficos de H-Gas y L-Gas se traducen a su vez en diferentes consumos de combustible.
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[kWh/m3]
[% vol.]
[% vol.]
[% vol.]
[% vol.]
(C3H8)
(N2)
(CH4)
(C2H6)
(C4H10)
(CO2)
Mar del Norte
Alemania(Uelzen)
Rusia
Alemania
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Introducción
El gas natural como combustible, en una comparación
Emisiones de escape
La tabla de abajo muestra la reducción de las emisiones de escape en un vehículo comercial ligero, en una comparación entre el modo operativo con gas natural y el modo operativo con gasolina.
Reducción de las emisiones en el modo operativo de gas natural
Análisis de los gases de escape de un vehículo comercial ligero con motor de gasolina de 2,5 l / 85 kW en el ciclo de prueba europeo.
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Emisiones relativas de contaminantes (%)
CO NOx HC CO2Monóxido
de carbonoÓxidos nítricos Dióxido
de carbonoHidrocarburos
Gasolina Gas natural
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Comparación de las emisiones no limitadas
El cuadro que sigue muestra la reducción de las emisiones para los componentes no limitados en los gases de escape, tomando como ejemplo un vehículo comercial ligero, en comparación con los modos operativos diésel (gasoil), gasolina o gas natural.
PAK -Hidrocarburos aromáticos policíclicos
Olefinas - hidrocarburos encadenados, no saturados
NMOG - gases orgánicos sin contenido de metano; es la suma de todos los hidrocarburos, restándoles las combinaciones aromáticas
Benzoldehidos - productos intermedios de vida corta, derivados de combinaciones aromáticas
Emisiones relativas de contaminantes (%)
Los componentes no limitados en los gases de escape son:
BTX - Benceno, tolueno y xilolCombinaciones de hidrocarburos aromáticos, disolventes
Formaldehidos -Desinfectante, gas de olor penetrante
Aromáticos -Combinaciones del benceno
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BTX Formaldehidos Aromáticos PAK Olefinas NMOG Benzoldehidos
Diésel (gasoil) Gas natural Gasolina
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Los costes de un vehículo de gas natural son superiores, a la hora de la compra, en comparación con un vehículo de gasolina o diesel comparable.
El cálculo del plazo de amortización ha sido llevado a cabo teniendo en cuenta los posibles subsidios de fomento, tomando como base un sobreprecio medio de 2.500,- euros.
La ventaja de precio resulta de los menores costes del combustible en la operatividad con gas natural.
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Plazo de amortización del sistema de gas natural, en comparación con la versión de gasolina
En este ejemplo se supone una ventaja de precio de 5,90 euros / 100 km.
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Consideraciones económicas
Los costes desempeñan un papel decisivo para la aceptación y proliferación de los vehículos de gas natural.
Los criterios esenciales que se aplican para la adquisición de un vehículo de gas natural son:
– Sistema más respetuoso con el medio ambiente en comparación con los vehículos con motor diesel o de gasolina
– El plazo de amortización para el sobreprecio que supone la adquisición
– El coste del combustible– Tasas fiscales reducidas– Privilegios financieros locales otorgados por
el proveedor de gas– Anulaciones locales de las restricciones para
el acceso a determinadas zonas de tráfico y– la red de estaciones de repostaje disponibles
Introducción
Ventaja de precio gas natural / gasolina
30.000 km / año
15.000 km / año
Plazo de
amortización (años)
En función del kilometraje anual recorrido se calculan plazos de amortización que van desde menos de 2 años hasta 4 años como máximo.
Ventaja de precio 5,90 euros / 100 km
euros5,00 10,00
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Debido a la menor diferencia de precio, la comparación con una versión diésel (diesel / gas natural) da por resultado un plazo de amortización más largo.
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En el caso de la versión diésel, el plazo de amortización se halla entre los 3 y 7 años, en función del recorrido anual del vehículo.
El plazo de amortización se abrevia:
• si aumenta la diferencia de precio de los combustibles (gas natural con respecto agasolina/diésel),
• si aumenta el kilometraje anual recorrido,
• si bajan los costes de adquisición para un vehículo de gas natural.
Amortización del sistema de gas natural en comparación con la versión diesel
En el ejemplo se supone una ventaja de precio de 3,20 euros / 100 km.
Plazo de
amortización (años)
Ventaja de precio gas natural / diésel
Ventaja de precio 3,20 euros / 100 km
30.000 km / año
15.000 km / año
euros2,50 3,50 4,50
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Suministro de gas natural
Red de estaciones de repostaje de gas natural en Alemania
A principios de 2004, la red de estaciones de repostaje de gas natural abarcaba unas 400 unidades.Hasta el año 2007 serán previsiblemente unas 1.000 estaciones de repostaje.
