專(zhuān)利名稱(chēng)：用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的多燃料系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及用于單獨(dú)或以預(yù)定混合物使用多種不同等級(jí)燃料使內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī) 運(yùn)行的系統(tǒng)，所述燃料諸如用于火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)的不同研究法辛烷值(RON)和用于壓縮點(diǎn) 火發(fā)動(dòng)機(jī)的不同十六烷值的燃料。
背景技術(shù)：
煉油廠和發(fā)動(dòng)機(jī)制造商都經(jīng)常面臨連續(xù)改進(jìn)其產(chǎn)品以滿(mǎn)足日益嚴(yán)格的政府效率 和排放要求以及消費(fèi)者對(duì)于增強(qiáng)性能的期望的挑戰(zhàn)。例如，在適合在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中使用的 燃料的生產(chǎn)中，石油生產(chǎn)商混合多種含有碳?xì)浠衔锏牧?，以生產(chǎn)將滿(mǎn)足政府燃燒排放規(guī) 程和發(fā)動(dòng)機(jī)制造商性能燃料標(biāo)準(zhǔn)、諸如研究法辛烷值(RON)的產(chǎn)品。類(lèi)似地，發(fā)動(dòng)機(jī)制造商 通常設(shè)計(jì)火花點(diǎn)火式內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。例如，發(fā)動(dòng)機(jī)制造商盡力最大可能程度地抑制自燃的現(xiàn) 象，當(dāng)具有不足以抗爆震的燃料在發(fā)動(dòng)機(jī)中燃燒時(shí)，該自燃現(xiàn)象通常產(chǎn)生爆震并且能導(dǎo)致 發(fā)動(dòng)機(jī)損壞。在通常的駕駛情形下，發(fā)動(dòng)機(jī)在取決于許多因素包括環(huán)境條件(空氣溫度、濕度 等)、車(chē)輛負(fù)載、速度、傳動(dòng)比、加速度等寬泛的狀態(tài)范圍下運(yùn)行。發(fā)動(dòng)機(jī)制造商和燃料混合 器必須設(shè)計(jì)在實(shí)際所有這些不同狀態(tài)下良好執(zhí)行的產(chǎn)品。這需要進(jìn)行折衷，因?yàn)榻?jīng)常在特 定速度/負(fù)載狀態(tài)下理想的燃料屬性或發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)在其他速度/負(fù)載狀態(tài)下對(duì)整體性能是 有害的。傳統(tǒng)上，車(chē)輛燃料以?xún)蓚€(gè)或三個(gè)等級(jí)進(jìn)行供應(yīng)，這些等級(jí)通常通過(guò)其研究法辛烷值 或RON進(jìn)行區(qū)別。通常，燃料等級(jí)的選擇基于發(fā)動(dòng)機(jī)說(shuō)明書(shū)。然而，一旦燃料是“車(chē)載的”， 則就變成了“一種燃料適應(yīng)所有情形”并且必須設(shè)計(jì)為適應(yīng)不同的速度、負(fù)載和其他驅(qū)動(dòng)狀 態(tài)。已作出了嘗試以克服僅提供單一等級(jí)的用于驅(qū)動(dòng)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料的限制。在這 些嘗試中，開(kāi)發(fā)了用于提供“車(chē)載”的多種不同RON值的燃料的系統(tǒng)，用于以可控方式利用 單獨(dú)一種燃料或燃料的混合物驅(qū)動(dòng)關(guān)聯(lián)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，以在廣泛的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)內(nèi)滿(mǎn)足發(fā) 動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)循環(huán)狀態(tài)。