BRPI0807507A2

BRPI0807507A2 - Conjunto de válvula para uma disposição de tanque de combustível e disposição de tanque de combustível

Info

Publication number: BRPI0807507A2
Application number: BRPI0807507-7A
Authority: BR
Inventors: Johan Liljekvist
Original assignee: Scania Cv Ab
Priority date: 2007-02-26
Filing date: 2008-02-06
Publication date: 2014-05-20
Also published as: EP2121367B1; SE0700481L; EP2121367A4; EP2121367A1; SE530888C2; WO2008105720A1

Description

“CONJUNTO DE VÁLVULA PARA UMA DISPOSIÇÃO DE TANQUE DE COMBUSTÍVEL E DISPOSIÇÃO DE TANQUE DE COMBUSTÍVEL”

A presente invenção refere-se a um conjunto de válvula para uma disposição de tanque de combustível de um veículo e a uma disposição de tanque de combustível corres- pondente, sendo que o conjunto de válvula conecta uma primeira câmara da disposição de tanque de combustível a uma segunda câmara da dita disposição de tanque de combustível, e o dito conjunto de válvula inclui uma esfera de válvula, adaptada para abrir e fechar um orifício de conexão entre as ditas duas câmaras de acordo com um nível de combustível presente na disposição de tanque de combustível.

Esta disposição de tanque de combustível se tornoOu conhecida a partir da Patente U.S. N. 6 273 131 BI. A fim de impedir uma excessiva aspiração do ar para o motor de combustão, em particular durante condições de baixo enchimento de um tanque de combus- tível ou quando um veículo é operado em uma ladeira, este documento da técnica anterior apresenta a disposição de um tanque reserva dentro do tanque de combustível. O tanque reserva é abastecido com combinação por meio da utilização de um fluxo de retorno do combustível vindo do motor de combustão. O conjunto de válvula de acordo com este do- cumento da técnica anterior permite que o combustível entre no tanque reserva e impede um escoamento do combustível por uma abertura de conexão para dentro do tanque princi- pal.

A Patente U.S. N. 6 269 800 B1 apresenta uma solução similar. No entanto, nesta solução, a esfera de válvula é substituída por um copo de coleta disposto de maneira pivo- tável próximo ao orifício de conexão. O copo de coleta permite a entrada de combustível para o tanque reserva, mas impede o escoamento do combustível para o tanque reserva através do orifício de conexão.

A Publicação WO 2004/009391 A1 descreve um tanque de combustível que é divi- dido em compartimentos separados por meio de paredes divisórias. As paredes divisórias incluem aberturas que são parcialmente providas com válvulas de retenção a fim de garantir que determinada quantidade de combustível seja mantida em certos compartimentos.

É objeto da presente invenção prover um conjunto de válvula simples e confiável em uma disposição de tanque de combustível que permita o fluxo de combustível de uma câmara para outra independentemente de certas condições de abastecimento.

Este objeto é solucionado por um conjunto de válvula para uma disposição de tan- que de combustível de um veículo que conecta uma primeira câmara da dita disposição de tanque de combustível a uma segunda câmara da dita disposição de tanque de combustível, sendo que o dito conjunto de válvula inclui uma esfera de válvula, adaptada para abrir e fe- char um orifício de conexão entre as ditas duas câmaras de acordo com o nível de combus- tível presente na disposição de tanque de combustível. A presente invenção provê ainda que a dita esfera de válvula seja magnetizada e que o dito conjunto de válvula inclua ainda uma esfera de controle com uma densidade inferior à do combustível armazenado e magne- tizada, de tal modo que a dita esfera de válvula e a dita esfera de controle se atraiam mutu- amente por meio de forças magnéticas. De acordo com a presente invenção, a esfera de 5 controle simplesmente atua como um controle de posição da esfera de válvula. Devido às forças magnéticas que atraem as esferas uma à outra, a esfera de válvula que tem uma flu- tuação neutra se movimenta, portanto, de acordo com o nível do combustível na esfera de controle, e abre e fecha o orifício de conexão com base em sua posição. A disposição de acordo com a presente invenção não precisa de nenhum meio de controle adicional, como, 10 por exemplo, bombas de esguicho, de acordo com os documentos de patente da técnica anterior 6 273 131 e 2 269 800.

A fim de prover os movimentos predefinidos da dita esfera de válvula e da dita esfe- ra de controle, ambas, a dita esfera de válvula e a dita esfera de controle são dispostas em condutos de guia respectivamente associados. Estes condutos de guia podem ser providos 15 por meio de formações de guia perfuradas correspondentes dentro da disposição de tanque de combustível. Estes condutos de guia permitem um acesso mais fácil do combustível à esfera de controle e à esfera de válvula.

