La tesis doctoral describe el desarrollo de índices y métodos para clasificar tractores según su eficiencia energética potencial. Los objetivos son desarrollar índices de eficiencia energética, crear una clasificación energética de tractores basada en esos índices, evaluar la influencia de factores intrínsecos en la eficiencia energética, y modelar el óptimo de eficiencia para cada tractor. La metodología incluye el análisis de datos de eficiencia de motores y transmisiones de tractores para desar

1. DESARROLLO DE ÍNDICES Y MÉTODOS
PARA CLASIFICAR LOS TRACTORES
SEGÚN SU EFICIENCIA ENERGÉTICA
POTENCIAL
Doctorando: Víctor Gil Quirós
Directores: Jacinto Gil Sierra y Jesús Casanova Kindelán
ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR
DE INGENIEROS AGRÓNOMOS DE INGENIEROS INDUSTRIALES
GRUPO LPF-TAG GRUPO DE MOTORES TÉRMICOS

2. Tesis doctoral
Víctor Gil Quirós
• Gran preocupación mundial por ahorro
energético y medio ambiente. 1997, Kioto
Situación actual
• Necesidades tecnológicas muy altas en la
agricultura europea
• Ningún valor referente a consumo en la
homologación europea. Directiva
2003/37/CE
• Boletines OCDE única medida de
consumo, de carácter voluntario

3. Tesis doctoral
Víctor Gil Quirós
1. Desarrollo de índices de eficiencia
energética
2. Crear una clasificación energética de
tractores en base a los índices anteriores
Objetivos
3. Evaluar la influencia de los factores
intrínsecos en la eficiencia energética
4. Modelos que permitan calcular el óptimo
de eficiencia para cada tractor

4. Tesis doctoral
Víctor Gil Quirós Objetivos
Revisión Bibliográfica
• Estudio previo y análisis de los factores que
afectan a la eficiencia energética de un
tractor
• Centrar tesis en los factores más
importantes y que no varían una vez
fabricado el tractor (motor y transmisión)
• Establecer las condiciones en las que se
generan el óptimo del funcionamiento del
motor

5. Tesis doctoral
Víctor Gil Quirós Motor I
Revisión Bibliográfica
• Es el factor más importante
• El punto de eficiencia óptima tiene un
régimen más bajo que el nominal y un
par elevado
• Varios modelos de predicción de
consumo Jahns et al. (1990), Harris y
Pearce (1990) y Grisso ( 2004)

6. Tesis doctoral
Víctor Gil Quirós Motor II
Revisión Bibliográfica

7. Tesis doctoral
Víctor Gil Quirós Motor III
Revisión Bibliográfica
Zona regulador
Reducción consumo cargas parciales
Reducción régimen cargas parciales
Siendo,
•Q: consumo horario a carga parcial (L/h)
•X: carga, o potencia referida a la potencia nominal (tanto por uno)
•Ntdf: potencia a régimen nominal (kW)
•q (%): porcentaje de reducción de consumo específico
•qt: consumo específico a régimen máximo (L/kWh)
•qp: consumo específico a régimen reducido (L/kWh)
•nred: porcentaje de reducción de régimen
•nt: régimen máximo (r/min)
•np: régimen reducido (r/min)
Grisso et al.(2004)

8. Tesis doctoral
Víctor Gil Quirós Motor IV
Revisión Bibliográfica
Reducción consumo
cargas parciales
Siendo,
•D: descenso del consumo específico a cargas parciales y
regímenes reducidos
•nred: porcentaje de reducción de régimen a carga parcial
•X: carga del motor
Grisso et al.(2004)

9. Tesis doctoral
Víctor Gil Quirós Motor V
Revisión Bibliográfica
Cargas parciales
Potencia máxima
Regulador
Siendo,
•M: momento en cada punto
•n: régimen del motor en ese punto
•Q: consumo horario en ese punto
•ai, bi y ci: constantes propias de cada
motor
Jahns et al.(1990)

10. Tesis doctoral
Víctor Gil Quirós Motor VI
Revisión Bibliográfica
Siendo,
•n: régimen óptimo
•nr: régimen nominal
•M: momento óptimo
•Mr: momento a régimen nominal
Grisso et al.(2004)

