ES2305955T3 - Deposito de carburante para un vehiculo automovil. - Google Patents
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Abstract
Depósito (1) de carburante para un vehículo automóvil con medios para transportar el carburante hasta un motor de combustión interna del vehículo automóvil, con una abertura de llenado provista de un racor de llenado (4), con medios de ventilación de repostaje y de funcionamiento y con al menos un filtro (2) de vapor de carburante a través del cual se efectúa la ventilación del depósito (1) de carburante, estando construido el filtro (2) de vapor de carburante en dos etapas con una primera y una segunda etapas de filtro (8, 9), visto en la dirección del flujo de ventilación, presentando la primera etapa de filtro (8) una menor resistencia al flujo circulante que las etapas de filtro primera y segunda (8, 9) o que la segunda etapa de filtro (9), y derivándose una tubería (10) de ventilación para repostaje detrás de la primera etapa de filtro (8), caracterizado porque la tubería (10) de ventilación para repostaje desemboca en el racor de llenado (4) aguas arriba de una junta de sellado o una disposición de sujeción para la pistola surtidora, considerado en la dirección de flujo del carburante a repostar.
Description
Depósito de carburante para un vehículo
automóvil.
La invención concierne a un depósito de
carburante para un vehículo automóvil con medios para transportar
el carburante hasta un motor de combustión interna del vehículo
automóvil, con una abertura de llenado provista de un racor de
llenado, con medios de ventilación de repostaje y de funcionamiento
y con al menos un filtro de vapor de carburante a través del cual
se efectúa la ventilación del depósito de carburante.
En los depósitos de carburante de la clase
descrita al principio se efectúa usualmente la ventilación de
repostaje y de funcionamiento a través de un filtro de vapor de
carburante que está construido en forma de un filtro de carbón
activo. El gas cargado de hidrocarburos proveniente del depósito de
carburante se condensa en el filtro de vapor de carburante, el
carbón activo presente en el filtro de vapor de carburante se
enriquece con hidrocarburos y el aire depurado es entregado a la
atmósfera. Cuando el filtro de vapor de carburantes está saturado
de hidrocarburos, se efectúa un retrobarrido del mismo, para lo cual
se conduce el aire de aspiración del motor a través del filtro de
vapor de carburante.
En principio, es deseable diseñar el filtro de
vapor de carburante de modo que, a ser posible, no lleguen
hidrocarburos a la atmósfera. Sin embargo, a pesar de un buen
rendimiento de los filtros de vapor de carburante conocidos no se
logra evitar esto completamente. Las impurezas que llegan a la
atmósfera a través del filtro de vapor de carburante se denominan
también en la jerga especializada con el término de "bleed
emissions" (emisiones de purga).
Se imponen ciertos límites a la eficiencia del
filtro de vapor de carburante, entre otras razones porque, según la
velocidad de llenado, se tienen que desalojar del depósito de
carburante hasta 60 l/min de gas durante el proceso de repostaje.
Este caudal volumétrico se conduce a través del filtro de vapor de
carburante. Cuanto más alto sea el rendimiento del filtro, tanto
mayor será también su resistencia al flujo circulante, con lo que
el filtro de carburante tiene que presentar cierta permeabilidad
mínima para impedir una desconexión prematura de la pistola
surtidora durante el proceso de repostaje.
Para mantener relativamente pequeño el flujo que
circula por el filtro de vapor de carburante y, por tanto, mantener
también su carga dentro de ciertos límites durante el proceso de
repostaje, es conocido el recurso de recircular a través del tubo
de llenado, concretamente con una llamada tubería de recirculación,
una parte determinada del caudal volumétrico de gas desalojado
durante el proceso de repostaje. No obstante, esta medida no
permite diseñar el filtro de vapor de carburante sin tener en cuenta
el alto caudal volumétrico a desalojar durante el repostaje para
reducir las "emisiones de purga" del filtro de vapor de
carburante, sobre todo también porque se imponen también ciertos
límites al volumen de construcción del filtro de vapor de
carburante.