盡管這些現(xiàn)有系統(tǒng)確實(shí)提供了內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的增強(qiáng)的性能，但是對(duì)本 領(lǐng)域中的技術(shù)人員明顯的是這些系統(tǒng)需要進(jìn)一步改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供具有不同RON值的多種燃料的產(chǎn)生和消耗控制，以使內(nèi)燃發(fā) 動(dòng)機(jī)的運(yùn)行最優(yōu)化。本發(fā)明的另一目的是提供一種改進(jìn)型多RON燃料供應(yīng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括車(chē)載分離 (OBS)設(shè)備，該車(chē)載分離(OBS)設(shè)備用于將來(lái)自主油箱的中間研究法辛烷值(IRON)燃料分 成至少兩個(gè)等級(jí)，即一個(gè)是高研究法辛烷值(HRON)，另一個(gè)是低研究法辛烷值(LRON)，由 此對(duì)OBS產(chǎn)生這些燃料及這些燃料的消耗進(jìn)行控制，用于響應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)而輸送 到關(guān)聯(lián)的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。本發(fā)明的另一目的是提供一種用于驅(qū)動(dòng)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的多燃料輸送系統(tǒng)，其中通過(guò) 使用最佳RON映射單獨(dú)或以各種混合物控制這些燃料的消耗，該RON映射在發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)循 環(huán)狀態(tài)的范圍內(nèi)提供發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)諸如扭矩、速度、傳動(dòng)比、加速器和速率等對(duì)內(nèi)燃發(fā)動(dòng) 機(jī)所需的RON燃料的映射。此外，控制器編程為依照發(fā)動(dòng)機(jī)在任意給定時(shí)刻的燃料消耗來(lái) 改變來(lái)自O(shè)BS的LRON和HRON的產(chǎn)生。


參照附圖對(duì)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例進(jìn)行描述，在附圖中，相同的項(xiàng)目用相同的附圖 標(biāo)記標(biāo)識(shí)，其中圖1是用于本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的燃料管理系統(tǒng)的示意性簡(jiǎn)化框圖；圖2顯示了用于本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的繪制了扭矩對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)速度的最優(yōu)化研究法 辛烷值(RON)映射，用于顯示在理想情形下，對(duì)于扭矩值和發(fā)動(dòng)機(jī)速度的特定組合，用于提 供最大發(fā)動(dòng)機(jī)性能的燃料RON ；圖3顯示了用于本發(fā)明實(shí)施例的控制算法的流程圖；圖4A顯示了用于本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的燃料管理系統(tǒng)的示意性框圖；圖4B顯示了用于本發(fā)明的另一實(shí)施例的燃料管理系統(tǒng)的示意性框圖；圖4C顯示了用于本發(fā)明的另一實(shí)施例的燃料管理系統(tǒng)的示意性框圖；圖5顯示了用于本發(fā)明的另一實(shí)施例的算法的流程圖，其中通過(guò)單獨(dú)使用低研究 