Presión en el depósito de combustible y control de los vapores de gasolina

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La gasolina y el gasóleo en el automóvil se almacenan en sus respectivos depósitos, y desde estos se envía a los inyectores por la presión de la bomba habiendo antes pasado por los filtros para que no lleguen impurezas que puedan afectar a los elementos más sensibles.

El combustible está en el depósito a diferentes niveles entre lleno y vacío, además por las inercias de la marcha está sometido a desplazamientos que pueden afectar a la alimentación de sistema de inyección y generar presión.

Se añade que la gasolina es bastante volátil y los vapores de gasolina son contaminantes tóxicos, lo que no pasa con el gasóleo.

Para mantener la presión en el interior de sus respectivos depósitos, y que en el de gasolina no se emitan al exterior los vapores nocivos, hay diversos sistemas, de los que vamos a ver didácticamente algunos.

Control de los vapores de gasolina ¿y gasóleo? en automóviles

Los desplazamientos en el interior de los depósitos por la marcha, más el progresivo descenso de nivel según se va circulando, a lo que se suma el rápido llenado al repostar suponen alteraciones en la presión dentro del depósito que se han de controlar.

Motor de gasolina

Este combustible es muy volátil y se vaporiza fácilmente, por lo que, además de controlar la presión en el depósito se ha de evitar la salida de los vapores de gasolina al exterior por su alta contaminación tóxica.

Hay dos sistemas para hacer estas funciones.

Canister (funcionamiento didáctico):

Es un depósito con carbón activo en su interior en forma de bolas
Su función es absorber los vapores de gasolina en su superficie temporalmente
Por un lado recibe la presión del interior del depósito con vapores de gasolina que se almacena en el carbón activo
Por otro conducto comunica con el colector de admisión a través de una electroválvula controlada por el calculador electrónico
Un tercer conducto lleva al exterior y es controlado por una válvula de presión

En la imagen de la izquierda:

- Está la electroválvula de paso de vapores de gasolina al colector de admisión cerrada
- La presión en el interior del canister hace que se abra la válvula mecánica de salida al exterior
- Como los vapores de gasolina están absorbidos en las bolas de carbón activo sale al exterior la presión sin los nocivos vapores de gasolina

La imagen de la derecha:

- Representa la situación en la que al acelerar el calculador electrónico abre la electroválvula que comunica el canister con el colector de admisión
- Recibe el colector de admisión los vapores de gasolina que se desprenden de las bolas de carbón activo, quedando disponibles para abastecer más cuando haga falta
- Se ha representado la válvula mecánica de comunicación con el exterior cerrada, pero podría estar abierta o no existir, entonces tomaría el motor también aire exterior por este conducto que debería contar con un filtro de aire

Acumulador reversible de presión (funcionamiento didáctico):

Es un acumulador dividido en dos partes por un separador hermético
En la parte superior un muelle empuja al separador
En la inferior está la entrada de comunicación con el depósito

Imagen de la izquierda:

- Representa la situación en la que llega bastante presión de vapores de gasolina desde el depósito, lo que hace comprimir el muelle para aumentar el volumen

Imagen de la derecha:

- La presión de los vapores de gasolina en el depósito disminuye, por bajar el nivel u otra razón, y el muelle empuja al separador
- Parte de los vapores vuelven al depósito de gasolina

Motor diésel

El gasóleo no es volátil y no se evapora, por lo que sus efectos contaminantes en el depósito son escasos.

Pero si hay variaciones de presión en su interior, por lo que dispone de una válvula de control.

Comentamos a la vez las dos imágenes, el tapón del depósito tiene un paso interior que comunica con el exterior es la puesta en atmosfera
Bajo este hay una válvula de presión que puede estar cerrada, imagen superior, o abierta, imagen inferior, si la presión dentro del depósito es superior al tarado del muelle
Esta válvula también puede abrir cuando la presión en el depósito es inferior a la atmosférica para que ente aire y la compense
Al poder entrar aire al depósito también lo hace el agua que pueda contener
Esto sería muy nocivo para los elementos sensibles del sistema de inyección si llega con el gasóleo
En las dos imágenes se representa condensación de agua en el interior del depósito
El agua que pueda ir con el gasóleo se acumula en un decantador al efecto situado bajo el filtro de gasóleo, al pesar el agua más que este
En la imagen de la izquierda se ve el decantador lleno de agua, y en la de la derecha se ha quitado el tapón y se está vaciando de agua

Control para no emitir vapores de gasolina al exterior; canister

Vemos dos imágenes de un mismo automóvil de gasolina con seis cilindros en línea, inyección indirecta, encendido directo, calculador electrónico (inyección y encendido), colector de admisión con mariposa de gases, línea de escape, depósito de gasolina, canister y pedal del acelerador.

El tapón del depósito de gasolina es hermético
En la imagen superior los vapores de gasolina son absorbidos por el carbón activo en el canister y sale la presión al exterior
La electroválvula que comunica el canister con el colector de admisión está cerrada por el calculador electrónico
La imagen inferior representa a este automóvil acelerando, el calculador electrónico ha abierto la electroválvula y los vapores de gasolina se desprenden del carbón activo y van del canister al colector de admisión quemándose en las explosiones

Control para no emitir vapores de gasolina al exterior; acumulador reversible de presión

Vemos dos imágenes de un mismo automóvil de gasolina con motor de cilindros en línea en posición transversal, inyección directa, encendido directo, calculador electrónico (inyección y encendido), colector de admisión con mariposa de gases, línea de escape, depósito de gasolina, acumulador reversible de presión y pedal del acelerador.

El tapón del depósito de gasolina es hermético
En la imagen superior los vapores de gasolina son asumidos por el aumento de volumen en el acumulador al comprimirse su muelle
La imagen inferior representa a este automóvil con cualquier posición de acelerador, la presión de los vapores en el depósito es menor y recibe parte de los del acumulador empujados por su muelle debido a las variaciones de presión

El motor diésel no necesita control de vapores

Al no ser volátil no se vaporiza el gasóleo, pero se han de evitar variaciones de presión en el interior del depósito, pues es variable por las inercias y cambios de nivel, lo que implica contar con algo que la mantenga equilibrada.

Lo explicamos sobre dos coches en diferentes situaciones con estos detalles: motor longitudinal delantero de cuatro cilindros en línea, inyección directa con control electrónico independiente (“common rail”), calculador electrónico, colector de admisión, línea de escape, depósito de gasóleo, tapón con puesta en atmosfera, válvula de presión del depósito y filtro de gasóleo con decantador de agua.

En la imagen superior la presión en el interior del depósito es baja y no se abre la válvula de presión
En la imagen inferior ha aumentado la presión en el interior del depósito lo que hace que se abra la válvula saliendo esta presión al exterior
Si sucede lo contrario, más presión atmosférica que dentro del depósito, se abre también la válvula pasando aire con el agua que pueda contener
Si entra agua se acumula en el decantador debajo del filtro, y se ha de vaciar cuando esté lleno, como se ve en la imagen

Para asegurar el mejor funcionamiento de los motores de gasolina o gasóleo, los sistemas básicos que hemos comentado se pueden hacer más complejos para colaborar en reducir consumo y contaminación, contando con asistencia electrónica.