ES2309204T3 - Tubo, en particular para un circuito de admision de aire en un motor de un vehiculo automovil. - Google Patents

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Abstract

Tubo, en particular para un circuito de admisión de aire en un motor de un vehículo automóvil, tubo caracterizado por una estructura que comprende al menos: - una capa (10) interna formada a partir de un material polar constituido al menos en parte por un elastómero reticulable con aminas o con peróxido y elegido entre los copolímeros de etileno y ácido acrílico, entre los copolímeros de etileno y acetato de vinilo o entre los polímeros de acrilato, - una capa (16) externa que presenta flexibilidad formada a partir de un material apolar reticulable con peróxido, y - una capa (12) intermedia para facilitar la adhesión entre las capas (10, 16) interna y externa, que está constituida a partir de una mezcla de materiales reticulables con peróxido.

Description

Tubo, en particular para un circuito de admisión de aire en un motor de un vehículo automóvil.
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La invención se refiere a la estructura de un tubo, en particular para un circuito de admisión de aire en un motor de un vehículo automóvil.
De forma general, un tubo que transporta un fluido en forma líquida o gaseosa debe especialmente resistir la presión, la temperatura y la corrosividad del fluido de transporte, por una parte, y la corrosividad del medio circundante, por otra parte.
En el caso de un circuito de admisión de aire para un motor con turbocompresor de un vehículo automóvil, el fluido es aire caliente a una presión del orden de 1,5 a 2 bares (150 a 200 kPa) y a una temperatura del orden de 100ºC a 200ºC. Sin embargo, este aire caliente está cargado de aceite, en particular del utilizada para lubricar el turbocompresor. La presencia de este aceite impone un tubo en el que la capa interna debe resistir el efecto agresivo del aceite.
De manera general y para satisfacción de los fabricantes de automóviles, el material generalmente usado hasta ahora es un copolímero de etileno y de ácido acrílico, en particular el VAMAC®.
Por otro lado, como la temperatura bajo el capó tiende a aumentar cada vez más, el tubo de admisión de aire está colocado en un ambiente exterior cada vez más caliente, de manera que el tubo debe resistir una temperatura exterior del orden de 150ºC a 170ºC. Sin embargo, como el VAMAC® puede soportar tal temperatura, por una parte, y puede tener una atmósfera ligeramente cargada de aceite bajo el capó, por otra parte, los fabricantes de automóviles han casi impuesto que la capa externa del tubo sea globalmente de la misma constitución que la de su capa
interna.
Concretamente, la estructura de un tubo de admisión de aire según la técnica anterior que se acaba de mencionar presenta inconvenientes, en particular:
-
un mal comportamiento al frío, que se traduce en un endurecimiento del tubo que puede conducir a una separación de la conexión de la unión;
-
una rigidez demasiado grande a las temperaturas normales de funcionamiento, lo que no es un factor de amortiguación de las vibraciones; y
-
un precio de producción relativamente elevado.
\vskip1.000000\baselineskip
El objeto de la invención es concebir una nueva estructura de tubo, en particular con la elección de los materiales usados, para paliar especialmente los inconvenientes anteriormente mencionados.
Con este fin, la invención propone un tubo, en particular para un circuito de admisión de aire en un motor de un vehículo automóvil, tubo que está caracterizado por una estructura que comprende al menos:
-
una capa interna formada a partir de un material polar constituido al menos en parte por un elastómero reticulable con aminas o con peróxido y elegido entre los copolímeros de etileno y de ácido acrílico, entre los copolímeros de etileno y de acetato de vinilo o entre los polímeros de acrilato,
-
una capa externa que presenta flexibilidad y formada a partir de un material apolar reticulable con peróxido, y
-
una capa intermedia para facilitar la adhesión entre las capas interna y externa, que está constituida a partir de una mezcla de materiales reticulables con peróxido.
\vskip1.000000\baselineskip
De forma general, la capa intermedia o de adherencia está ventajosamente realizada a partir de una mezcla de materiales reticulables con peróxido, como es el caso de un EPDM, por ejemplo, que se ha elegido para proporcionar mayor flexibilidad al tubo.
Según un ejemplo de realización, la capa intermedia es una mezcla de EPDM y de un copolímero de etileno y de ácido acrílico tal como el VAMAC® D.
Ventajosamente, se intercala, por ejemplo, un tejido de aramida entre la capa intermedia y la capa externa del tubo para asegurar el comportamiento con presión.
Así, un tubo según la invención permite combinar un buen comportamiento al aceite y al calor en el interior, por una parte, a la temperatura y al medio exterior, por otra parte, confiriéndole asimismo una buena flexibilidad a las temperaturas normales de funcionamiento, un buen comportamiento a las bajas temperaturas hasta -40ºC y una mejor aptitud para limitar la transmisión de ruidos, gracias a la presencia de la capa externa flexible.