Se puede solicitar por fax una lista de las estaciones de repostaje de gas natural en Alemania - relacionada por el orden de los códigos postales (PLZ).La primera cifra del código postal de la región en cuestión tiene que ser introducida como ultima cifra en el número de la solicitud por fax.Ejemplo: Düsseldorf, código postal 4....)Solicitud por fax núm.: 0190 - 516 169 6284
Europa
En casi todos los países europeos se puede repostar gas natural.En el norte de España ha comenzado la estructuración de una red de estaciones de repostaje.
Con excepción de Italia, en todos los demás países se utilizan los mismos empalmes de llenado que en Alemania.
Es recomendable llevar con sigo un adaptador correspondiente para Italia.
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Más información, así como las direcciones de las estaciones de repostaje de gas natural se pueden solicitar a tarifa local durante las 24 horas del día a través del teléfono asistencial de información (0180 2 23 45 00).En internet está disponible esta información adicional bajo www.erdgasfahrzeuge.de, así como bajo www.gibgas.de.
Introducción
Adaptador para el empalme de llenado italiano
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El peso del gas natural guarda una proporción directa con respecto al volumen, en virtud de lo cual se hace la cuenta del repostaje en kilogramos.Un kilogramo de gas natural tiene un volumen de aprox. 6,2 litros.
V paso
IV paso
III paso
II paso
Operación de repostaje
El repostaje se describe tomando como ejemplo el empleo del acoplamiento de repostaje TK15.
El repostaje es tan falto de complicación, exento de peligro y rápido como el de los demás combustibles.
I paso: descolgar la pistola del surtidor y colocarla suavemente sobre el manguito de llenado del vehículo.
II paso: voltear la palanca de llenado de la pistola a 180° en sentido horario; de esa forma se efectúa al mismo tiempo el enclavamiento de la pistola en el manguito, para la operación de repostaje, que sigue a continuación.
III paso: iniciar el repostaje accionando el botón Start en el surtidor. En cuanto se alcanza la presión máxima en depósito finaliza automáticamente la operación. Para finalizarla prematuramente: accionar el botón Stop en el surtidor.
IV paso: una vez terminada la operación de repostaje hay que volver a girar la palanca de llenado, esta vez a 180° en sentido antihorario. Con esta operación se degrada automáticamente la presión en la pistola y en la manguera, a base de una operación de purga y se suelta el enclavamiento.
V paso: retirar la pistola del manguito de llenado en el vehículo y volver a colocarla en su alojamiento original en el surtidor.
Pistola de repostaje
Manguito de llenado en el vehículo
I paso
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Introducción
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Desventajas:
• Una leve pérdida de potencia del motor en comparación con el uso de la gasolina, suponiéndose un motor de gasolina optimizado
• Los depósitos de alta presión implican la observancia de disposiciones especiales sobre montaje, seguridad y vigilancia
• El volumen adicional del depósito para la operatividad bivalente tiene que ser alojado en el vehículo
• Los depósitos de acero para gas natural constituyen un lastre adicional en el vehículo; este problema no existe en el caso de los depósitos de material plástico
• A la red de estaciones de repostaje en Alemania le falta actualmente la debida densidad; desde el año 2004 son unas 400 las estaciones de repostaje de gas natural
• Alto precio de adquisición• Revisión especial del TÜV sujeta a pago de
honorarios (TÜV = Technischer Überwachungs-Verein = organismo alemán de revisiones técnicas) para los depósitos de gas natural; las revisiones son necesarias cada 3 a 10 años, según su arquitectura
• Una menor autonomía en el modo operativo con gas natural
Comparación y disposiciones legales
A continuación se cotejan las ventajas y desventajas del empleo del gas natural como combustible para motores:
Ventajas:
• Para personas que hacen muchos kilómetros es una fuente de energía a precio razonable, poco utilizada hasta la fecha
• En el territorio alemán está objeto a unos bajos gravámenes sobre aceites minerales, que rigen hasta finales del año 2020
• A nivel regional se encuentra fomentado de forma diferentemente intensa por parte de las municipalidades y los proveedores de gas natural (p. ej. a través de créditos, bonos de repostaje o participación en los costes para el montaje de los equipos alternativos)
• Las emisiones contaminantes son marcadamente inferiores a las de la gasolina y el gasoil
• En el proceso de la combustión se produce casi exclusivamente agua
• Halla aplicación en los motores convencionales de gasolina, sin necesitar modificaciones o adaptaciones químicas
• Idoneidad para la aplicación bivalente• Alta resistencia al picado• No implica modificaciones en el seguro• Las reservas de los yacimientos alcanzan a cubrir
un plazo claramente superior al de las del petróleo crudo
• No existen pérdidas por volatilización al repostar• Es más ligero que el aire y se volatiliza hacia
arriba• Respetuoso con el medio ambiente, por suponer
unas bajas emisiones contaminantes• Una combustión «más suave»• Gases de escape casi exentos de partículas
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Disposiciones legales vigentes actualmente en Alemania
En Alemania rige el StVZO (Straßenverkehrszulassungs-Ordnung = código alemán de la circulación y matriculación) para la matriculación de vehículos, sus revisiones técnicas periódicas y las revisiones de visto bueno sobre modificaciones implantadas.Para vehículos de gas natural rigen disposiciones adicionales.