法辛烷值(LRON)燃料能滿(mǎn)足發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩和速度需求；圖6是用于本發(fā)明實(shí)施例的相對(duì)于燃料消耗和所使用的燃料，扭矩對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)速度 的曲線；圖7顯示了用于本發(fā)明的另一實(shí)施例的燃料管理系統(tǒng)的簡(jiǎn)化示意性框圖；圖8顯示了縱向橫剖視圖，該圖詳細(xì)示出了用于本發(fā)明實(shí)施例的雙向活塞收集器 的設(shè)計(jì)的各個(gè)方面；圖9顯示了用于本發(fā)明實(shí)施例的使用混合蒸發(fā)液體供給的隔膜分離過(guò)程的簡(jiǎn)化 示意性框圖；圖10A顯示了用于本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的用于分離芳香族和脂肪族化合物的聚合 物涂覆的無(wú)機(jī)隔膜的示圖；圖10B顯示了圖10A的聚合物涂覆的無(wú)機(jī)隔膜的前端的一部分的放大視圖。
具體實(shí)施例方式參照?qǐng)D1，顯示了用于本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的燃料管理系統(tǒng)的簡(jiǎn)化框圖。用于保持 中間等級(jí)的研究法辛烷值(RON)燃料的主油箱2包括在關(guān)聯(lián)的車(chē)輛中。在此示例中，該中間 RON燃料也被指定為IRON。可變比率泵24能操作用于將IRON燃料從主油箱2輸送到車(chē)載 分離(OBS)單元4。OBS單元4能操作用于將IRON燃料分成兩個(gè)等級(jí)，一個(gè)是高研究法辛 烷值(HRON)等級(jí)燃料，而另一個(gè)是低研究法辛烷值(LRON)燃料。HRON燃料從OBS單元輸 送到HRON燃料油箱8。OBS單元4能通過(guò)例如使用硅膠、蒸餾物、隔膜和涂覆陶瓷片體的分 離裝置來(lái)提供。將在下文對(duì)用于OBS單元4的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行更詳細(xì)地討論。在下文的討 論中，為了示例，OBS單元4使用提供HRON作為滲透物而LRON作為滲余物的隔膜分離器，如 將在下文中進(jìn)一步詳細(xì)描述的，與消耗控制相結(jié)合，基于所儲(chǔ)存的HRON燃料的可用性和用 于將具有LRON燃料的主油箱燃料的污染減到最小的機(jī)構(gòu)，本系統(tǒng)經(jīng)由IRON燃料向OBS單 元4的供給速度來(lái)同時(shí)實(shí)現(xiàn)HRON和LRON燃料的產(chǎn)生速度的控制。此控制在發(fā)動(dòng)機(jī)10的 各種操作循環(huán)上連續(xù)提供。諸如微處理器的控制器14編程為控制本系統(tǒng)的操作。液面?zhèn)鞲衅?設(shè)置在主油 箱2中，并通過(guò)控制器14進(jìn)行監(jiān)控。類(lèi)似地，液面?zhèn)鞲衅?設(shè)置在儲(chǔ)存HRON燃料的油箱8 中，而傳感器9通過(guò)控制器14監(jiān)控。此外，在此示例中，控制器14能操作用于控制壓差，諸 如用于在HRON油箱8完全充滿(mǎn)燃料時(shí)將HRON燃料從OBS單元4輸送到主油箱2的溢流閥 或泵16 ；用于將HRON燃料從OBS單元4輸送到HRON油箱8的泵6 ；用于將HRON燃料從油 箱8傳回到OBS單元以進(jìn)行再循環(huán)的泵18 ；用于將HRON燃料從油箱8輸送到發(fā)動(dòng)機(jī)10的 燃料噴射器系統(tǒng)12的泵或閥20 ；用于將LRON燃料從OBS單元4輸送到燃料噴射器系統(tǒng)12 的可變速率泵22 ；用于將IRON燃料輸送到OBS單元4的可變比率泵24 ；以及用于將過(guò)多的 LRON燃料從OBS單元4傳輸?shù)街饔拖?的泵26。應(yīng)當(dāng)注意的是，在特定的應(yīng)用中，通過(guò)使 用關(guān)聯(lián)燃料的重力或壓力梯度供給能代替諸如16、6、18、22和26的泵。在關(guān)聯(lián)車(chē)輛的運(yùn)行期間，根據(jù)任意時(shí)刻駕駛員的需求或發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)載狀況，來(lái)自 HRON油箱8和LRON流的燃料通過(guò)燃料噴射器系統(tǒng)12以給定比率輸送到發(fā)動(dòng)機(jī)10。