\global\parskip1.000000\baselineskip
Por otra parte, un tubo de este tipo tiene un precio de producción menos elevado porque un EPDM usado en una capa externa es un material claramente más ventajoso que el VAMAC usado hasta ahora sobre casi todo el espesor del tubo.
Otras ventajas, características y detalles de la invención se deducirán de la descripción complementaria que sigue en referencia al dibujo adjunto, dado a modo de ejemplo y que ilustra un tubo según la invención.
El tubo T tal como se ilustra en el dibujo adjunto es un ejemplo de realización de un tubo que tiene una estructura según la invención, a saber un tubo que tiene al menos una capa 10 interna, una capa 12 intermedia, un tejido 14 y una capa 16 externa.
La estructura de un tubo de este tipo se ha conseguido particularmente para transportar un fluido tal como aire cargado de aceite en un circuito de admisión de aire de un motor de un vehículo automóvil.
En esta aplicación, la capa 10 interna se realiza a partir de un material polar que puede ser un copolímero de etileno y de ácido acrílico, en particular el VAMAC® G, un copolímero de etileno y de acetato de vinilo, corrientemente denominado EVA, o un polímero de acrilato corrientemente denominado ACM. Tales materiales tienen propiedades adaptadas para resistir la corrosividad de los vapores de aceite presentes en el aire transportado por el tubo T.
Estos materiales polares se caracterizan especialmente por la presencia de interacciones electrónicas fuertes que están en este caso generadas por el efecto de un grupo funcional ácido o acrilato, lo que da lugar a una deformación de la nube electrónica y a la creación de dipolos.
La capa 16 externa que forma el revestimiento del tubo T tiene esencialmente como función proporcionar flexibilidad al tubo T. La elección del material usado para realizar esta capa 16 externa es un EPDM, que es un material elastómero apolar. A modo de ejemplo, el EPDM puede ser KELTAN® 740, KELTAN® 509X100 o VISTALON® 7000.
Un material apolar se caracteriza por una cadena compuesta de carbonos y de hidrógenos que no generan una deformación de la nube electrónica, de manera que la elección de un material polar que se encuentra impuesta por su comportamiento al aceite y la elección de un material apolar, tal como un EPDM, que es conveniente en términos de flexibilidad, hacen que el(los) material(es) utilizado(s) para realizar la capa intermedia deban ser compatible(s) con los comportamientos electrónicos diferentes de los materiales polares y apolares.
La capa 12 intermedia tiene como función asegurar la adherencia entre las capas 10 interna y 16 externa. De manera general, se sabe que una capa intermedia hecha de una mezcla de materiales constitutivos de las dos capas que se van a unir entre sí puede favorecer la adherencia.
Así, puesto que que la capa 10 interna está realizada de VAMAC® G que es un material reticulable con aminas mientras que la capa 16 externa está realizada de EPDM que es un material reticulable con peróxido, no se puede contemplar una mezcla de estos dos materiales para constituir la capa 12 intermedia.
Como la elección del material para la realización de la capa 16 externa es un EPDM, la capa 12 intermedia está realizada en base a una mezcla de EPDM y otro material que sea a la vez reticulable con peróxido y compatible con el VAMAC®. Según la invención, este otro material es el VAMAC® D que satisface las condiciones anteriormente mencionadas, y la mezcla se puede realizar en proporciones prácticamente iguales de EPDM y de VAMAC® D.
La definición de la composición de la mezcla para la realización de la capa 12 intermedia podría incitar a realizar igualmente la capa 10 interna de VAMAC® D, pero este material no resiste suficientemente la presión alternada tras la extrusión.
Puesto que la capa 10 interna está realizada a partir de un copolímero de etileno y de acetato de vinilo que es reticulable con peróxido o de un polímero de acrilato que es un material reticulable con aminas, la capa 12 intermedia puede tener la misma constitución que anteriormente.
El tejido 14 que está intercalado entre la capa 12 intermedia y la capa 16 externa está destinado a asegurar el comportamiento del tubo T con presión . Puede estar hecho de aramida, por ejemplo.
Con los materiales usados y tales como se definieron anteriormente, la capa 12 intermedia permite obtener un nivel de adherencia entre las capas 10 interna y 16 externa que es del orden de 2 daN/cm, mientras que sería apenas 0,5 daN/cm sin la presencia de esta capa 12.
Ventajosamente, el procedimiento de fabricación del tubo T consiste en coextrudir en una primera fase la capa 10 interna y la capa 12 intermedia, y en una segunda etapa la capa de EPDM con interposición del tejido 14.
En el circuito de admisión de aire para un motor de un vehículo automóvil, el tubo puede tener un diámetro interno que varía de 15 mm a 50 mm, y presenta un espesor del orden de 5 mm, teniendo la capa interna un espesor del orden de 1,5 mm, la capa intermedia del orden de 0,5 mm y la capa externa del orden de 3 mm.
Por supuesto, el tubo según la invención puede ser igualmente usado en otras aplicaciones o el fluido de transporte no es necesariamente aire.