– Sobre el gas natural
Para el equipamiento ulterior, las revisiones oficiales, el uso y la matriculación de vehículos de gas natural son válidas las directrices indicadas a continuación.
Directriz 757 de VdTÜV (Verband der technischen Überwachungs-Vereine = Asociación de los organismos de revisiones técnicas en Alemania)
EN13423Manejo y uso de vehículos de gas natural
ECE-R110,ECE-R115
Boletín G609 de DVGW (Deutsche Vereinigung des Gas- und Wasserfaches = Asociación alemana de especialistas en gas y agua)
GSG(Gerätesicherheitsgesetz = Ley sobre seguridad de aparatos)
Reglamento sobre depósitos de presión
Para más información sobre las disposiciones legales consulte el capítulo Glosario.
– Sobre las emisiones de gases de escape del vehículo
Tomando como base las severas disposiciones vigentes sobre las emisiones de escape, el empleo del gas natural constituye una contribución para reducir las cargas medioambientales debidas a los gases de escape de vehículossss .
Desde el 01.01.2000 es válida la norma EU III para las emisiones de escape. En el año 2005 entran en vigor unos valores límite admisibles más estrictos, con la implantación de la norma EU IV.Hasta esa fecha todavía son válidas las promociones fiscales para vehículos que cumplen desde ahora la norma EU IV.
Un vehículo adaptado para el uso de gas natural también está contemplado en esta promoción fiscal hasta 2005 si cumple con la norma EU III/D4.
Los trabajos destinados a la parte de alta presión en el sistema de gas natural únicamente deben ser llevados a cabo por personal correspondientemente preparado y dotado de un certificado de sus conocimientos en la especialidad.
Las disposiciones legales vigentes actualmente en Alemania están siendo revisadas por el Ministerio Federal de Tráfico, Construcción y Vivienda.La nueva edición prevé, entre otros, una estipulación de los dos aspectos siguientes:– Una vida útil máxima de los depósitos de gas natural, de 20 años– Revisión de la idoneidad del sistema de gas natural cada 36 meses por parte de un
perito en vehículos de gas naturalLa nueva edición definitiva de las disposiciones legales vigentes todavía no estaba disponible a la fecha de impresión del presente SSP.
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Tecnología del motor
El Transporter 1991 ➤ bivalente
El Transporter 1991 ➤ con el motor de gasolina 2,5 l / 85 kW (letras distintivas AET) también puede ser equipado ulteriormente con un sistema de gas natural para la operatividad bivalente.
Operatividad bivalente significa, que el vehículo puede ser utilizado por igual en el modo operativo con gasolina como en el modo con gas natural.
El equipamiento ulterior de los componentes específicos para gas natural, adicionalmente a los componentes destinados al uso de la gasolina, permiten la operatividad bivalente.La conmutación de un tipo de combustible al otro se realiza ya sea de forma automática o bien la efectúa el propio conductor accionando un selector de modos operativos.
La cámara de combustión y el sistema de encendido conservan sus características de serie en la versión bivalente. Las adaptaciones que se llevan a cabo se refieren al tipo de combustible empleado en la programación de la gestión del motor, las familias de características y las sondas lambda.
A diferencia del Golf BI FUEL se implanta aquí una unidad de control adicional para el uso de gas natural.
Para el almacenamiento del gas natural se emplean depósitos de acero en el Transporter 1991 ➤ bivalente.
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Datos técnicos: Transporter 1991 ➤ bivalente
Letras distintivas del motor AET
Cilindrada 2,5 l
Arquitectura Motor de 5 cilindros en línea
Válvulas por cilindro 2
Diámetro de cilindros 81,0 mm
Carrera 95,5 mm
Relación de compresión 10,0 : 1
Gestión del motor Gasolina: Simos 5SGas natural: Metatron
Potencia máxima: gasolinagas natural (H-Gas)
85 kW a 4.500 rpm78 kW a 4.500 rpm
Par máximo: gasolinagas natural (H-Gas)
200 Nm a 2.200 rpm190 Nm a 3.300 rpm
Combustible Gasolina de 95 octanos Research / gas natural
Tratamiento de los gases de escape Recirculación de gases de escape; catalizador
Norma sobre las emisiones de escape: gasolina
gas natural (H-Gas)EU III vehículos comercialesEU III vehículos comerciales
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Comparación del funcionamiento con gasolina / gas natural:Transporter 1991 ➤ bivalente
Potencia Par
H-Gas
Gasolina
H-Gas
Gasolina
Par
Nm
Pote
ncia
kW
Régimen rpm Régimen rpm
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Tecnología del motor
El Golf BI FUEL
Este vehículo se ofrece exclusivamente con el motor de 2,0 l / 85 kW (letras distintivas BEH).
