[發明專利]辛烷分離系統和操作方法

有效

• 申請號: 201410419601.6
• 申請日: 2014-08-22
• 公開（公告）號: CN104421014B
• 公開（公告）日: 2019-08-02
• 發明（設計）人: T·G·里昂
• 申請（專利權）人: 福特環球技術公司
• 主分類號: F02D19/06
• 分類號: F02D19/06;F02M37/00
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 趙蓉民

本發明涉及一種發動機方法，其包括向第一燃料箱輸送具有高于閾值的辛烷值水平的燃料和向第二燃料箱輸送具有低于閾值的辛烷值水平的燃料；監測第一燃料箱和第二燃料箱內的燃料的老化；響應于第一燃料箱的燃料的老化，向發動機輸送具有高于閾值的辛烷值水平的燃料；以及響應于第二燃料箱的燃料的老化，向發動機輸送具有低于閾值的辛烷值水平的燃料。

技術領域

本申請涉及辛烷分離系統和操作方法。

背景技術

在發動機燃燒中使用的汽油包含大量化合物，其通常包括數十或數百種烴類加乙醇。這些化合物中的每一種可以具有其化學成分和結構所固有的不同的能量密度和爆震性或“辛烷值”。

燃料的辛烷值使燃料易于自動點火。在可變壓力或溫度條件下，燃料的辛烷值可以按照其點火趨勢分類。辛烷值是用于量化燃料在沒有外部點火的情況下自動點火的條件的標準過程。具有較高辛烷值的化合物可以經受得住燃燒室內的較高溫度而不自動點火。通過增加進入燃燒室中的氣流，可以滿足高轉矩需求，因此在高轉矩操作期間，燃燒室可以具有高壓和高溫。如果燃燒室條件達到位于其中的空氣燃料混合物的自動點火條件，則預點火或發動機爆震可能發生。

具有高辛烷值的烴類化合物往往具有低能量密度。通常，一定量的高辛烷值燃料的燃燒將比相同量的低辛烷值燃料的燃燒產生更少的能量。因此，對于給定的能量需求，比低辛烷值燃料多的高辛烷值燃料被噴射到燃燒室中。因此，高辛烷值燃料組分的保護效益與來自非能量密集燃料的燃燒的燃料效率損失平衡。

已建議將汽油分離作為解決以上問題的手段。現有途徑已將乙醇從混合燃料混合物中移除以用于選擇性噴射。然而，乙醇僅僅是許多高辛烷值汽油組分中的一種。進一步地，該方法不允許可變辛烷分離閾值。

進一步的途徑已將外部填充燃料箱中的汽油分成分開儲存在高辛烷值燃料箱和低辛烷值燃料箱中的低辛烷值部分和高辛烷值部分。然而，許多車輛具有有限的可用空間，并且因此不能容納三個燃料箱和三個燃料泵配置。進一步地，該方法對車輛添加了附加重量，從而造成了燃料效率損失，并且該方法的成本也高。

發明內容

本發明人在此發現，通過按照辛烷值水平分離燃料，期望的辛烷分離閾值可以被設定為許多值，以實現精確的燃燒控制。進一步地，通過將燃料分成高辛烷值部分與低辛烷值部分并且將低辛烷值部分返回到外部填充燃料箱(或反之亦然)，可以實現燃料分離的優點而無需添加第三燃料泵和燃料箱，從而減小分離系統所占用的重量和空間，并且降低系統成本。燃料分離器可以具有較高的低辛烷值輸出或較高的高辛烷值輸出。因此，分離箱可以小于外部填充燃料箱，并且可以儲存具有對應于較低分離器輸出的辛烷值的燃料，以進一步最小化由分離系統占用的體積和系統重量，并且將外部填充燃料箱有效地轉換成高辛烷值燃料箱或低辛烷值燃料箱。

示例性實施例可以從外部填充燃料箱向分離器輸送燃料，在該分離器中，燃料可以被分成低辛烷值部分和高辛烷值部分。高辛烷值部分可以被輸送到高辛烷值存儲箱，并且低辛烷值部分可以返回到外部填充燃料箱。外部填充燃料箱內的辛烷值水平在整個燃料分離期間可以連續降低，并且因此可以連續監測辛烷值水平。如果外部填充燃料箱的燃料水平降到閾值以下，或外部填充燃料箱變空，或如果較小的高辛烷值燃料箱是滿的，則操作方法可以終止燃料分離。如果在外部填充燃料箱中的辛烷值水平降到閾值以下，則進一步的實施例可以終止分離。