注意 的是，燃料噴射器系統(tǒng)12可包括多個(gè)燃料噴射器。此外，在發(fā)動(dòng)機(jī)10的運(yùn)行期間的特定時(shí) 刻，來(lái)自主油箱2的IRON燃料能經(jīng)由泵26和可變速率泵22直接輸送到燃料噴射器系統(tǒng)12。 在此方面，泵26能是雙向泵或其他合適的機(jī)構(gòu)。典型地，輸送到燃料噴射器系統(tǒng)12的燃料 混合物可包括給定比率的HRON和LRON燃料或IRON和HRON燃料或IRON和LRON燃料。通 過(guò)將IRON燃料分成HRON和LRON燃料等級(jí)的使用，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)10對(duì)燃料的更加有效的利 用，并通過(guò)將較大量的HRON噴射到發(fā)動(dòng)機(jī)10中來(lái)提供短脈沖的高發(fā)動(dòng)機(jī)功率運(yùn)行。更具體 地，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)10在任意給定時(shí)刻的負(fù)載需求，以及根據(jù)此示例中的三種燃料中的每一種 的可用性，使發(fā)動(dòng)機(jī)10的有效運(yùn)行最大化可能在特定時(shí)間需要較大量的LRON燃料，在其他 時(shí)間需要較大量的HRON燃料，并且如果在任意給定時(shí)刻，滲余物流中的LRON燃料不足以滿(mǎn) 足發(fā)動(dòng)機(jī)的需求，或來(lái)自油箱8的HRON燃料不可利用，則通過(guò)使用來(lái)自主油箱2的IRON燃 料來(lái)彌補(bǔ)不足。此外，如果OBS單元4過(guò)多地產(chǎn)生HRON或LRON燃料，則該過(guò)多量的燃料返 回到主油箱2，如由短劃線或虛線所示。注意的是，上文提及的泵和/或閥僅設(shè)置用于示例 的目的，并且可替代地，意欲包括任意其他的能提供包括重力在內(nèi)的關(guān)聯(lián)燃料輸送的機(jī)構(gòu)。用于建立發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩輸出對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)速度對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)所需的用于最佳或最有效運(yùn)行的RON燃料級(jí)別的對(duì)應(yīng)關(guān)系的最佳RON映射在圖2中顯示。此映射通過(guò)如下等式表示RONideal = f (扭矩、速度、傳動(dòng)比、加速器、速率)(1)為了發(fā)動(dòng)機(jī)10的理想或最佳運(yùn)行，應(yīng)設(shè)有由圖2的映射指定的燃料的比例。然 而，當(dāng)正?？衫玫腞ON燃料類(lèi)型中的一種不可利用時(shí)，控制器14編程為偏離該最佳RON 映射。注意的是，在此示例中，圖2的RON映射由“LOS Angeles 4”驅(qū)動(dòng)循環(huán)產(chǎn)生。此外， 在此示例中，IRON燃料能為9IRON，HRON燃料為103R0N，而LRON為88R0N。然而，本發(fā)明不 意欲限于這些RON燃料值。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，控制器14編程為使關(guān)聯(lián)車(chē)輛的駕駛員的需求與OBS單 元4的產(chǎn)生特征相匹配。能以三種不同的方式控制本系統(tǒng)，如下 通過(guò)使用可變泵24，OBS單元4的供給速度能例如從0. 5到1. 5克/秒改變。 以這種方式，對(duì)OBS單元4的產(chǎn)生速度進(jìn)行控制。注意的是，此供給速度變化的實(shí)現(xiàn)不意味 著局限于可變速率泵的使用，而是也可使用其他機(jī)構(gòu)。 通過(guò)再循環(huán)機(jī)構(gòu)，再循環(huán)到OBS單元4的HRON燃料的量能在特定界限內(nèi)改變。 