En el Golf BI FUEL para la operatividad bivalente se implanta una sola unidad de control Motronic para ambos modos operativos, implementada con familias de características correspondientemente optimizadas.
Según el modo operativo del momento, el sistema pone en vigor las correspondientes familias de características y funciones para el funcionamiento con gasolina o con gas natural.
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El gas natural tiene una resistencia al picado de 130 octanos ROZ (Research).ROZ (Research Oktan Zahl = octanaje Research) significa: resistencia al picado determinada por la vía experimental.
Esta alta resistencia al picado hace que el gas natural tenga una combustión más suave que la gasolina. La sonoridad del motor es agradable y de baja intensidad.
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Datos técnicos: Golf BI FUEL
Letras distintivas del motor BEH
Cilindrada 2,0 l
Arquitectura Motor de 4 cilindros en línea
Válvulas por cilindro 2
Diámetro de cilindros 82,5 mm
Carrera 92,8 mm
Relación de compresión 10,5 : 1
Potencia máxima: gasolinagas natural (H-Gas)
85 kW a 5.250 rpm75 kW a 5.500 rpm
Par máximo: gasolinagas natural (H-Gas)
175 Nm a 3.250 rpm151 Nm a 3.750 rpm
Gestión del motor Motronic ME 7.1.1 (G)
Combustible Gasolina de 95 octanos Research / gas natural
Tratamiento de los gases de escape Recirculación de gases de escape; catalizador
Norma sobre las emisiones de escape: gasolina
gas natural (H-Gas)EU IV
EU III/D4
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Comparación del funcionamiento con gasolina / gas natural:Golf BI FUEL
H-Gas
Gasolina
H-Gas
Gasolina
Potencia Par
Par
Nm
Pote
ncia
kW
Régimen rpm Régimen rpm
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Almacenamiento CNG
Para contar con una capacidad de llenado suficiente para la operatividad con gas natural se procede a comprimir con este método el gas natural hasta 200 bares como máximo.Para este tipo de almacenamiento se necesitan depósitos de presión especiales.
Este tipo de almacenamiento se emplea en Volkswagen.
Almacenamiento del gas natural
Almacenamiento LNG
En virtud de que el gas natural siempre se encuentra en el estado de agregación gaseoso se procede a enfriarlo intensamente con este método.El gas natural licuefacta a una temperatura de 161 °C bajo cero y se puede almacenar en ese estado.Para el almacenamiento y transporte se necesitan depósitos frigoríficos especiales.Este tipo se aplica principalmente para el almacenamiento estacionario del gas natural.
Las diferentes formas de almacenar el gas natural
El gas natural puede ser almacenado de dos diferentes formas:
• Almacenamiento CNG (compressed natural gas = gas natural comprimido)• Almacenamiento LNG (liquified natural gas = gas natural licuado)
Espacio requerido y peso de los diferentes combustibles
Para poder disponer de una misma autonomía con los diferentes combustibles resulta necesario que las capacidades de los depósitos sean correspondientemente diferentes.El gráfico más abajo muestra la capacidad del depósito necesaria (azul) y el peso del depósito (amarillo) para los diferentes combustibles.
No confundir LNG con LPG (liquified petroleum gas), también llamado autogás o gas licuado. LPG licuefacta con una presión de 5 a 10 bares.Sometido a una presión comprendida entre los 10 y 20 bares se lo puede almacenar de un modo parecido a como se almacena la gasolina.
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Gasolina
Gasoil
Autogás / gas licuado
Gas natural
Peso en kilogramos Capacidad del depósito en litros
Depósito de acero Depósito de CFK (plástico reforzado con fibra de carbono)
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Depósito de gas natural
En Volkswagen se implantan dos diferentes tipos de depósitos para el almacenamiento CNG del gas natural:
• Depósitos de acero• Depósitos de CFK para gas natural (depósitos de plástico reforzado con fibra de carbono)
Depósitos de acero
En el Transporter 1991 ➤ bivalente se implantan dos depósitos de acero de idénticas características.Son robustos, de precio asequible, pero relativamente pesados.
Un depósito de acero pesa unos 80 kilogramos y tiene una capacidad de aprox. 80 litros.Un volumen en depósito de 80 litros de gas natural tiene un peso equivalente a unos 12,9 kilogramos.