Se conoce por el documento US 5,564,398 un
depósito de carburante según las características del preámbulo de
la reivindicación 1. También allí está previsto un filtro de
carburante que está configurado en varias etapas, presentando las
diferentes etapas del filtro de vapor de carburante una resistencia
de filtrado diferente. En caso de repostaje, se atraviesa con el
flujo solamente una parte del filtro de vapor de carburante para
impedir una desconexión prematura de la pistola surtidora durante el
repostaje de altos caudales volumétricos. Las diferentes etapas del
filtro de vapor de carburante o los filtros de vapor de carburante
con diferente resistencia al flujo circulante, dispuestos en
carcasas diferentes, están unidos entre ellos a través de una
válvula de conmutación que se conmuta de acuerdo con el estado de
funcionamiento del vehículo automóvil.
La invención se basa en el problema de
simplificar la construcción de un depósito de carburante de la clase
citada al principio.
El problema se resuelve con las características
de la reivindicación 1.
Preferiblemente, la segunda etapa de filtro está
construida como una etapa de depuración fina. La resistencia al
flujo circulante de la segunda etapa de filtro puede corresponder a
la de la primera etapa de filtro, de modo que, en definitiva, se
incrementa la resistencia el flujo circulante a través de las dos
etapas del filtro de vapor de carburante, pero puede estar previsto
también que la segunda etapa de filtro esté construida en forma de
una etapa de depuración fina como se ha mencionado anteriormente, en
cuyo caso la resistencia el flujo circulante de la segunda etapa de
filtro es más alta que la de la primera etapa de filtro.
Convenientemente, la tubería de ventilación para
repostaje desemboca en la atmósfera detrás de la primera etapa de
filtro a través de una válvula de repostaje conmutable. Esta válvula
de repostaje puede estar cerrada en ausencia de accionamiento.
Cuando está cerrada la válvula de repostaje durante el
funcionamiento normal del vehículo automóvil, los gases generados
en el depósito de carburante a consecuencia de fluctuaciones de
temperatura y movimientos de chapoteo son conducidos completamente a
través de ambas etapas del filtro de vapor de carburante.
Convenientemente, en la segunda etapa de filtro
está conectada una tubería de ventilación en funcionamiento que
desemboca en la atmósfera a través de una válvula de diagnóstico
conmutable abierta en ausencia de accionamiento. Estando cerrada la
válvula de diagnóstico, la segunda etapa de filtro está bloqueada y
los gases que salen del depósito de carburantes son conducidos
solamente a través de la primera etapa de filtro y la tubería de
ventilación para repostaje.
El lugar de una válvula de repostaje dispuesta
en la tubería de ventilación para repostaje, esta tubería de
ventilación para repostaje desemboca en el racor de llenado, de modo
que el cierre del depósito asume allí la función de la válvula de
repostaje. Estando asentado el cierre del depósito, la tubería de
ventilación para repostaje está cerrada hacia la atmósfera y todos
los gases emitidos desde el depósito de carburante son conducidos a
través de las dos etapas del filtro de vapor de carburante.
Es conveniente a este respecto que la tubería de
ventilación para repostaje desemboque en el racor de llenado aguas
arriba de una junta de sellado para la pistola surtidora,
considerado en la dirección de flujo del carburante a repostar,
para que el aire depurado que, durante el repostaje, sale de la
tubería de ventilación para repostaje no sea recirculado a través
del depósito de carburante.
Para impedir un flujo de retorno de los vapores
de carburante desde el tubo de llenado hacia el filtro de vapor de
carburante, se ha previsto convenientemente una válvula de retención
dispuesta en la tubería de ventilación para repostaje por detrás
del filtro de vapor de carburante.
Cuando el cierre del depósito está construido de
modo que éste produzca también un bloqueo de la desembocadura de la
tubería de ventilación para repostaje, se puede prescindir de la
válvula de retención.