11. Tesis doctoral
Víctor Gil Quirós Transmisión I
Revisión Bibliográfica
• Segundo factor más importante
• Eficiencia variable en función de la
velocidad seleccionada, el par y el
régimen
• Al maximizar el par en función del tiro
se optimiza la eficiencia de transmisión

12. Tesis doctoral
Víctor Gil Quirós Transmisión II
Revisión Bibliográfica
• Tipos de cajas de cambio
• Bajo carga ≈ CVT. Eficiencia de hasta el
96%
• Tipo de tracción. Doble más eficiente
• ¿Diferencial?

13. Tesis doctoral
Víctor Gil Quirós Tracción I
Revisión Bibliográfica
Eficiencia de tracción
Resbalamiento
Resistencia a la rodadura
Siendo,
•η: eficiencia de tracción
•T: fuerza de tiro (N)
•vr: velocidad real de avance del tractor (m/s)
•M: par de la rueda (Nm)
•ω: velocidad angular de la rueda (rad/s)
•σ: resbalamiento (%)
•vr: velocidad real de avance del tractor (m/s)
•R: resistencia a la rodadura (N)
•ρ: coeficiente de rodadura
•B: carga normal que soporta la rueda (N)

14. Tesis doctoral
Víctor Gil Quirós Tracción II
Revisión Bibliográfica
Fuerza resistencia
rodadura Brixius (1987)
Siendo,
•Frr: resistencia a la rodadura
•Pd: peso dinámico sobre una rueda
•R: coeficiente de rodadura
•Bn: número de movilidad, que depende de ciertas magnitudes físicas
de suelo medidas en campo
•σ: resbalamiento

15. Tesis doctoral
Víctor Gil Quirós Tracción III
Revisión Bibliográfica
Coeficiente de tracción
Siendo,
•T: fuerza de tiro (N)
•de rodadura
•B: carga normal que soporta la rueda (N)
Óptimo 0,30 (Shell et al., 1987) y 0,40 (Zoz et
al., 2002; Adams, 2005) para tractores de ruedas
y 0,50 (Zoz et al., 2002) para tractores con
cadenas

16. Tesis doctoral
Víctor Gil Quirós
Metodología y resultados
Desarrollo
Desarrollo clasificación
clasificación energética
energética
Desarrollo Estudio
Estudio Desarrollo características
índices motor
características índices motor transmisión
( cjt y ckt)
motor ( cg, cj y ck)
Datos Eficiencia Modelo energético
Eficiencia del motor
eficiencia transmisión
motor global
OCDE potencia máxima
Comparación Desarrollo
Estudio óptimos
óptimo vs global índice
energéticos
( cqt, cjt y ckt ) ( cqt)

17. Tesis doctoral
Víctor Gil Quirós Datos de eficiencia I
Metodología y resultados

18. Tesis doctoral
Víctor Gil Quirós Datos de eficiencia II
Metodología y resultados

19. Tesis doctoral
Víctor Gil Quirós Datos de eficiencia III
Metodología y resultados

20. Tesis doctoral
Víctor Gil Quirós Datos de eficiencia IV
Metodología y resultados
Datos volumétricos de consumo. Medidas de consumo en agricultura
Media Mediana Mínimo Máximo
País Varianza Desviación típica
(kg/L) (kg/L) (kg/L) (kg/L)
Alemania 0,835 0,835 0,823 0,851 0,00004 0,006
Francia 0,850 0,850 0,850 0,854 0,00000 0,001
Italia 0,838 0,838 0,833 0,842 0,00000 0,002
Japón 0,843 0,838 0,837 0,856 0,00008 0,009
República Checa 0,840 0,842 0,832 0,842 0,00003 0,005
Turquía 0,826 0,827 0,820 0,837 0,00004 0,006
Reino Unido 0,844 0,845 0,837 0,873 0,00003 0,006
Estados Unidos 0,843 0,843 0,834 0,849 0,00001 0,003
Resultado global 0,841 0,842 0,820 0,873 0,00007 0,008
Corrección potencia: ISO 15550/2002 (UNE 68028:2003). Control inyección