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Depósitos de acero en el Transporter 1991 ➤ bivalente
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Los depósitos de gas natural del Golf BI FUEL se montan en el maletero. Mediante una cubierta por separado van protegidos contra influencias externas y posibles daños.
Almacenamiento del gas natural
Depósitos de CFK para gas natural(depósitos de plástico reforzado con fibra de carbono)
En el Golf BI FUEL se montan dos diferentes depósitos de gas natural en material plástico reforzado con fibra de carbono. Ambos tienen una capacidad total de 74 litros y suman un peso de 34 kilogramos.Un volumen en depósito de 74 litros de gas natural tiene un peso de 11,9 kilogramos.
Extracto del reglamento sobre depósitos de presión:Los depósitos de gas natural únicamente deben ser montados y revestidos de modo que puedan ser inspeccionados con facilidad en las revisiones periódicas, sin necesitar herramienta para ello.
Debido al gran espacio que necesitan los depósitos de gas natural, el Golf BI FUEL solamente está disponible en versión Variant.
Depósito de gas natural de CFK en el Golf BI FUEL
S262_048
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El depósito de gas natural del Golf BI FUEL consta de un cuerpo básico de polietileno, bobinado con varias capas de resina epoxi reforzada con fibra de carbono.
En ambos frentes lleva bridas de empalme en aluminio para alojar el protector térmico y la válvula de cierre del depósito.
Para proteger los frentes del depósito de gas natural se instalan caperuzas de protección en ambos lados. Estas caperuzas constan de una capa exterior de policarbonato y una capa interior de poliestireno.
Los depósitos de gas natural se fijan al vehículo por medio de dos cintas tensoras de acero.
El depósito de gas natural en el Golf BI FUEL
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Cintas tensoras de acero
El protector térmico forma parte integrante del depósito de gas natural y no se lo debe soltar.
Protector térmico
Bridas de empalme en aluminio
Caperuza de protección
Válvula de cierredel depósito
Capas de resina epoxi reforzadas con fibra de carbono
Policarbonato
PoliestirenoCuerpo básico de polietileno
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Transporter 1991 ➤ bivalente
Símbolos de revisión marcados en los depósitos de acero
• Número y símbolo de revisión por parte de la oficina de revisiones técnicas TÜV
• 04/98 Mes/año de la primera revisión• 03 Año de la primera revisión
periódica• 08 Año de la segunda revisión
periódica
En este ejemplo, el intervalo periódico de las revisiones es de cinco años.Con cada revisión periódica se procede a marcar un nuevo símbolo de la revisión.
Plaqueta en el empalme de llenado de gas
• 12 Número de la oficina de revisiones técnicas TÜV
• 04/2008 Mes/año de la revisión periódica
TÜ12
Almacenamiento del gas natural
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Año y mesde la revisión
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Intervalos de revisiones de los depósitos
Los depósitos de gas natural sólo se deben someter a carga si no ha expirado el intervalo de revisión.Después de transcurrir este intervalo el llenado sólo se puede llevar a cabo tras una nueva revisión.Por ese motivo es preciso que los depósitos de gas natural se sometan a revisiones periódicas por parte del TÜV (organismo alemán de revisiones técnicas).
Símbolos de revisión de los depósitos de gas natural
El reglamento sobre depósitos de presión exige una identificación inequívoca de los depósitos de gas natural.
Todas las revisiones periódicas tienen que llevarse a cabo en el mismo mes que el de la primera revisión.La primera revisión se realiza antes del primer llenado en fábrica.El propietario/conductor del vehículo es la persona responsable de que se lleven a cabo todas las revisiones periódicas.
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S262_072
Golf BI FUEL
Identificación en la tapa de acceso al depósito
En la parte interior de la tapa de acceso al depósito del Golf BI FUEL van pegados los rótulos de información que se representan en la figura. Aparte de los datos conocidos figuran allí también las siguientes indicaciones de relevancia para el tema del gas natural:
• Calidad del gas natural, medio (H/L-Gas)• Presión de llenado máxima: 200 bares• Siguiente revisión legal de seguridad de los
depósitos de gas natural; en este ejemplo: mes 05 / año 2006
Identificación de los depósitos de gas natural
Los depósitos de gas natural del Golf BI FUEL van identificados por medio de placas de características.Todos los datos de relevancia sobre el tema del gas natural están a la vista en la placa de características de la figura contigua.Datos de relevancia sobre el tema de gas natural:
• I revisión de seguridad, mes 05 - año 2003• Presión positiva de servicio a 15 °C,
20 MPa, equivalentes a 200 bares• Presión positiva de prueba,
33 MPa, equivalentes a 330 bares• Temperatura de servicio, –40 °C hasta
+65 °C• Fecha de la última utilización,
mes 05 - año 2023• Medio de llenado, gas natural (CNG)
Las disposiciones legales vigentes actualmente en Alemania están siendo revisadas por el Ministerio Federal de Tráfico, Construcción y Vivienda.La nueva edición prevé, entre otros, una estipulación de los dos aspectos siguientes:– Una vida útil máxima de los depósitos de gas natural, de 20 años– Revisión de la idoneidad del sistema de gas natural cada 36 meses por parte de un
perito en vehículos de gas naturalLa nueva edición definitiva de las disposiciones legales vigentes todavía no estaba disponible a la fecha de impresión del presente SSP.