En una variante del depósito de carburante según
la invención la válvula de diagnóstico dispuesta en la tubería de
ventilación para repostaje puede estar cerrada en ausencia de
accionamiento, estando puenteada entonces esta válvula a través de
una válvula de mantenimiento de presión. A través de la válvula de
mantenimiento de presión se efectúa un bloqueo de la segunda etapa
de filtro o de la tubería de ventilación en funcionamiento.
En paralelo con la válvula de mantenimiento de
presión está prevista en la tubería de ventilación en funcionamiento
una válvula de retención que hace posible un retrobarrido del
filtro de vapor de carburante durante el funcionamiento del
vehículo automóvil.
Se explica seguidamente la invención ayudándose
de dos ejemplos de realización representados en los dibujos.
Muestran:
La figura 1, una representación esquemática de
un depósito de carburante que no forma parte de la invención,
La figura 2, un ejemplo de realización del
depósito de carburante según la invención y
La figura 3, el ejemplo de realización
representado en la figura 2 con una válvula OBD modificada.
\vskip1.000000\baselineskip
En las figuras se representa esquemáticamente el
depósito 1 de carburante en cooperación con el filtro 2 de vapor de
carburante y un motor de combustión interna 3 del vehículo
automóvil. El filtro 2 de vapor de carburante y las tuberías y
válvulas correspondientes son partes integrantes del depósito 2 de
carburante; éstos no tienen que estar dispuestos necesariamente
fuera del depósito 1 de carburante, sino que, por el contrario,
éstos pueden estar dispuestos también dentro del depósito 1 de
carburante. Por motivos de una mayor claridad de representación, se
ha dibujado aquí a título de ejemplo la disposición del filtro de
vapor de carburante y de las tuberías y válvulas por fuera del
volumen del depósito.
El depósito de carburante designado con 1 se
reposta usualmente a través de un racor de llenado 4 con un cierre
de tapa 5. El carburante repostado 6 desaloja durante el repostaje
la mezcla de aire/vapor de carburante situada por encima del mismo,
la cual es alimentada al filtro 2 de vapor de carburante a través de
una tubería de ventilación 7. El filtro de vapor de carburante
comprende según la invención una primera etapa de filtro 8 y una
segunda etapa de filtro 3. En el ejemplo de realización mostrado en
la figura 1 una tubería 10 de ventilación para repostaje, situada
detrás de la primera etapa de filtro 8, se extiende directamente
hasta la atmósfera.
La tubería 10 de ventilación para repostaje se
puede bloquear por medio de una válvula de repostaje 10. Esta
válvula de repostaje 10 está cerrada en ausencia de accionamiento.
Si se inicia el proceso de repostaje, se abre entonces la válvula
de repostaje 11, por ejemplo abriendo el cierre de tapa 5, de modo
que el volumen de gas desalojado del depósito 1 de carburante
durante el repostaje del vehículo automóvil por efecto del proceso
de repostaje es conducido exclusivamente a través de la primera
etapa de filtro 8 y es entregado en forma depurada a la atmósfera a
través de la tubería de ventilación para repostaje. En este proceso
se puede bloquear la segunda etapa de filtro 9 por medio de una
válvula de diagnóstico 12 dispuesta en una tubería 13 de
ventilación en funcionamiento, de modo que toda la cantidad del gas
desalojado durante el proceso de repostaje es conducida a través de
la primera etapa de filtro 8. Esto no es absolutamente necesario,
sino que más bien la válvula de diagnóstico 12 puede estar
igualmente abierta, con lo que la cantidad de gas conducida a
través de la primera etapa de filtro 8 se ajusta de manera
correspondiente a las resistencias al flujo circulante de las
etapas de filtro 8 y 9. En el ejemplo de realización descrito la
segunda etapa de filtro 9 como etapa de depuración fina está
construida con una resistencia al flujo circulante netamente más
alta que la resistencia de la primera etapa de filtro 8. Como
alternativa, la resistencia al flujo circulante de la segunda etapa
de filtro 9 puede corresponder a la resistencia el flujo circulante
de la primera etapa de filtro 8, con lo que, en definitiva, se
incrementa la resistencia al flujo circulante de ambas etapas de
filtro 8 y 9. En este caso, el gas depurado desalojado durante el
repostaje es entregado a la atmósfera a través de la tubería 10 de
ventilación para repostaje mientras está abierta la válvula de
repostaje 11, incluso aunque esté abierta la válvula de diagnóstico
12.