21. Tesis doctoral
Víctor Gil Quirós Eficiencia motor I
Metodología y resultados
0.400
en cada punto y la potencia nominal
Cociente entre el consumo horario
0.300
(L/kWh)
0.200
g
0.100
0.000
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1
Relación de potencia en cada punto respecto a la potencia
nominal

22. Tesis doctoral
Víctor Gil Quirós Eficiencia motor II
Metodología y resultados

23. Tesis doctoral
Víctor Gil Quirós Eficiencia motor III
Metodología y resultados
14%
12%
Diferecia puntos 8 y 6
10%
8%
14%
6%
12%
4%
Diferecia puntos 7 y 9
2% 10%
0% 8%
0,150 0,200 0,250 0,300 0,350 0,400
6%
Consumo específico punto 8 (L/kWh)
4%
2%
0%
0,150 0,200 0,250 0,300 0,350 0,400
Consumo específico punto 9 (L/kwh)

24. Tesis doctoral
Víctor Gil Quirós Eficiencia motor III
Metodología y resultados
Para tractores CVT

25. Tesis doctoral
Víctor Gil Quirós Eficiencia motor IV
Metodología y resultados
0,430
0,410
0,390
0,370
cj (L/kWh)
0,350
0,330
y = 0,5366x + 0,1198
0,310
R2 = 0,8184
0,290
0,270
0,300 0,350 0,400 0,450 0,500 0,550
c g (L/kWh)

26. Tesis doctoral
Víctor Gil Quirós Eficiencia motor V
Metodología y resultados

27. Tesis doctoral
Víctor Gil Quirós Eficiencia motor VI
Metodología y resultados
• Selección de índice cj para estudios de
motor
• Características cualitativas (tipo de
admisión, número de cilindros, …) Datos
descriptivos y ANOVA
• Características cuantitativas (presión
media, potencia nominal, régimen
nominal). Datos descriptivos, análisis
factoriales y componentes principales

28. Tesis doctoral
Víctor Gil Quirós Eficiencia motor VII
Metodología y resultados

29. Tesis doctoral
Víctor Gil Quirós Eficiencia motor VIII
Metodología y resultados
0.500
y = 0.36311e-0.00090x
0.450 R² = 0.09807
0.400
cj (L/kWh)
0.350
0.300
0.250
0.200
0 50 100 150 200 250
Potencia nominal (kW)

30. Tesis doctoral
Víctor Gil Quirós Eficiencia motor IX
Metodología y resultados
A B C D E F G
181 modelos 47
50
39
18
12
10
5

31. Tesis doctoral
Víctor Gil Quirós
Metodología y resultados
Desarrollo
Desarrollo clasificación
clasificación energética
energética
Desarrollo Estudio
Estudio Desarrollo características
índices motor
características índices motor transmisión
( cjt y ckt)
motor ( cg, cj y ck)
Datos Eficiencia Modelo energético
Eficiencia del motor
eficiencia transmisión
motor global
OCDE potencia máxima
Comparación Desarrollo
Estudio óptimos
óptimo vs global índice
energéticos
( cqt, cjt y ckt ) ( cqt)

32. Tesis doctoral Eficiencia transmisión potencia máxima I
Víctor Gil Quirós
Metodología y resultados
d) c)
b)
a)
Potencia (kW)
Velocidad del motor (rev/min)
Siendo,
•a: punto de régimen nominal
•b: punto de régimen normalizado de la toma de fuerza
•c: punto de potencia máxima
•d: punto de régimen mínimo para el cálculo de rendimiento

33. Tesis doctoral Eficiencia transmisión potencia máxima II
Víctor Gil Quirós
Metodología y resultados
Sin considerar la resistencia a la rodadura:
Potencia a la barra sin deslizamiento
Rendimiento
transmisión
Siendo,
•Nsin rebalamiento: potencia a la barra incluida la pérdida por resbalamiento
•Nbarra: potencia obtenida en el ensayo a la barra de tiro (kW)
•σ: resbalamiento (tanto por uno)
•ηtransmisión con rodadura el rendimiento de la transmisión sin restar las
pérdidas debidas a la resistencia a la rodadura
•Ntdf: potencia a la toma de fuerza (kW)