De acordo com uma outra modalidade da presente invenção, a dita esfera de válvu- la juntamente com seu conduto de guia associado é disposta na dita primeira câmara e a dita esfera de controle juntamente com seu conduto de guia associado é disposta na dita segunda câmara. Em particular, a dita esfera de válvula é móvel entre uma posição superior e uma posição inferior, fechando o dito orifício de conexão e sua posição inferior. Sendo assim, a esfera de controle assume a sua posição de acordo com o nível de combustível prevalecente na dita segunda câmara da disposição de tanque de combustível. Deste modo, de acordo com o estado de abastecimento desta segunda câmara, o conjunto de válvula assume a sua posição aberta ou sua posição fechada no orifício de conexão. Sendo assim, torna-se possível permitir a entrada de fluido a partir da segunda câmara para a primeira câmara, contanto que a dita esfera de válvula libere o orifício de conexão. Além disso, o conjunto de válvula impede o escoamento do combustível da primeira câmara para a se- gunda câmara nas condições de baixo enchimento da segunda câmara devido ao fato de que, neste caso, a esfera de válvula fechará o orifício de conexão.

De acordo com uma outra modalidade da presente invenção, a dita esfera de válvu- la fecha uma passagem de enchimento que conecta a dita primeira câmara a uma terceira câmara do dito tanque de combustível em sua posição superior.

A presente invenção se refere ainda a uma disposição de tanque de combustível

para um veículo incluindo uma primeira câmara e uma segunda câmara conectadas uma à outra por meio de um orifício de conexão, tendo um conjunto de válvula de acordo com a descrição acima. A dita primeira câmara pode ser formada como um compartimento de cole- ta de combustível, no qual o combustível é coletado antes de ser bombeado para o motor de combustão. A dita segunda câmara pode ser formada como um compartimento de tanque principal, recebendo a maior parte do combustível abastecido para a disposição de tanque 5 de combustível em um posto de gasolina.

Além disso, de acordo com uma outra modalidade da presente invenção, o tanque de combustível pode compreender ainda uma terceira câmara, que pode ser formada como um tanque detentor disposto acima da dita primeira câmara, isto é, acima do dito comparti- mento de coleta de combustível, sendo que a dita terceira câmara é conectada à dita primei- 10 ra câmara por meio de uma passagem de enchimento. Tal estrutura de tanque de combustí- vel que provê um tanque detentor é utilizada de tal forma que, ao abastecer a disposição de tanque de combustível em um posto de gasolina, o combustível é primeiramente despejado para o tanque detentor e em seguida, depois de atingir um determinado estado de enchi- mento, verte para o tanque principal. Contanto que o tanque principal esteja em uma condi- 15 ção suficientemente completa, a esfera de controle fica em sua posição superior e mantém a esfera de válvula também em sua posição superior. Deste modo, o combustível pode fluir do tanque principal para o compartimento de coleta de combustível de onde o mesmo pode ser aspirado através de um cabo de suprimento para o motor de combustão. Assim que o nível do combustível dentro do tanque principal cai a um nível no qual a esfera de controle assu-

- 20 me uma posição inferior e, desta forma, a esfera de válvula magneticamente atraída assume a sua posição inferior, o orifício de conexão se fecha. Isto acontece quando se observa um estado de enchimento mais baixo no tanque ou quando o veículo é operado em uma ladeira de tal modo que o nível do combustível no tanque principal não mais consiga atingir a esfera de controle. Nesta situação, a esfera de válvula fecha o orifício de conexão entre o compar- 25 timento de coleta e o dito tanque principal. No entanto, a esfera de válvula abrirá a passa- gem de enchimento entre o tanque detentor e o compartimento de coleta de combustível. Sendo assim, o combustível remanescente preso no tanque detentor poderá ser despejado para o compartimento de coleta em demanda.

Por conseguinte, com um conjunto de válvula estruturado de maneira simples, posi- 30 cionado em uma disposição de tanque de combustível correspondente, poderá ser provido um abastecimento de combustível confiável para um motor de combustão ao se evitar uma aspiração de ar excessiva.

A seguir, é descrita uma modalidade da presente invenção com relação às figuras, nas quais:

35 A Figura 1 mostra uma vista esquemática parcial de uma disposição de tanque de

combustível incluindo um conjunto de válvula de acordo com a presente invenção;

A Figura 2 mostra um estado operacional da disposição de tanque de combustível de acordo com a Figura 1 com uma condição de enchimento alto do tanque principal; e

A Figura 3 mostra um estado operacional com uma condição de enchimento baixo do tanque principal.

A Figura 1 mostra uma porção de borda de uma disposição de tanque de combustí- 5 vel 10 de acordo com uma modalidade da presente invenção. A disposição de tanque de combustível 10 inclui um tanque de combustível tendo uma parede externa 12. O tanque de combustível é dividido em três câmaras, quais sejam, uma primeira câmara 14, a seguir chamada compartimento de coleta de combustível, uma segunda câmara 16, a seguir cha- mada compartimento de tanque principal, e uma terceira câmara 18, a seguir chamada tan- 10 que detentor.