Durante el funcionamiento del vehículo automóvil
se abre la válvula de diagnóstico 12 después de realizada la prueba
de hermeticidad del depósito 1 de carburante, mientras que se cierra
la válvula de repostaje 11.
La válvula de diagnóstico 12 sirve para cerrar
herméticamente el depósito 1 de carburante con miras a la prueba de
hermeticidad (diagnóstico a bordo) a fin de someter este depósito a
sobrepresión o a depresión. Si no se puede mantener la sobrepresión
o la depresión preseleccionada, ello se debe a que existe una
fuga.
Los gases generados durante el funcionamiento de
circulación del vehículo automóvil por movimientos de chapoteo del
carburante 6 o por fluctuaciones de temperatura son entregados en
forma depurada a la atmósfera a través de la tubería de ventilación
7 y a través de ambas etapas 8 y 9 del filtro 2 de vapor de
carburante, así como a través de la tubería 13 de ventilación en
funcionamiento.
Con 14 se ha designado una válvula de
retrobarrido (válvula de purga) que deja libre la tubería de
retrobarrido 15 que va al motor de combustión interna 3,
concretamente para regenerar el filtro 2 de vapor de carburante. En
este caso, se aspira aire de combustión del motor de combustión
interna 3 a través de la tubería 13 de ventilación en
funcionamiento y el filtro 2 de vapor de carburante.
El ejemplo de realización del depósito 1 de
carburante según la invención, representado en la figura 2, se
diferencia del ejemplo representado en la figura 1 en que no está
presente una válvula de repostaje conmutable en la tubería 10 de
ventilación para repostaje. Por el contrario, la tubería 10 de
ventilación para repostaje desemboca en el racor de llenado 4,
concretamente un poco por debajo del cierre de tapa 5 y, en la
dirección de flujo del carburante repostado, por encima de una
junta de sellado o un sujetador para la pistola surtidora. El
cierre de tapa 5 asume en este caso la función de la válvula de
repostaje conmutable 11 anteriormente descrita. Si se coloca el
cierre de tapa 5 sobre el racor de llenado 4 después del proceso de
repostaje, se bloquea la tubería 10 de ventilación para repostaje,
de modo que los vapores de carburante cedidos entonces por el
depósito 1 de carburante son conducidos a través de las etapas de
filtro primera y segunda 8, 9 del filtro 2 de vapor de carburante.
Para que se impida un flujo de retroceso de vapores de carburante
desde el racor de llenado 4, se ha previsto una válvula de
retención 15 en la tubería 10 de ventilación para repostaje.
El circuito representado en la figura 3 no se
diferencia básicamente del representado en la figura 2. Aquí
únicamente la válvula de diagnóstico 12a dispuesta en la tubería 13
de ventilación en funcionamiento está puenteada con una válvula 16
de mantenimiento de presión conectada en paralelo. En este caso, la
válvula de diagnóstico 12a está cerrada en ausencia de corriente,
mientras que la válvula de diagnóstico 12a está abierta en ausencia
de corriente en el circuito ilustrado en la figura 2. En el circuito
ilustrado en la figura 3 se abre inicialmente la válvula de
diagnóstico 12a para la prueba de hermeticidad a fin de dejar sin
presión el depósito 1 de carburante. Seguidamente, se cierra el
sistema de diagnóstico 12a, se solicita el depósito 1 de carburante
con presión o se pone éste bajo depresión para comprobar la
hermeticidad del sistema. Por lo demás, la válvula de diagnóstico
12a está cerrada.