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Siguiente vencimiento mes: 05
Siguiente vencimiento año: 2006
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Componentes para gas natural en el Golf BI FUEL
Sumario de componentes
Este sumario de componentes muestra las piezas necesarias para la operatividad con gas natural, tomando como ejemplo el Golf BI FUEL. Empalme de llenado con
válvula de retención y filtro
Regulador de presión del gas con válvula de alta presión para funcionamiento con gas
Sensor para regleta distribuidorade gas (lado baja presión)
Tubo de gas naturala baja presión
Regleta distribuidora de gas con válvulas de insuflado de gas
Sensor de presión en el depósito (lado alta presión)
Tubo de gas natural a alta presión
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Depósito de gas natural
Válvula para cierre del depósitoElemento de material fusible
Válvula de retención(sólo en el depósito de gas natural I)
Limitador del caudal de paso
Protector térmico
Unidad de control para Motronic
Cuadro de instrumentos
Selector de modos operativos
Depósito de gas natural I
Depósito de gas natural II
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Alimentación de gas natural en el Golf BI FUEL
Estructura del sistema de alimentación de gas natural
Esquema de los componentes de relevancia para el gas natural en las partes de alta y baja presión
– Protector térmico– Tubo de gas natural a alta presión– Sensor de presión en depósito– Regulador de presión del gas con
• válvula de alta presión para el modo con gas
• filtro• dos etapas de reducción de presión• válvula de descarga
Lado de alta presión
– Empalme de llenado con caperuza, válvula de retención y filtro
– Envoltura del tubo estanca al gas en el vehículo
– Depósito de gas natural– Válvula de retención– Válvula de cierre del depósito con:
• válvula de cierre electromecánica• válvula de cierre mecánica• elemento de material fusible• limitador del caudal de paso
Empalme de llenado con caperuza, válvula de retención y filtro
Válvula de retención
Envoltura estanca al gas
Tubo de gas natural a alta presión
Sensor de presión en depósito (lado alta presión)
Regulador de presión del gas con válvula de alta presión para el modo con gas
Válvula de cierredel depósito
Filtro
Depósito de gas natural
Válvula de descargaProtector térmico
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El interfaz entre los lados de alta y baja presión está constituido por el regula-dor de presión de gas.
Lado de baja presión
– Regulador de presión del gas– Tubo flexible de gas natural a
baja presión– Regleta distribuidora de gas– Sensor para regleta
distribuidora de gas– Válvulas de insuflación de gas
Tubo de gas natural a baja presión
Regleta distribuidora de gas
Válvulas de insuflación de gas
Sensor pararegleta distribuidora de gas (lado baja presión)
Etapas de reducción de presión 1 y 2
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El diagrama de flujo es una representación esquemática.Todos los componentes están representados en posición de reposo.
Alimentación de gas natural en el Golf BI FUEL
En el diagrama de flujo que figura más abajo están representados todos los componentes del sistema de gas natural.
En las páginas siguientes se explican con detalle los diferentes componentes del sistema de gas natural.
N361 - Válvula 1 para cierre del depósitoN362 - Válvula 2 para cierre del depósitoN372 - Válvula de alta presión para el modo
con gas
Leyenda
1 - Tubo de gas natural a alta presión2 - Tubo de gas natural a baja presión
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18 bar
9 bar
13 bar
200 bar
Diagrama de flujo de la alimentación de gas natural
Diagrama de flujo
Empalme de llenado con válvula de retención
Depósito de gas natural II
Protector térmico
Depósito de gas natural I
Protector térmico
Regulador de presión de gas, de dos etapas
Regleta distribuidora de gas con válvulas insufladoras de gas N366 - N369
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Lado de alta presión
Empalme de llenado tipo NGV-1(NGV - natural gas vehicle = vehículo de gas natural)
Se encuentra en la parte trasera derecha del vehículo.Va cubierto por medio de una tapa extraíble.
El empalme de llenado tiene integrados un filtro de partículas y una válvula de retención.
El filtro funciona sin mantenimiento. Se limpia solo en cuanto se degrada la presión del tubo de alimentación al depósito hacia la pistola del surtidor.
Tubo de gas natural a alta presión
El tubo de gas natural a alta presión es de acero afinado y está diseñado para una presión de unos 200 bares.