34. Tesis doctoral Eficiencia transmisión potencia máxima III
Víctor Gil Quirós
Metodología y resultados
Considerando la resistencia a la rodadura:
Brixius (1987)
Resistencia rodadura
Potencia a la barra
sin deslizamiento y
sin resistencia a la rodadura
Rendimiento transmisión
sin rodadura
Siendo,
•R: resistencia a la rodadura (N)
•W: peso del tractor (N)
•v: la velocidad de avance expresada (m/s)
•ηtransmisión sin rodadura :el rendimiento de la transmisión descontando la resistencia
a la rodadura, expresado en tanto por uno

35. Tesis doctoral Eficiencia transmisión potencia máxima IV
Víctor Gil Quirós
Metodología y resultados
Pista de ensayo Coeficiente de resistencia a la rodadura
Ankara (Turquía) 0,028
Antony (Francia) 0,020
Bolonia (Italia) 0,040
Gros-Umstadt (Alemania) 0,036
Kynggio-do (Korea) 0,040
Nebraska (EEUU) 0,040
Omiya (Japón) 0,040
Silsoe (Reino Unido) 0,040
Tfanovkého (Rep. Chca) 0,040
Turín (Italia) 0,040
Treviglio (Italia) 0,033

36. Tesis doctoral Eficiencia transmisión potencia máxima V
Víctor Gil Quirós
Metodología y resultados

37. Tesis doctoral Eficiencia transmisión potencia máxima VI
Víctor Gil Quirós
Metodología y resultados

38. Tesis doctoral Eficiencia transmisión potencia máxima VII
Víctor Gil Quirós
Metodología y resultados
DISTRIBUCIÓN DE LAS HORAS DE FUNCIONAMIENTO POR LABORES, SEGÚN POTENCIA DEL TRACTOR
Intervalo DISTRIBUCIÓN DE LAS HORAS DE TRABAJO TOTAL (% )
Horas Horas
de potencia Pérdidas
Trabajo Trabajo
del tractor despto. Transp. Prep Siembra Abonado Acc. Trab. Int. Trab.
Total Real Tratam. Recolecc. Otros
(CV) Remolque Terreno Plantac. Org. Min. Equipos Instalac. Forest.
<30 196,77 185,02 5,97% 31,39% 29,34% 3,20% 5,66% 21,72% 4,75% 2,30% 0,00% 0,00% 1,64%
30-49 245,48 233,55 4,86% 19,05% 29,56% 5,67% 12,20% 12,16% 12,16% 3,33% 2,07% 0,24% 3,56%
50-69 362,19 341,98 5,58% 18,56% 26,52% 9,35% 10,71% 10,99% 12,39% 1,69% 4,07% 0,20% 5,52%
70-89 513,59 473,84 7,74% 17,33% 24,08% 6,77% 12,43% 12,04% 13,68% 2,83% 4,55% 1,90% 4,40%
90-109 608,66 565,69 7,06% 21,07% 27,16% 9,56% 10,58% 10,72% 12,84% 1,54% 4,31% 0,78% 1,44%
110-129 706,46 655,59 7,20% 15,14% 33,31% 13,70% 9,42% 7,54% 10,79% 1,84% 4,22% 0,27% 3,77%
130-150 676,91 634,60 6,25% 16,81% 36,01% 13,97% 9,60% 8,70% 7,68% 1,52% 2,83% 0,00% 2,87%
>150 819,39 767,77 6,30% 13,70% 26,03% 13,73% 8,15% 6,09% 24,10% 2,29% 2,17% 2,30% 1,42%
MAPA (2006)
Distribución del número de horas trabajadas por tipo de función (% )
Intervalo de 2006 1996
potencia del Toma de Trabajos Trabajos Toma de Trabajos Trabajos
tractor (CV) fuerza pesados ligeros fuerza pesados ligeros
(a) (b) (c) (a) (b) (c)
<30 34,43% 29,34% 36,23% 37,14% 29,43% 32,82%
30-49 39,85% 31,87% 28,27% 34,97% 34,61% 30,42%
50-69 35,79% 30,79% 33,43% 35,26% 34,16% 30,58%
70-89 40,97% 30,52% 28,51% 31,70% 37,23% 31,07%
90-109 35,68% 32,24% 32,07% 25,68% 42,92% 31,40%
110-129 29,60% 37,79% 32,61% 27,50% 43,14% 29,36%
130-150 27,50% 38,84% 33,66% 19,48% 46,94% 33,58%
>150 40,64% 30,51% 27,43% 12,43% 57,47% 30,10%

