¿Cómo funciona un sistema GLP?

En posts anteriores tratamos el tema de los vehículos que incorporan sistemas de gas GLP (Gas Licuado del Petróleo) véase (El gas GLP como combustible alternativo en automoción). En esta ocasión profundizaremos en el funcionamiento de los distintos elementos de dicho sistema.

Partimos de la base que estos vehículos generalmente son Bi-fuel, es decir, tienen un circuito de combustible a gasolina y otro de GLP, no funcionan simultáneamente, pero disponen de ambos combustibles y los dos son operativos.

Concentrémonos en el circuito de GLP:

Depósito

Fabricado en acero y con un grosor de 3,5 mm almacena el GLP en forma líquida a una presión de hasta 8 bar. El sistema no requiere de una bomba para impulsar el gas ya que la misma presión del tanque es quien permite que fluya el combustible.

Boca de llenado

Generalmente ubicada al lado de la boca de llenado de gasolina, encontramos la conexión para la recarga del GLP. Se trata de una válvula completamente mecánica que consiste en una bola con un resorte (la misma presión del surtidor vence la fuerza del muelle y permite la entrada de gas).

El usuario debe roscar un racor a la boca de llenado para conectar el surtidor (este racor puede variar en función del país).


Conjunto multiválvula:

En el centro del depósito encontramos este dispositivo que incorpora varios elementos:

- Indicador de nivel (un indicador de nivel 100% mecánico).
- Llave manual de obturación de GLP (llave de paso manual).
- Válvula limitadora de volumen (impide llenar el depósito al máximo).
- Flotador de nivel (para el aforador).
- Sensor de nivel de GLP (un potenciómetro para indicar el nivel en el cuadro de instrumentos).
- Electroválvula de apertura GLP (solenoide de paso de gas).

Además internamente este conjunto incorpora una válvula termofusible y otra de sobrepresión que garantizan la seguridad del depósito.

Selector de modalidad de combustible:

Se trata de un simple interruptor, gracias a él, el usuario puede indicar al sistema su intención de funcionar en “modo gas”.

El motor siempre arrancará en “modo gasolina”, para que cambie a “modo gas” se deben de cumplir dos requisitos:

1 – Seleccionar “modo gas”.

2 – Que el motor haya alcanzado 40ºC.

A partir de este momento una unidad de control (la veremos más adelante) activa la electroválvula de apertura de GLP (en el conjunto multifunción) y el gas ya puede fluir del depósito hacia el motor mediante un sistema de tuberías.

Evaporador:

Realmente el GLP fluye por las tuberías en forma líquida hasta llegar al evaporador. Este elemento se encarga de cambiar el estado del combustible, es decir, transforma el gas que llega en estado líquido a estado gaseoso. Además, es el responsable de dosificar la mezcla aire/gas hacia el motor en las proporciones correctas.

Veamos sus elementos:

- Entrada de GLP (el combustible entra en forma líquida a 8 bar aprox.).
- Electroválvula de GLP nº2 (permite el paso de GLP, esta abre simultáneamente con la electroválvula del conjunto multiválvula).
- Tubo hacia el filtro de aire (elemento para la seguridad).
- Salida de gas hacia el motor (el GLP ya sale en forma gaseosa y con la presión regulada para su posterior combustión).
- Entrada y salida tubos refrigeración (el agua del motor calienta el evaporador).

Se habrán dado cuenta que falta el “tubo de vacío hacia el colector de admisión” y es que este merece un capítulo aparte porqué en él reside el secreto de la regulación de la dosificación aire/GLP.

Veamos como funciona dicha regulación:

Fíjese en la válvula que aparece en el centro del evaporador.

Para que el gas pueda entrar en el motor (lo dosificaremos en el colector de admisión) éste tiene que tener una presión superior a la que reina en el colector, normalmente la presión del gas se regula de modo que esté aprox. 1 bar por encima de la presión del aire que hay en el colector.

Atención a otro detalle; cuando estamos a ralentí, la presión del colector de admisión suele estar entorno a los 300 mbar (porque la mariposa de admisión está cerrada) pero cuando aceleramos (mariposa abierta) la presión del colector tiende a subir a presión atmosférica (aprox. 1000 mbar).
Para que el gas tenga 1 bar más que la presión del colector, se lleva un tubo de vacío del colector de admisión hacia el evaporador. Una vez el vacío llega al evaporador, el vacío tira de una membrana (de color verde en la foto) y ésta a su vez tira de la válvula. Como la válvula pivota sobre su eje central y estamos tirando de ella por su parte inferior, lo que hace es cerrar el orificio de salida del gas, estrangulando así el suministro.

Es decir, a ralentí (mucho vacío en el colector) la membrana trabaja para cerrar la válvula, por tanto menor suministro de gas.

Cuando aceleramos (se pierde el vacío) la membrana recupera su posición de reposo y deja de tirar de la válvula que también recupera su posición permitiendo así mayor suministro de gas.

La regulación del gas se realiza de un modo totalmente mecánico.


Filtro de gas:

El circuito de GLP tiene dos filtros, uno en el interior del evaporador y otro intercalado en la tubería de gas que sale del evaporador en dirección al motor.

Ambos filtro tienen mantenimiento y se deben sustituir cuando así lo indique el fabricante.

Rampa de inyección, inyectores y sensor de presión:

El gas llega a la rampa de inyección procedente del evaporador con la presión ya regulada. En la rampa se alojan los cuatro inyectores (uno por cilindro), estos dosifican el hidrocarburo de modo indirecto, es decir, en el colector de admisión justo detrás de la válvula de admisión. De modo que cuando la válvula de admisión abre aspira la mezcla aire/gas hacia el interior de cilindro.

El sensor de presión incorpora un sensor de temperatura, este elemento lee la presión interna de la rampa y también la temperatura del gas, este dato será utilizado por la unidad de control del GLP para calcular el tiempo de abertura de los inyectores (de tipo solenoide).

Unidad de control de GLP:
La unidad de control del GLP trabaja conjuntamente con la unidad de control de inyección de gasolina. Para que la unidad de control del GLP pueda funcionar hay que hacerle llegar unas informaciones básicas:

- Señal de la sonda de temperatura refrigerante motor.
- Señal de la sonda lambda.
- Señal de presión y/o caudal de aire.
- Señal de encendido cilindro nº1.

El motor siempre arranca a gasolina (aún cuando el usuario tiene seleccionado el modo gas) por tanto el motor funciona con la unidad de gasolina. Cuando se llega al umbral de temperatura de refrigerante (unos 40ºC) la unidad de GLP desconecta los inyectores de gasolina y conecta los de gas (a su vez emula la presencia de los inyectores de gasolina para que no se reconozcan averías). A partir de este punto en base a los valores de temperatura, sonda lambda, caudal o presión de aire la unidad de GLP gestiona el tiempo de apertura de los inyectores de gas, desconecta la bomba de gasolina y se mantiene funcionando en modo GLP.

• Hay que aclarar que en este blog se describe un sistema de GLP a modo genérico. Existen muchos sistemas de GLP ya sean adaptados u originales y el funcionamiento de cada uno de ellos puede diferir del aquí indicado.