Comunica el empalme de llenado con los depósitos y éstos con el regulador de presión del gas.Va tendido fijamente en la carrocería.
Para establecer una buena estanqueidad al gas se procede a unir los diferentes tramos parciales por medio de un racor con anillo aprisionador doble.
En los bajos del vehículo se tiende el tubo de gas natural a alta presión en disposición paralela a la tubería de gasolina.
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Los componentes para gas natural pertenecientes al lado de alta presión que se instalan en el habitáculo tienen que estar provistos de una envoltura estanca al gas.
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S262_080b
«suelto»
«apretado»
Anillo aprisionador posterior
Anillo aprisionador anterior
Tubo deacero afinado Racor
Racor de anillo aprisionador doble
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En la parte frontal derecha de cada depósito de gas natural va enroscada respectivamente una válvula de cierre del depósito.Mirando en dirección de marcha, la válvula 1 para cierre del depósito N361 va montada en el depósito posterior para gas natural (depósito de gas natural I).La válvula 2 para cierre del depósito N362 se encuentra en el depósito anterior para gas natural (depósito de gas natural II).
Alimentación de gas natural en el Golf BI FUEL
Misión
Las válvulas para el cierre del depósito se encargan de regular la alimentación de gas natural en el vehículo.En acción conjunta con los componentes indicados a continuación constituyen respectivamente un equipo de seguridad:
• Válvula de cierre electromecánica• Elemento de material fusible• Válvula de cierre mecánica• Válvula de retención (sólo en el depósito
de gas natural I)• Limitador del caudal de paso S262_089
S262_073a
Válvulas 1 y 2 de cierre del depósito N361 y N362
Válvula de cierre del depósito en estado desmontado
Depósito degas natural
Válvula de cierredel depósito
Las válvulas de cierre del depósito tienen una rosca cónica, por lo cual no se las debe desmontar y volver a montar.Si se suelta una válvula de cierre del depósito es preciso sustituirla por una nueva.
Limitador del caudal de paso
Válvula de retención
Válvula de cierre mecánica
Elemento dematerial fusible
Válvula de cierreelectromecánica(electroimán)
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En el diagrama de flujo de la figura contigua se representan esquemáticamente todos los componentes que pertenecen a la válvula de cierre del depósito.
Ambas válvulas de cierre del depósito corresponden a una misma arquitectura:
1 - Válvula de cierre mecánica2 - Limitador del caudal de paso3 - Elemento de material fusible4 - Válvula de cierre electromecánica5 - Válvula de retención (sólo en el depósito
de gas natural I)
Válvula de cierre mecánica
La válvula de cierre mecánica se muestra de forma remarcada en el esquema contiguo.A través de la válvula de cierre mecánica se puede cerrar de forma estanca el depósito de gas natural utilizando una llave de boca.
Por motivos de seguridad no se cierra el empalme del elemento de material fusible, aun estando cerrada la válvula de cierre.
Si se produce olor a gas o si se realizan trabajos de reparación es preciso cerrar la válvula de cierre mecánica.
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Diagrama de flujo de las válvulas 1 y 2 para cierre del depósito
Válvula de cierre mecánica
procedente delempalme de llenado
hacia elmotor
haciael
depósitode gasnatural
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Limitador del caudal de paso
El limitador del caudal de paso es una válvula de seguridad, que se encuentra en la válvula 1 para cierre del depósito.Impide la salida instantánea, no intencionada, de gas natural del depósito después de haberse producido un daño en las tuberías de gas natural.
El limitador del caudal de paso viene ajustado por medio del muelle de compresión, de modo que cierre al existir una diferencia de presiones de 2 bares.
Funcionamiento
Si se desprende o desgarra el tubo de gas natural o si pierde estanqueidad, la presión en el tubo cae en un tiempo mínimo alrededor de 2 bares.
A raíz de esta caída repentina, la presión en el depósito de gas natural sobrepasa claramente la diferencia de presiones de 2 bares y oprime la bola contra el asiento de estanqueidad, por medio del cuadrado guía.
El depósito de gas natural cierra de esa forma y deja de ser posible la fuga de gas.
El limitador del caudal de paso, en posición cerrada, puede ser abierto nuevamente, a base de repostar/llenar el sistema de gas natural después de haberse llevado a cabo la reparación en el tubo de gas natural que ha sufrido el daño.
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Alimentación de gas natural en el Golf BI FUEL
Muelle de compresión
Limitador del caudal de paso «abierto»
procedente del depósito de gas natural
Cuadrado guía
Bola deestanqueidad
Asiento deestanqueidad
Muelle de compresión
Limitador del caudal de paso «cerrado»
procedente del depósito de gas natural
Cuadrado guía
Bola deestanqueidad
Asiento deestanqueidad
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Elemento de material fusible
El elemento de material fusible también va montado a la válvula de cierre del depósito.Evita que el depósito de gas natural pueda reventarse a raíz de un aumento excesivo de la presión como consecuencia de un incendio.