39. Tesis doctoral Eficiencia transmisión potencia máxima VIII
Víctor Gil Quirós
Metodología y resultados

40. Tesis doctoral Eficiencia transmisión potencia máxima IX
Víctor Gil Quirós
Metodología y resultados
Sin considerar pérdidas de rodadura

41. Tesis doctoral Eficiencia transmisión potencia máxima X
Víctor Gil Quirós
Metodología y resultados

42. Tesis doctoral Eficiencia transmisión potencia máxima XI
Víctor Gil Quirós
Metodología y resultados

43. Tesis doctoral Eficiencia transmisión potencia máxima XII
Víctor Gil Quirós
Metodología y resultados
Considerando pérdidas de rodadura

44. Tesis doctoral Eficiencia transmisión potencia máxima XIII
Víctor Gil Quirós
Metodología y resultados

45. Tesis doctoral Eficiencia transmisión potencia máxima XIV
Víctor Gil Quirós
Metodología y resultados

46. Tesis doctoral Eficiencia transmisión potencia máxima XV
Víctor Gil Quirós
Metodología y resultados
181 tractores cj vs cjt:
• Influencia de la transmisión: 6,68%
181 tractores distintos cjt:
• Influencia de la resistencia a la
rodadura: 4%

47. Tesis doctoral
Víctor Gil Quirós Reuniones OCDE
•Reunión grupo de trabajo de tractores de la OCDE.
Gross Umstadt (Alemania), mayo 2006
•Reunión grupo de trabajo de tractores de la OCDE.
Bolonia (Italia) , noviembre 2006
•Asamblea
Difusión
general de la OCDE. París
(Francia), febrero 2007

48. Tesis doctoral
Víctor Gil Quirós Congresos
•3º CONGRESO DE AGROINGENIERÍA. ETSIA de León;
del 21 al 24 de septiembre de 2005
•ASABE ANNUAL INTERNATIONAL MEETING. Portland
(EEUU); del 9 al 12 de julio de 2006
•CURSO DE FORMACIÓN DE FORMADORES sobre
Ahorro y Eficiencia Energética en Agricultura. IDAE
(Madrid); días 13 y 14 de diciembre de 2006
Difusión
•CONGRESO AGENG 2006. Bonn (Alemania), del 3 al
7 de septiembre de 2006
•ASABE ANNUAL INTERNATIONAL MEETING.
Minneapolis (EEUU); del 17 al 20 de junio 2007
•4º CONGRESO DE AGROINGENIERÍA. ETSIA de
Albacete; del 4 al 6 de septiembre de 2007

49. Tesis doctoral
Víctor Gil Quirós Web I
www.idae.es
http://www.idae.es/central.asp?m=p015096&t=1
Difusión

50. Tesis doctoral
Víctor Gil Quirós Web II
www.mapa.es/es/agricult
ura/pags/maquinariaagric
ola/renovacion.htm
Difusión

51. Tesis doctoral
Víctor Gil Quirós
Metodología y resultados
Desarrollo
Desarrollo clasificación
clasificación energética
energética
Desarrollo Estudio
Estudio Desarrollo características
índices motor
características índices motor transmisión
( cjt y ckt)
motor ( cg, cj y ck)
Datos Eficiencia Modelo energético
Eficiencia del motor
eficiencia transmisión
motor global
OCDE potencia máxima
Comparación Desarrollo
Estudio óptimos
óptimo vs global índice
energéticos
( cqt, cjt y ckt ) ( cqt)

