Sistemas de combustible
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Plásticos en los sistemas de combustible
Los tanques de combustible están diseñados para almacenar la cantidad requerida de combustible para hacer funcionar el vehículo. Aunque los distintos vehículos tienen depósitos de combustible de diferente volumen, el volumen medio del depósito suele rondar los 50 L. En general, para camiones ligeros y turismos, se montan en la parte trasera del chasis, mientras que para vehículos pesados. camiones y autobuses, están ubicados en el lado derecho o izquierdo del chasis. Un diseño de tanque de combustible deseado es uno que se pueda llenar fácilmente, tenga un sellado de buena calidad para evitar fugas y tenga suficiente ventilación para evitar la evaporación. El estándar de FMVSS 301 de la Administración Nacional de Seguridad del Tráfico en las Carreteras (NHTSA) tiene como objetivo disminuir el número de muertes y lesiones causadas por fugas de combustible después de choques de vehículos. Convencionalmente, se han utilizado chapas de acero para fabricar depósitos de combustible. Sin embargo, dicho uso se interrumpió debido a que los tanques de combustible de acero son propensos a la corrosión debido al contenido de azufre en el combustible, que daña el sistema de combustible. Una comparación de los tanques de combustible de acero y plástico realizada por la Agencia de Protección Ambiental de los EE. UU. (EPA) muestra que para las camionetas de pasajeros GMT 600 de 1996, los tanques de combustible de acero pesan en promedio, 32 libras, mientras que los tanques de combustible de plástico pesan 32 libras, lo que equivale a alrededor de Reducción de peso del 35%. Además, el estudio también muestra un menor consumo de combustible en el caso de uso de tanques de combustible de plástico en comparación con los de acero, ya que los primeros ofrecen mayor seguridad, mayor flexibilidad de diseño, menor costo y mayor resistencia a la corrosión en comparación con el combustible de acero. tanques. Los tanques de combustible de plástico se utilizaron por primera vez en el Volkswagen Passat en 1972 y, desde entonces, el interés por utilizar estos tanques en vehículos ha ido en aumento. Cuando se utilizaron inicialmente tanques de combustible de polietileno de alta densidad (HDPE), se observó que la fluoración reducía la permeación del combustible; La resistencia a la permeación se incrementó a lo largo de los años mediante la invención de un proceso de coextrusión-soplado. Empresas como BASF, Fina y Solvey producen HDPE con alto peso molecular, que también aumenta su tenacidad, para cumplir con las regulaciones europeas y estadounidenses para tanques de combustible. Los estudios también han demostrado que el HDPE es más ecológico que el acero durante el ciclo de vida del automóvil. En los sistemas de combustible de los vehículos, el tanque de combustible es el componente plástico más grande. Para los combustibles no polares, el polietileno de alta densidad (HDPE) es el material de elección más rentable. El alto peso molecular del HDPE con una arquitectura de cadena larga ramificada adecuada para una alta resistencia a la fusión permitió de introducir tanques de combustible de HDPE moldeados por soplado en el mercado hace más de una década. A medida que la formulación de la mezcla de combustible cambió en polaridad y evolucionaron las regulaciones de emisiones, también evolucionó la tecnología de tanques multicapa, con HDPE como capa primaria y una capa de copolímero de etileno alcohol vinílico (EVOH) para propiedades de barrera. A medida que se vislumbran regulaciones de emisiones aún más estrictas, se están fabricando tanques multicapa con juntas mejoradas y diseños de pellizco. Estos cambios también han incorporado cambios en la arquitectura molecular de la resina base HDPE. Algunos productores están respondiendo al desafío con soluciones de materiales a base de nailon (también conocidas como poliamida [PA], PA6, PA12, fluoroamidas, etc.). Las aplicaciones típicas de los plásticos a base de nailon también incluyen sujetadores para componentes interiores y exteriores, una serie de conectores, accesorios de sujeción y tapas de los extremos del radiador. Estas aplicaciones se basan en la ductilidad y la tenacidad del nailon 6,6 modificado contra impactos como mecanismo para conectar conjuntos o unir componentes. Los botes de vapor de combustible representan una aplicación automotriz relativamente nueva de nailon 6,6 moldeado modificado por impacto que está experimentando un rápido crecimiento. El material es una excelente opción para esta aplicación debido a su tenacidad y resistencia inherentes a los efectos combinados de la temperatura y el vapor de gasolina. La Ley de Aire Limpio de 1990 ordenó que, a partir del año modelo 1998, todos los automóviles nuevos debían tomar medidas para atrapar los vapores de hidrocarburos (HC) emitidos por el tanque de combustible o el proceso de reabastecimiento de combustible. En el mercado de nailon 6,6 modificado contra impactos presentan una gama de rendimiento mecánico y de impacto. El mercado está segmentado en tres categorías de desempeño:
1. Dureza superior
2. Dureza moderada
3. Dureza baja
La introducción de plásticos en aplicaciones de riel de combustible en América del Norte fue impulsada por la necesidad de incorporar combustibles alternativos. Ahora que se ha aceptado este uso de plásticos, los ingenieros han comenzado a considerar los plásticos para todo tipo de rieles de combustible para aprovechar los beneficios asociados en peso y costo. Ésta es una aplicación desafiante debido a la necesidad de equilibrar la inflamabilidad, la estabilidad dimensional y las propiedades mecánicas. Los fluidos que contienen metanol siguen siendo un desafío porque tienden a ablandar los plásticos y disminuir sus propiedades mecánicas. Así, el uso de plásticos en sistemas de combustible ha crecido en los últimos años. Si bien la aplicación más grande de los plásticos son los tanques de combustible, muchas otras aplicaciones actuales incluyen sujetadores, conectores, tapas de los extremos del radiador, botes de vapor de combustible y rieles de combustible.