ESTUDIO COMPARATIVO DEL DESGASTE EN UN MOTOR DE ENCENDIDO POR CHISPA EN CONDICIONES DE VELOCIDAD VARIABLE USANDO GASOLINA Y GAS NATURAL COMO COMBUSTIBLE

Resumen

Se presenta los resultados de la comparación del desgaste producido en un motor de encendido por chispa de 1,3 litros cuando opera con gasolina y el gas natural para vehículos usado en Venezuela (GNV). La evaluación del desgaste se hizo indirectamente mediante la medición de elementos de desgaste en el lubricante por espectrometría de emisión, durante un lapso de 100 horas de ensayo. El experimento se realizó en el laboratorio utilizando un banco de prueba con un motor de escasas horas de funcionamiento y en condiciones de operación controlada en función de garantizar una velocidad de desgaste normal. El procedimiento de arranque y calentamiento consistió en encender el motor sin carga y a velocidad de ralentí, dejarlo estabilizar, para luego fijarlo a 1500 RPM. La condición de velocidad variable se estableció mediante ciclos de aceleración y desaceleración, los cuales se realizaron 20 veces cada 15 minutos (de 1500 a 2800 RPM). Las muestras de aceite se tomaron a través del medidor de nivel de lubricante cada 5 y 20 horas de funcionamiento, sustrayéndose 8 ml y 100 ml de aceite correspondientemente. Los análisis espectrométricos se realizaron cada 5 horas de operación acumulada. Los resultados medidos se corrigieron considerando la variación en el volumen total a consecuencia de las muestras tomadas. Las velocidades de desgaste se calcularon utilizando el modelo de velocidad constante para sistemas con fuga y añadidos desarrollado por nuestro grupo y el estudio se basó en el análisis de las concentraciones de hierro, plomo, cobre, estaño, aluminio, y sílice. Los resultados evidencian que la velocidad de desgaste del Fe, PB, Cu y Al es mayor usando gasolina en comparación con el GNV en porcentajes de 434,83%, 734,31%, 145,63%, 146,57%, respectivamente; y la contaminación de Si usando el GNV como combustible alternativo es menor en un 24,42% con respecto a la gasolina.

PALABRAS CLAVE: Mantenimiento, Tribología, desgaste de motores de combustión interna.

ABSTRACT

The results of a comparative study of the wear-out in a 1.3 liter internal combustion engine using gasoline and Venezuelan natural gas (GNV) are reported in this research. The wear-out evaluation was performed indirectly by measuring worn-out elements in the lubricant through spectrometry of emission during a 100 hour testing lapse. The experiment was carried out in laboratory using an engine with few running hours and in conditions of controlled operation to guarantee a normal wear-out speed. The procedure of starting and warming up included igniting the engine without load at a very slow speed and allowing it to stabilize, then setting it to 1500 RPM. The condition of variable speed was set by cycles of acceleration and deceleration, which were performed 20 times every 15 minutes (from 1500 to 2800 RPM). Oil samples were taken through the oil level gauge every 5 and 20 running hours, subtracting 8 and 100 ml of oil, respectively. Spectrometric analyses were done every 5 hours of cumulative running. The results were corrected considering the variation in the total volume as a result of the samples taken. The wear-out speeds were calculated using the constant speed model of wear-out for systems with oil leakage and additions developed by our group. The study was based on the concentration analysis of iron, lead, copper, tin, aluminum, and silica. The results demonstrate that the wear-out speed of Fe, Pb, Cu and Al is greater using gasoline than GNV in percentages of 434.83%, 734.31%, 145.63%, 146.57% respectively; and the contamination of Si using the alternative combustible GNV is smaller in 24,42% compared to gasoline.

KEY WORDS: Maintenance, Tribology, wear-out of internal combustion engines.