52. Tesis doctoral
Modelo energético del motor global I
Víctor Gil Quirós
Metodología y resultados
180
160
140
120
Potencia (kW)
100
Zona de funcionamiento
80 del motor a cargas parciales
60
40
Ralentí
20
0
800 1050 1300 1550 1800 2050 2300
Régimen (rev/min)

53. Tesis doctoral
Modelo energético del motor global II
Víctor Gil Quirós
Metodología y resultados
Potencia máxima
Carga máxima

54. Tesis doctoral
Modelo energético del motor global III
Víctor Gil Quirós
Metodología y resultados

55. Tesis doctoral
Modelo energético del motor global VI
Víctor Gil Quirós
Metodología y resultados
180
160
Regulador
140
120
Potencia (kW)
100
80 Nominal
60 Poly. (Nominal)
40
20
0
2150 2200 2250 2300
Régimen (rev/min)

56. Tesis doctoral
Modelo energético del motor global IV
Víctor Gil Quirós
Metodología y resultados
Regulador

57. Tesis doctoral
Modelo energético del motor global V
Víctor Gil Quirós
Metodología y resultados

58. Tesis doctoral
Modelo energético del motor global VII
Víctor Gil Quirós
Metodología y resultados
Regulador 100-85% par nominal
100, 99, 97, 89 y 85 % regulador

59. Tesis doctoral
Modelo energético del motor global VIII
Víctor Gil Quirós
Metodología y resultados
120 Cargas parciales
100
80 Curva de potencia máxima
Potencia (kW)
60 Zona de actuación del
regulador
Cargas parciales a régimen
40 normalizado de la tdf
Puntos nuevos introducidos
por la OCDE en el 2005
20
0
750 1250 1750 2250
Régimen (rev/min)

60. Tesis doctoral
Modelo energético del motor global IX
Víctor Gil Quirós
Metodología y resultados
30
25
y = 0,238x + 6,865
R² = 0,999 Puntos 3 y 4
DLG
20 y = 0,239x + 5,104
Consumo (L/h)
R² = 0,999
Puntos 5 y 6
15 DLG
y = 0,245x + 2,050
10 Régimen
R² = 0,999
normalizado tdf
5
0
0 20 40 60 80 100
Potencia (kW)

61. Tesis doctoral
Modelo energético del motor global X
Víctor Gil Quirós
Metodología y resultados
Pendiente
0.246
0.245
0.244
0.243
Pendiente
0.242
0.241
0.240
0.239 y = 0.00000001x2 - 0.00002740x + 0.27148982
0.238 R² = 1.00000000
0.237
0 500 1000 1500 2000 2500
Régimen (rev/min)
Intersección
8
7 y = 0.34848e0.00135x
6 R² = 0.99926
Constante
5
4
3
2
1
0
0 500 1000 1500 2000 2500
Régimen (rev/min)

62. Tesis doctoral
Modelo energético del motor global XI
Víctor Gil Quirós
Metodología y resultados
Cargas parciales
Consumo real (L/h)

63. Tesis doctoral
Modelo energético del motor global XII
Víctor Gil Quirós
Metodología y resultados
Ralentí

64. Tesis doctoral
Víctor Gil Quirós
Metodología y resultados
Desarrollo
Desarrollo clasificación
clasificación energética
energética
Desarrollo Estudio
Estudio Desarrollo características
índices motor
características índices motor transmisión
( cjt y ckt)
motor ( cg, cj y ck)
Datos Eficiencia Modelo energético
Eficiencia del motor
eficiencia transmisión
motor global
OCDE potencia máxima
Comparación Desarrollo
Estudio óptimos
óptimo vs global índice
energéticos
( cqt, cjt y ckt ) ( cqt)

65. Tesis doctoral
Estudio óptimos energéticos I
Víctor Gil Quirós
Metodología y resultados
4
3.5
Motor
Eficiencia (kWh/L)
3
2.5
Tractor ensayo a la barra
2
1.5
1
0 2 4 6 8 10 12 14
Velocidad teórica de avance (km/h)