Con 17 se designa otra válvula de retención que
está conectada en paralelo con la válvula de diagnóstico 12a y en
paralelo con la válvula 16 de mantenimiento de presión dispuesta en
la tubería 13 de ventilación para repostaje. Esta válvula de
retención 17 hace posible un retrobarrido del filtro 12 de vapor de
carburante en contra de una ligera contrapresión.
Cabe mencionar una vez más en este sitio que,
por supuesto, los dibujos representan tan solo esquemas de
conexiones y que, por ejemplo, las funciones de las válvulas 12a,
16 y 17 pueden estar reunidas en una sola válvula.
- 1
- Depósito de carburante
- 2
- Filtro de vapor de carburante
- 3
- Motor de combustión interna
- 4
- Racor de llenado
- 5
- Cierre de tapa
- 6
- Carburante
- 7
- Tubería de ventilación
- 8
- Primera etapa de filtro
- 9
- Segunda etapa de filtro
- 10
- Tubería de ventilación para repostaje
- 11
- Válvula de repostaje
- 12,12a
- Válvulas de diagnóstico
- 13
- Tubería de ventilación en funcionamiento
- 14
- Válvula de retrobarrido
- 15
- Válvula de retención
- 16
- Válvula de mantenimiento de presión
- 17
- Válvula de retención
Claims (7)
1. Depósito (1) de carburante para un vehículo
automóvil con medios para transportar el carburante hasta un motor
de combustión interna del vehículo automóvil, con una abertura de
llenado provista de un racor de llenado (4), con medios de
ventilación de repostaje y de funcionamiento y con al menos un
filtro (2) de vapor de carburante a través del cual se efectúa la
ventilación del depósito (1) de carburante, estando construido el
filtro (2) de vapor de carburante en dos etapas con una primera y
una segunda etapas de filtro (8, 9), visto en la dirección del
flujo de ventilación, presentando la primera etapa de filtro (8) una
menor resistencia al flujo circulante que las etapas de filtro
primera y segunda (8, 9) o que la segunda etapa de filtro (9), y
derivándose una tubería (10) de ventilación para repostaje detrás de
la primera etapa de filtro (8), caracterizado porque la
tubería (10) de ventilación para repostaje desemboca en el racor de
llenado (4) aguas arriba de una junta de sellado o una disposición
de sujeción para la pistola surtidora, considerado en la dirección
de flujo del carburante a repostar.
2. Depósito de carburante según la
reivindicación 1, caracterizado porque la segunda etapa de
filtro (9) está construida como una etapa de depuración fina.
3. Depósito de carburante según una de las
reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque en la segunda
etapa de filtro (9) está conectada una tubería (13) de ventilación
en funcionamiento que desemboca en la atmósfera a través de una
válvula de diagnóstico conmutable (12) abierta en ausencia de
accionamiento.
4. Depósito de carburante según la
reivindicación 1, caracterizado porque la tubería (10) de
ventilación para repostaje desemboca en el racor de llenado (4)
aguas arriba de una junta de sellado o una disposición de sujeción
de la pistola surtidora, considerado en la dirección de flujo del
carburante a repostar.
5. Depósito de carburante según la
reivindicación 1 ó 4, caracterizado porque en la tubería (10)
de ventilación para repostaje está prevista, detrás del filtro de
vapor de carburante, una válvula de retención (15).
6. Depósito de carburante según la
reivindicación 5, caracterizado porque la válvula de
diagnóstico (12a) está cerrada en ausencia de accionamiento y se
encuentra puenteada por medio de una válvula (16) de mantenimiento
de presión.
7. Depósito de carburante según la
reivindicación 6, caracterizado porque en la tubería (13) de
ventilación en funcionamiento está prevista una válvula de
retención (17) conectada en paralelo con la válvula (16) de
mantenimiento de presión.
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