As três câmaras 14, 16 e 18 são separadas pelas paredes divisórias 20 e 22, dis- postas dentro do tanque de combustível 10. Na região transversal das duas paredes divisó- rias 20 e 22, é provido um conjunto de válvula 24 de acordo com a presente invenção. O conjunto de válvula 24 inclui uma esfera de controle 26 e uma esfera de válvula 28. A esfera 15 de controle 26 tem uma densidade mais baixa que a do combustível armazenado dentro da disposição de tanque de combustível 10. Isto significa que a esfera de controle 26 tende a flutuar sobre a superfície do combustível dentro do compartimento de tanque principal 16, conforme será apresentado em detalhe com relação às Figuras 2 e 3. A esfera de válvula 28 tem uma flutuação neutra, e isso significa que não haverá uma tendência substancial - ex- 20 ceto a gravidade - de a esfera de válvula 28 se elevar ou afundar dentro do combustível.

Ambas, a esfera de controle 26 e a esfera de válvula 28, são magnetizadas de tal maneira que se atraiam uma à outra em função de suas forças magnéticas. Isto significa que as duas esferas tendem a assumir, tanto quanto possível, uma posição mais próxima uma da outra. No entanto, deve-se dizer que a flutuação da esfera de controle 26 dentro do 25 combustível supera as forças de atração, de tal modo que, tanto quanto possível, a esfera de controle 26 tende a subir e descer (se movimentar) dentro do tanque principal 16.

O conjunto de válvula 24 é provido com porções de parede 30 e 32 parcialmente in- terrompidas, conforme mostrado pelas linhas pontilhadas. As porções de parede 30 e 32, juntamente com a parede divisória 22, formam os condutos de guia 34 e 36 para a esfera de 30 controle 26 e para a esfera de válvula 28, respectivamente. O conduto de guia 34 permite um movimento da esfera de controle 26 entre a posição inferior e uma posição superior mostrada com linhas pontilhadas. O conduto de guia 36 permite um movimento da esfera de válvula 28 de sua posição inferior para uma posição superior também mostrada com linhas pontilhadas.

O conduto de guia 36 termina em sua região inferior em um orifício de conexão 38

provido com um anel de vedação 40. O orifício de conexão 38 é a única conexão direta de fluido entre o tanque principal 16 e o compartimento de coleta de combustível 14. Na extre- midade superior do conduto de guia 36, é provida uma passagem de enchimento também circundada por um anel de borracha de vedação 44. A passagem de enchimento 42 é a úni- ca conexão direta de fluido entre o tanque detentor 18 e o compartimento de coleta de com- bustível 14.

Além disso, a Figura 1 mostra uma mangueira de coleta 46, tendo uma extremidade aberta dentro do compartimento de coleta de combustível 14 que se conduz para uma bom- ba de combustível não ilustrada que é adaptada para aspirar o combustível para fora do compartimento de coleta de combustível 14 e transferir o mesmo para um motor de combus- tão de veículo.

A seguir, é descrita a operação do conjunto de válvula 24 de acordo com a presente invenção, com relação às Figuras 2 e 3.

A Figura 2 mostra uma disposição de tanque de combustível 10, na qual, no dito compartimento de tanque principal 16, prevalece um estado de enchimento, de tal modo que o nível de combustível 50 fique substancialmente acima da posição mais elevada da esfera de controle 26, conforme determinado pela geometria do duto de guia 34. A esfera de con- trole 26 desta maneira assume a sua posição mais alta devido a sua menor densidade em comparação com a densidade do dito combustível e às forças de elevação resultantes. A esfera de válvula 28, que tem uma flutuação neutra, também se mantém em sua posição superior devido às forças de atração magnéticas entre a esfera de controle 26 e a esfera de válvula 28. A esfera de válvula 28 nesta condição se mantém em justaposição ao anel de vedação 44, por meio do que se torna impossível um fluxo de combustível do compartimento de coleta de combustível 40 para o compartimento de tanque detentor 18. A passagem de enchimento 42 é, portanto, fechada pela esfera de válvula 28.

O orifício de conexão 38, no entanto, fica livre, uma vez que a esfera de válvula 28 é mantida em sua posição mais elevada. Deste modo, é possível um fluxo de combustível do compartimento de tanque principal 16 para o compartimento de coleta de combustível 14 através do orifício de conexão 38. Em tal condição de enchimento, o combustível pode ser aspirado para fora do compartimento de coleta de combustível 14 por meio da mangueira de coleta 16, e, em função do que o compartimento de coleta de combustível 14 é abastecido com o combustível do compartimento de tanque principal 16.