66. Tesis doctoral
Estudio óptimos energéticos I
Víctor Gil Quirós
Metodología y resultados
4
3.5
Media de 143 óptimos = índice cqt
Eficiencia (kWh/L)
3
2.5
y = 0.00247x3 - 0.07432x2 + 0.71053x + 0.75115
R² = 0.99126
2
1.5
1
0 2 4 6 8 10 12 14
Velocidad teórica de avance (km/h)

67. Tesis doctoral
Estudio óptimos energéticos II
Víctor Gil Quirós
Metodología y resultados
Eficiencia máxima

68. Tesis doctoral
Estudio óptimos energéticos III
Víctor Gil Quirós
Metodología y resultados
Eficiencia máxima Hi-Lo

69. Tesis doctoral
Estudio óptimos energéticos IV
Víctor Gil Quirós
Metodología y resultados
Eficiencia máxima motor

70. Tesis doctoral
Estudio óptimos energéticos V
Víctor Gil Quirós
Metodología y resultados
Eficiencia máxima transmisión

71. Tesis doctoral
Estudio óptimos energéticos VI
Víctor Gil Quirós
Metodología y resultados
Eficiencia mínima

72. Tesis doctoral
Víctor Gil Quirós
Metodología y resultados
Desarrollo
Desarrollo clasificación
clasificación energética
energética
Desarrollo Estudio
Estudio Desarrollo características
índices motor
características índices motor transmisión
( cjt y ckt)
motor ( cg, cj y ck)
Datos Eficiencia Modelo energético
Eficiencia del motor
eficiencia transmisión
motor global
OCDE potencia máxima
Comparación Desarrollo
Estudio óptimos
óptimo vs global índice
energéticos
( cqt, cjt y ckt ) ( cqt)

73. Tesis doctoral Comparación óptimo vs global ( cqt, cjt y ckt ) I
Víctor Gil Quirós
Metodología y resultados
ckt (L/kWh)
cqt -1(L/kWh)

74. Tesis doctoral Comparación óptimo vs global ( cqt, cjt y ckt ) II
Víctor Gil Quirós
Metodología y resultados
cjt (L/kWh)
cqt -1(L/kWh)

75. Tesis doctoral
Víctor Gil Quirós Conclusiones generales
• Es posible clasificar los tractores agrícolas en función
de su eficiencia energética
• Los ensayos OCDE aportan datos suficientes para el
estudio de la eficiencia energética
Conclusiones
• El índice cjt y la potencia nominal son valores válidos
para una clasificación energética de tractores
• La carga condiciona el tipo de caja de cambios más
eficiente
• No existe ninguna forma de estimar el consumo
específico medio de un tractor sin ensayos

76. Tesis doctoral
Víctor Gil Quirós Eficiencia motor
• R2= entre cj y cg, relación alta
• Ninguna característica estudiada define el
comportamiento energético del tractor
Conclusiones
• ↑ 80% de potencia nominal las diferencias
entre distintos puntos de funcionamiento
aumentan con el ↓ de la potencia
nominal y ↑ de la eficiencia del motor
• R2=0,75 entre cj y ck , relación alta

77. Tesis doctoral
Víctor Gil Quirós Eficiencia transmisión
• A potencia máxima. ↑↑ bajo carga total y ↓↓
Hi-Lo
• CVT ↑↑ eficiencia transmisión + gestión
Conclusiones
electrónica = ↑↑ eficiencia
• Sin diferencias en el óptimo de rendimiento
transmisión 5-14 km/h
• No considerar la resistencia de rodadura genera
diferencias ficticias en ηv
• No influye el nº de marchas

78. Tesis doctoral
Víctor Gil Quirós Clasificaciones energéticas
• Para 181 la mejor clasificación se
compone de 7 categorías, con una
Conclusiones
amplitud del 7%. Para cjt y la potencia
nominal
• El motor es el factor más influyente

79. Tesis doctoral
Víctor Gil Quirós Modelo comportamiento motor
• Polinómicas de 3º grado para potencia
máxima y zona de actuación del
Conclusiones
regulador
• Válido para cargas parciales
• Presenta diferencias “a ralentí”