Claims (9)

1. Tubo, en particular para un circuito de admisión de aire en un motor de un vehículo automóvil, tubo caracterizado por una estructura que comprende al menos:
-
una capa (10) interna formada a partir de un material polar constituido al menos en parte por un elastómero reticulable con aminas o con peróxido y elegido entre los copolímeros de etileno y ácido acrílico, entre los copolímeros de etileno y acetato de vinilo o entre los polímeros de acrilato,
-
una capa (16) externa que presenta flexibilidad formada a partir de un material apolar reticulable con peróxido, y
-
una capa (12) intermedia para facilitar la adhesión entre las capas (10, 16) interna y externa, que está constituida a partir de una mezcla de materiales reticulables con peróxido.
2. Tubo según la reivindicación 1, caracterizado porque la capa (12) intermedia comprende una mezcla de EPDM y de un copolímero de etileno y de ácido acrílico, tal como el VAMAC® D.
3. Tubo según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque la capa (10) interna está realizada de un copolímero de etileno y de ácido acrílico que es reticulable con aminas, tal como el VAMAC® G.
4. Tubo según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque la capa (10) interna está realizada de un copolímero de etileno y de acetato de vinilo o EVA que es reticulable con peróxido.
5. Tubo según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque la capa (10) interna está realizada a partir de un polímero de acrilato denominado ACM que es reticulable con aminas.
6. Tubo según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la capa (16) externa está realizada de EPDM.
7. Tubo según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque está intercalado un tejido (14) entre las capa (12) intermedia y la capa (16) externa.
8. Tubo según la reivindicación 7, caracterizado porque el tejido (14) es de aramida.
9. Tubo según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el tubo tiene un espesor del orden de 5 mm, teniendo la capa (10) interna un espesor del orden de 1,5 mm, la capa (12) intermedia del orden de 0,5 mm y la capa (16) externa del orden de 3 mm.
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