2007-01-1235

Rischi di incendio nel serbatoio del carburante e nel filtro a carboni attivi durante la ricerca di perdite nel sistema EVAP

Ambito
La combinazione di sistemi di diagnostica di bordo e controllo delle emissioni evaporative (EVAP) ha portato a una crescente esigenza di identificare e riparare le perdite nei sistemi EVAP degli autoveicoli. Il normale metodo di individuazione delle perdite comporta lo spurgo del sistema con un liquido per fumo, normalmente aria o azoto con un aerosol di olio, cui segue la ricerca di indizi visivi della perdita. Il flusso di spurgo utilizzato per la distribuzione del fumo nell'impianto trasferisce quantità sostanziali di vapori di carburante dallo spazio destinato alla fase gassosa del serbatoio e può inoltre aumentare il livello di ossigeno nell'impianto di alimentazione. Se è presente una fonte di accensione, la formazione di miscele infiammabili sia all'interno che all'esterno degli impianti del veicolo può comportare il rischio di fiammate associate alle procedure di individuazione delle perdite. Le statistiche sugli incendi attualmente disponibili, come quelle della NFPA degli Stati Uniti, non sono sufficientemente dettagliate per attribuire gli incendi nelle officine di manutenzione a specifiche procedure di prova. Tuttavia, la preoccupazione in merito a segnalazioni di fiammate ha portato a uno studio della formazione di miscele infiammabili durante le prove dei sistemi EVAP. Questo articolo descrive una serie di studi sperimentali e di modellazione finalizzati a una migliore comprensione del comportamento dei vapori di carburante e dei rischi di incendio associati alle prove delle perdite dei sistemi EVAP.

La prima fase del progetto ha comportato la misurazione sperimentale e la modellazione CFD (Computational Fluid Dynamics, dinamica dei fluidi computazionale) della distribuzione della miscela di vapori di carburante e aria nello spazio destinato alla fase gassosa del serbatoio, con una portata imposta corrispondente a quella tipica delle apparecchiature di rilevamento delle perdite. Le concentrazioni iniziali di vapori di carburante, e quindi la quantità di vapore espulso durante lo spurgo iniziale, variano in forte misura a seconda della volatilità e della temperatura del carburante. Inoltre, le portate di spurgo prossime ai 10 litri/minuto possono produrre quantità sostanziali di miscela infiammabile nell'impianto di alimentazione. La quantità di vapore spurgato disponibile per la formazione di una fiammata esterna è massima per la benzina ad alta volatilità, mentre la quantità di miscela infiammabile formata all'interno dell'impianto di alimentazione tende ad essere massima per la benzina a bassa volatilità.

La seconda fase del progetto consisteva nell'esame del funzionamento del filtro a carboni attivi con le tipiche portate di rilevamento perdite imposte all'intero sistema EVAP. È stato determinato un modello base di funzionamento del filtro grazie alla misurazione della capacità di rendimento del butano e della benzina in condizioni di prova standard. Ulteriori prove sperimentali hanno esaminato le concentrazioni di vapori di carburante che lasciavano un filtro a carboni attivi precaricato con un flusso di spurgo imposto. I risultati delle prove hanno evidenziato tassi di emissione sostanziali di vapori di benzina ricchi durante le fasi iniziali delle prove e un lungo periodo di emissione di vapori infiammabili in caso di prove prolungate. Le prove di accensione hanno confermato l'infiammabilità e le caratteristiche delle fiamme della miscela in uscita dal filtro.

Nell'articolo vengono presentate procedure consigliate per limitare la formazione di miscele infiammabili durante la ricerca di perdite.

Data di pubblicazione: 16/04/2007
Autore: Kevin Frank - University of Alberta
David Checkel - University of Alberta

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