Após um determinado período de funcionamento com consumo de combustível e/ou devido ao fato de o veículo ser operado em uma ladeira, o nível 15 do combustível con- tido dentro do compartimento de tanque principal 16 cai. A Figura 3 mostra um estado de funcionamento, no qual o nível de combustível 15 fica em uma região da dita extremidade inferior do conduto de guia 34 próximo ao orifício de conexão 38. Desta maneira, a esfera de controle 26 assume a sua posição mais baixa dentro do conduto de guia 34. Devido à flutu- ação neutra e às forças de atração magnéticas entre a esfera de controle 26 e a esfera de válvula 28, a esfera de válvula 28 também assume a sua posição mais baixa dentro do con- duto de guia 36 e, por conseguinte, neste momento, fecha o orifício de conexão 38. A esfera de válvula 28 fica em um encaixe de vedação com o anel de vedação 40 que circunda o orifício de conexão 38. Em contrapartida, a passagem de enchimento 42 fica livre e aberta.

Sendo assim, o combustível do compartimento de tanque detentor 18, que tem um nível mais alto 52 do que o nível de combustível 50 no tanque principal, poderá fluir do comparti- mento dè tanque detentor 18 para o compartimento de coleta de combustível 14. Um esco- amento do combustível do compartimento de coleta de combustível 14 para o compartimen- to de tanque principal 16 se torna impossível devido ao fato de a esfera de válvula 28 fechar 10 o orifício de conexão 38. Deste modo, contanto que haja combustível suficiente dentro do compartimento de tanque detentor 18 a ser abastecido para o compartimento de coleta de combustível 14, pode-se garantir que nenhum ar será aspirado pela mangueira de sucção 46 para a bomba de combustível e, por conseguinte, para o motor de combustão.

A presente invenção mostra uma disposição de tanque de combustível 10 com um conjunto de válvula 24 dotada de uma estrutura simples e uma função confiável de modo a impedir um excesso de aspiração de ar da disposição de tanque de combustível para a bomba de combustível do motor.

Claims

1. Conjunto de válvula (24) para uma disposição de tanque de combustível (10) de um veículo, que conecta uma primeira câmara (14) da dita disposição de tanque de combus- tível (10) a uma segunda câmara (16) da dita disposição de tanque de combustível (10), sendo que o dito conjunto de válvula (24) inclui uma esfera de válvula (28) adaptada para abrir e fechar um orifício de conexão (38) entre as ditas duas câmaras (14, 16) de acordo com um nível de combustível presente (50) dentro da dita disposição de tanque de combus- tível (10), o conjunto de válvula sendo CARACTERIZADO pelo fato de que a dita esfera de válvula (28) é magnetizada e pelo fato de o dito conjunto de válvula (24) incluir ainda uma esfera de controle (26) tendo uma densidade menor que a densidade do combustível arma- zenado e magnetizada, de tal modo que a dita esfera de válvula (28) e a dita esfera de con- trole (26) se atraíam uma à outra em função de suas forças magnéticas.

2. Conjunto de válvula (24), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a dita esfera de válvula (28) e a dita esfera de controle (26) são alojadas em condutos de guia associados (34, 36), respectivamente.

3. Conjunto de válvula (24), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADO pelo fato de que a dita esfera de válvula (28) juntamente com o seu con- duto de guia associado (36) é disposta na dita primeira câmara (14) e a dita esfera de con- trole (26) juntamente com o seu conduto de guia associado (36) é disposta na dita segunda câmara (16).

4. Conjunto de válvula (24), de acordo com uma das reivindicações precedentes, CARACTERIZADO pelo fato de que a dita esfera de válvula (28) é móvel entre uma posição superior e uma posição inferior, sendo que ela fecha o dito orifício de conexão (38) em sua posição inferior.

5. Conjunto de válvula (24), de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato de que a dita esfera de válvula (28) fecha uma passagem de enchimento (42) que conecta a dita primeira câmara (14) à terceira câmara (18) da dita disposição de tanque de combustível (10) em sua posição superior.

6. Disposição de tanque de combustível (10) para um veículo, incluindo uma primei- ra câmara (14) e uma segunda câmara (16) conectadas uma à outra por meio de um orifício de conexão (30), a disposição de tanque de combustível sendo CARACTERIZADA por um conjunto de válvula (14) de acordo com uma das reivindicações precedentes.

7. Disposição de tanque de combustível (10), de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADA pelo fato de que a dita primeira câmara (14) é um compartimento de coleta de combustível e pelo fato de que a dita segunda câmara (16) é um compartimento de tanque principal.

8. Disposição de tanque de combustível (10), de acordo com a reivindicação 6 ou 7, CARACTERIZADA por uma terceira câmara (18), sendo que a dita terceira câmara é um tanque detentor disposto acima da dita primeira câmara (14) e é conectada à dita primeira câmara (14) por meio de uma passagem de enchimento (42).