80. Tesis doctoral
Víctor Gil Quirós Modelo energético tractor
• El impacto negativo de un motor poco
eficiente puede ser suavizado con una
transmisión muy eficiente
Conclusiones
• En cajas de cambio de tipo Hi-Lo la eficiencia
en la transmisión a cargas parciales puede ser
↑ que a máxima
• La eficiencia energética más o menos
constante entre 6 y 14 km/h (velocidad
teórica)

81. Tesis doctoral
Víctor Gil Quirós Comparación entre índices
• Existe una gran afinidad de los índices ckt (R2=0,74)
y cjt (R2=0,67) con el índice cqt
• Las diferencias existentes entre estos índices se
Conclusiones
deben a los distintos objetivos de los índices
• La afinidad entre estos índices aumenta su validez
• El índice ckt es más representativo de la eficiencia
energética del tractor que cjt, por el mayor intervalo
de régimen representado y su mayor afinidad con
el índice cqt

82. Tesis doctoral
Víctor Gil Quirós Trabajos futuros
• Establecer una metodología de ensayo específica para
la eficiencia energética de un tractor y clasificación de
un tractor
• Estudiar la posibilidad de emplear datos de eficiencia
Conclusiones
energética de otros ensayos como el establecido en la
directiva 97/68/CE de emisiones de carácter
obligatorio
• Comprobar los coeficientes de rodadura propuestos
para las distintas estaciones de ensayo OCDE
• Relacionar los datos de campo con los que se
obtienen en función de esta tesis a partir de los
ensayos OCDE

83. Tesis doctoral
Víctor Gil Quirós
• Degrell, O. and T. Feuerstein. 2005. DLG PowerMix – ein praxisorientierter Traktorentest
“Testzyklen”. Conference Agricultural Engineering VDI-Meg. Tagung Hannover 4-5 novembre 2005
• Golverk, A. A. 1995. Diesel engine performance maps under variable loadings. Internal Conmustion
Engine Division Spring Technical Conference. ASME. Marietta (OH), abril 1995
• Grisso, R.; M. F. Kocher and D. H. Vaughan. 2004. Predicting tractor fuel consumption. Applied
Engineering in Agriculture 20(5): 553-561
• Gruppo, G.; M. Cutini, C. Altieri y C. Bisaglia. 2005. CVT o Power-Shift? Due transmissioni alla prova.
Macchina e Motori Agricoli, nº 11 2005, páginas 105-108
• Harris, H. D. 1992. Prediction of tractor engine performance using OCDE standard test data. Journal
Bibliografía
of Agricultural Engineering Research 53: 181-193
• Ressia, J. M.; G. F. Botta y M. E. De Simone. 1996. Consumo de combustible del tractor en relación a
las curvas características del motor y a su transmisión. Congreso Argentino de Ingeniería Rural.
www.unlu.edu.ar/~maqagro/CADIR_96.pdf (disponible on line). Buenos Aires
• Siemens, J.C. and W. W. Bowers. 1999. Machinery management: how to select machinery to fit the
real needs of farm managers. Farm Business Management (FMB) series, John Deere Publishing, East
Moline, IL
• Souza, E. G. de; E. M. Almeida and L. F. Milanez. 1991. Overall efficiency of tractors on concrete.
Transactions of the ASAE 34(6): 2333-2339
• ASABE Standards 2005. 52ª edition. ASABE. St. Joseph (Michigan)
• ISO Standard 15550: Internal Combustión Engines-Determination and method for the measurement
of engine power-General requirements, 2002

84. Tesis doctoral
Víctor Gil Quirós Publicaciones
•Víctor Gil Quirós, Jaime Ortiz-Cañavate, Jacinto Gil
Sierra CLASIFICACIÓN ENERGÉTICA DE LOS
TRACTORES VENDIDOS EN ESPAÑA. Vida Rural. 15
de septiembre de 2006.
•Jacinto Gil Sierra, Jaime Ortiz Cañavate, Víctor Gil
Difusión
Quirós, Jesús Casanova Kindelán. ENERGY
EFFICIENCY IN AGRICULTURAL TRACTORS. A
METHODOLOGY FOR THEIR CLASSIFICATION. Applied
Engineering in Agriculture (incluida en SCI). 2007

85. Tesis doctoral
Víctor Gil Quirós
Agradecimientos