例如，對(duì)于本系統(tǒng)，能對(duì)可變速率泵18進(jìn)行控制，用于將HRON再循環(huán)速度從0改變到0. 4 克/秒(g/s)，但此速度不意味著限制。 發(fā)動(dòng)機(jī)10能在任意時(shí)刻以任意比例及時(shí)地抽吸來(lái)自HRON油箱8的HRON燃料 和/或用于LRON燃料的流和/或來(lái)自主油箱2的IRON燃料。在此示例中，該比例在操作 泵/閥20、泵22和雙向泵26的控制器14的控制之下。在本發(fā)明的該優(yōu)選實(shí)施例中，如先前提及的，控制器14編程為經(jīng)由IRON燃料的供 給速度的控制來(lái)聯(lián)合控制OBS單元4的瞬時(shí)狀態(tài)和發(fā)動(dòng)機(jī)10的關(guān)于要混合的燃料以及以 何種比例混合的瞬時(shí)需求。此外注意的是，在圖1的系統(tǒng)中，如果如先前提及的，使用重力 供給或壓差來(lái)使HRON和/或LRON燃料返回到主油箱2，則能認(rèn)為泵16和26是可選的。此處示出的控制算法與所采用的分離的方法無(wú)關(guān)，該分離方法與所使用的OBS單 元4的類(lèi)型無(wú)關(guān)。如先前提及的，OBS單元4能通過(guò)用于實(shí)現(xiàn)預(yù)期燃料分離的蒸餾法或通 過(guò)隔膜法提供。此外本方法可適用于將IRON燃料分成兩個(gè)以上的RON燃料等級(jí)的OBS單 元4的修改例。本發(fā)明人認(rèn)識(shí)到所使用的控制算法必須能夠控制OBS單元4的產(chǎn)生速度，以匹配 駕駛員的需求，即發(fā)動(dòng)機(jī)10在任意給定時(shí)刻的負(fù)載。換句話說(shuō)，如果發(fā)動(dòng)機(jī)10由于駕駛員 的操作需求而要求特定類(lèi)型的更多的燃料，則控制器14必須具有以提高供給速度的方式 改變IRON燃料向OBS單元4的供給速度的能力。出于相同的原因，如果必要的話，則控制 器14必須具有降低供給速度的能力。此外，控制器14必須編程為提供與OBS單元4的當(dāng) 前產(chǎn)生相匹配的燃料混合物。例如，如果駕駛員需要相對(duì)大量的HRON燃料，并且HRON油箱 8是空的，那么控制器14必須操作以供給LRON燃料和/或來(lái)自主油箱2的IRON燃料來(lái)彌 補(bǔ)HRON燃料的不足。在該優(yōu)選實(shí)施例中，控制器14編程為能最大程度地使發(fā)動(dòng)機(jī)10的LRON消耗速度 盡可能接近地匹配OBS單元4的LRON產(chǎn)生速度。此控制必須將LRON燃料向主油箱2的返 回減到最小，因?yàn)榇藙?dòng)作往往使主油箱中的燃料的質(zhì)量下降。此外就使所產(chǎn)生的HRON燃料 質(zhì)量下降這一點(diǎn)而言，此匹配對(duì)于將例如隔膜滲透通量對(duì)供給速度的比率的任何增加減到 最小是理想的。
現(xiàn)在將對(duì)用于本發(fā)明該優(yōu)選實(shí)施例的控制算法的開(kāi)發(fā)進(jìn)行描述。該算法基于建立 一個(gè)或多個(gè)用于HRON油箱8中的HRON燃料的燃料液位的閾值。確定HRON油箱8應(yīng)具有 至少一個(gè)指定為HL的用于指示HRON較低的閾值燃料液位?？蛇x地，另一比HL更低的燃料 液位，閾值液位HLL表示HRON更低。假定控制器14能操作用于在任意給定時(shí)刻提高或降 低OBS單元4的IRON供給速度，并且根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)10的運(yùn)行需求，由OBS單元4產(chǎn)生的流動(dòng) 能單獨(dú)地或以任意必需的混合物供給到發(fā)動(dòng)機(jī)。此外假定控制器14具有足夠快速的操作， 用于以車(chē)輛駕駛員不可檢測(cè)出的無(wú)縫方式更改輸送到發(fā)動(dòng)機(jī)10的燃料混合物或燃料。本系統(tǒng)能操作用于在連續(xù)短測(cè)量時(shí)期上平衡LRON燃料的產(chǎn)生和消耗，以基本上 最小化、并優(yōu)選避免LRON燃料回到主油箱2的溢流。