El elemento de material fusible va montado de modo que siempre sea posible una descarga directa de la presión.
Funcionamiento
El punto de fusión del material que integra el elemento de material fusible es de unos 110 °C.
Si a raíz de un incendio, el material fusible alcanza una temperatura de aprox. 110 °C se empieza a fundir.El material fundido es absorbido en el conglomerado poroso de presión.
El gas natural puede salir del depósito a través de los orificios de salida, procediendo de forma controlada y puede ser quemado correspondientemente.
De esa forma se impide que los depósitos de gas natural revienten en caso de aumentar la presión de forma excesiva.
En el funcionamiento normal, el conglomerado poroso de presión impide que el material fusible se fugue bajo la influencia del gas a presión.
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Elemento de material fusible
procedente deldepósito de gas
natural
Racor Material fusible
Perno de cierre
Conglomerado poroso de presión
Boca de salida
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Válvula de cierre electromecánica
En el esquema contiguo se destaca la válvula de cierre electromecánica.Consta de una válvula electromagnética, es decir, dotada de un electroimán, y de una válvula mecánica.La válvula electromagnética se encuentra cerrada al no tener aplicada la corriente, con lo cual cierra a su vez el depósito de forma estanca al paso del gas.
Funcionamiento
Las válvulas de cierre electromecánicas abren al estar conectado el encendido (borne 15).A esos efectos, la unidad de control para Motronic J220 se encarga de excitar el relé 1 para válvula de cierre J651.
Estando abiertas las válvulas de cierre electromecánicas se encuentra sometida a presión toda la parte de alta presión del sistema.
Efectos en caso de ausentarse la señal
Si no se excitan las válvulas de cierre electromecánicas o si están averiadas, deja de ser posible la función con el uso del gas natural.
En cuanto se dispara una señal de colisión cierran automáticamente las válvulas de cierre electromecánicas.
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Alimentación de gas natural en el Golf BI FUEL
Circuito eléctrico
Válvulaelectromagnética
Válvula mecánica
Electroimán
(Masa)
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En la figura contigua se representa en color la dirección de flujo del gas natural durante la operación de repostaje.Al repostar, el gas natural entra en el sistema del Golf BI FUEL con una presión de 200 bares.La válvula mecánica en la válvula de cierre electromecánica es abierta mecánicamente contra la fuerza del muelle, por la acción que ejerce la presión del gas natural durante el repostaje.El gas natural fluye hacia el depósito del vehículo.En cuanto en el depósito del vehículo también se alcanza la presión de 200 bares la válvula mecánica cierra nuevamente por la acción del muelle.
Para que se pueda suministrar el gas al motor en el modo con gas natural es preciso excitar la válvula de cierre electromecánica.Al aplicarse corriente al electroimán, la válvula electromagnética abre y el gas pasa del depósito de gas natural hacia el motor.
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Válvula de cierre electromecánica durante el repostaje
Válvula de cierre electromecánica, eléctricamente abierta
Válvula mecánica hacia eldepósito
de gasnatural
Dirección de flujoal repostar
hacia elmotor
Electroimán
procedentedel
depósitode gasnatural
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Válvula de retención
La válvula de retención impide el reflujo involuntario del gas natural a través de las tuberías y del empalme de llenado hacia el ambiente.En el Golf BI FUEL se montan dos válvulas de retención.
Alimentación de gas natural en el Golf BI FUEL
Una válvula de retención va acoplada directamente al empalme de llenado.En la válvula 1 para cierre del depósito (depósito de gas natural I) va montada la segunda válvula de retención.
Válvula «abierta»
El gas del surtidor, que se encuentra a alta presión durante la operación de llenado, oprime la bola en contra de la fuerza del muelle de compresión, liberándola del asiento de estanqueidad.El gas pasa al depósito.
Válvula «cerrada»
Si al término de la operación de repostaje falta la presión positiva en el lado izquierdo de la bola de estanqueidad, la fuerza del muelle y la presión reinante en el depósito se encargan de oprimir nuevamente la bola contra el asiento de estanqueidad.
De esa forma se impide el reflujo del gas.
Para cumplir con las estrictas exigencias de seguridad, la directriz 757 de VdTÜV (Verband der technischen Überwachungs-Vereine = Asociación de las oficinas alemanas de revisiones técnicas) exige que se implanten dos válvulas de retención entre el empalme de llenado y el depósito de gas natural.
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Asiento de estanqueidad
Bola de estanqueidad
Muelle de compresión
Asiento de estanqueidad Muelle de compresión
Bola de estanqueidad