這通過(guò)使用如下方程式來(lái)控制IRON 燃料向OBS單元4的供給速度，以基本上總是確保LRON的產(chǎn)生緊密遵循短期LRON的消耗 來(lái)實(shí)現(xiàn)F = L+h (2)其中F是總的供給速度(來(lái)自油箱2的IRON加上來(lái)自油箱8的HRON再循環(huán)的新 鮮供給)，L是估計(jì)的平均LRON消耗速度，而h是HRON的總的產(chǎn)生速度，當(dāng)使用隔膜式OBS 單元4時(shí)，h是滲透通量。L能在發(fā)動(dòng)機(jī)10的燃料噴射器系統(tǒng)12處直接測(cè)量。然而，對(duì)于 目前的現(xiàn)有技術(shù)狀態(tài)，已觀察到此方程式或等式在瞬時(shí)上不能令人滿(mǎn)意。原因在于當(dāng)前可 用于在工程樣機(jī)中使用的OBS單元4具有緩慢的響應(yīng)時(shí)間，與通常在秒或幾分之一秒的數(shù) 量級(jí)的發(fā)動(dòng)機(jī)需求相比，在分鐘的數(shù)量級(jí)。要克服此現(xiàn)有問(wèn)題，必須例如通過(guò)使用指數(shù)平滑 或開(kāi)窗機(jī)制來(lái)將時(shí)間平均應(yīng)用于OBS單元4的供給速度設(shè)定。對(duì)于基于隔膜的分離單元， 隔膜能設(shè)計(jì)為使得滲透通量h在月乃至年的時(shí)間范圍上非常緩慢地變化。該通量變化能作 為近似值而“硬編碼”到控制器14中，從而能完全地作為單一可變、主要是LRON消耗的函 數(shù)對(duì)供給速度F進(jìn)行控制。可替代地，結(jié)合HRON消耗速度，通過(guò)使用油箱8中的HRON燃料 的液位的變化能對(duì)該通量進(jìn)行估計(jì)。在優(yōu)選實(shí)施例中，控制機(jī)構(gòu)進(jìn)一步編程為監(jiān)控主油箱 2中的IRON燃料的液面何時(shí)下降到預(yù)定的低位，諸如容量的10%到20%，以將IRON燃料 從主油箱2向OBS單元4的供給速度減小到最小值，同時(shí)通過(guò)將IRON燃料從主油箱2供給 到發(fā)動(dòng)機(jī)10來(lái)滿(mǎn)足發(fā)動(dòng)機(jī)10的HRON需求，以彌補(bǔ)在任意給定時(shí)刻HRON燃料的發(fā)動(dòng)機(jī)需 求的不足。通過(guò)使用此擴(kuò)充控制程序或機(jī)制，在IRON燃料最容易受到LRON燃料由于主油 箱2中的IRON燃料的低位而向主油箱2返回的影響而降級(jí)時(shí)，將主油箱2中的IRON燃料 的降級(jí)減到最小?，F(xiàn)在將對(duì)為了提供消耗控制而對(duì)控制器14的編程進(jìn)行描述。當(dāng)油箱8中的HRON燃 料的液位高于指定為HL的預(yù)定閾值液位時(shí)，所使用的燃料的實(shí)際RON值(如通過(guò)所使用的 LRON和HRON燃料的比例設(shè)定)與由圖2的最佳RON映射指定的相同，如由如下等式表示RONactual = RONideal (3)當(dāng)油箱8中的HRON燃料的液位降低到優(yōu)選控制策略要在發(fā)動(dòng)機(jī)10實(shí)際需要HRON 燃料時(shí)，使用LRON或IRON燃料的液位，以便將油箱8中的HRON燃料完全耗盡的可能性減 到最小時(shí)，必須進(jìn)行消耗控制。為了實(shí)現(xiàn)此控制，當(dāng)對(duì)火花點(diǎn)燃式內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)加燃料時(shí)，以 與駕駛員不一致的方式將適當(dāng)修改的RON映射與發(fā)動(dòng)機(jī)火花的延遲控制相結(jié)合。此外用于 該控制的基礎(chǔ)能通過(guò)附加的十六烷值參數(shù)和理想十六烷值映射設(shè)置用于壓燃點(diǎn)火式發(fā)動(dòng) 機(jī)(例如柴油機(jī)或HCCI)。除了使用理想十六烷值映射之外，實(shí)際控制能通過(guò)適當(dāng)?shù)膮?shù)，諸如閥正時(shí)、噴油正時(shí)、進(jìn)氣溫度或其組合來(lái)提供，以控制爆震。在任一情形中，當(dāng)油箱8中 的HRON燃料的液位下降到液位HL之下但高于閾值液位HLL時(shí)，這能通過(guò)針對(duì)圖2的最佳 RON映射采用修正因子來(lái)實(shí)現(xiàn)，如所示的，該修正因子應(yīng)用在如下等式中RONactual = α RONideal (4)α =g(扭矩、速度、傳動(dòng)比、加速器速率)(5)注意的是在此控制示例中，修正因子α能取決于多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)，包括傳動(dòng)比和 加速器速率，如上文所示，以便迅速地適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)10的RON需求。例如，當(dāng)優(yōu)選使用HRON 燃料時(shí)，如果在給定時(shí)刻，發(fā)動(dòng)機(jī)10處于高加速度模式中，則能將α設(shè)定為接近1。在其他 發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)下，能以較大的量利用必要程度的火花延遲或提前，諸如利用高速度/高 燃料消耗來(lái)代替LRON或IRON燃料。在后一種情形中，α小于1，這可導(dǎo)致燃料效率的暫時(shí) 降低。類(lèi)似地，在用于壓燃點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)(例如，柴油機(jī)或HCCI)的高加速度模式中，通過(guò)檢 查發(fā)動(dòng)機(jī)所需的十六烷值來(lái)執(zhí)行控制。如果最佳十六烷值不可用，則這能通過(guò)感測(cè)由于爆 震的噪音來(lái)推斷，由此如果該噪音過(guò)度，則能通過(guò)改變閥正時(shí)等來(lái)減小噪音。當(dāng)油箱8中的 HRON燃料的液位小于液位HLL時(shí)，優(yōu)選避免HRON燃料的進(jìn)一步使用，以便防止對(duì)各種發(fā)動(dòng) 機(jī)部件的損害，諸如泵磨損等。此時(shí)，控制器14編程為操作燃料系統(tǒng)，或者從滲余物系統(tǒng)提 供LRON燃料和/或從主油箱2提供IRON燃料。應(yīng)注意的是上文在等式(4)和(5)中描述 的控制算法能修改為能操作用于油箱8中的HRON燃料的兩個(gè)以上的預(yù)定液位。對(duì)于傳統(tǒng)的 柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，如下等式“(6)，，能用于與運(yùn)行狀態(tài)一起平衡十六烷值以減小柴油機(jī)顆粒物δ PM = C1 Δ CN+C2 Δ A_Ring+C3 Δ N-Ring (6)這里，δ PM :ΡΜ(顆粒物)相對(duì)于TF-ao的約分Δ 相對(duì)于TF-ao的差CN:十六烷值A(chǔ)-Ring 芳香環(huán)(wt% )N-Ring 環(huán)烷環(huán)(wt% )Ci 回歸系數(shù)(i = 1，2，3)C1 = 0. 0055C2 = 0. 017C3 = 0. 0065TF =TF-系列燃料如上所述的等式(4)和(5)的算法在圖3中的流程圖中示出。參照?qǐng)D3，控制器14 編程為進(jìn)入步驟300，用于開(kāi)始所示的子程序。在步驟301中，通過(guò)控制器14來(lái)監(jiān)控液面?zhèn)?感器9的輸出以判定指定為Hm的HRON燃料的液位(油箱8中的HRON燃料含量或液位) 是否小于Ha(HR0N燃料的較低液位界限)。如果答案為是，那么進(jìn)入步驟302，用于將α設(shè) 定為零?？商娲兀绻谂卸ú襟E301中，答案為否，那么進(jìn)入步驟303，步驟303是用于 判定Hlli是否小于凡(這里，凡是油箱8中的HRON燃料的低位，其高于HJ的判定步驟。如 果在步驟303中，答案為否，那么進(jìn)入步驟304，用于設(shè)定α = 1?？商娲?，如果在判定步 驟303中，答案為是，則進(jìn)入步驟305，用于將α設(shè)定為等于由扭矩、速度、傳動(dòng)比等的函數(shù) 確定的值，這里α將大于或等于零且小于或等于1。在執(zhí)行步驟302或305或304中的任 一個(gè)之后，進(jìn)入步驟306中，并對(duì)所示的等式進(jìn)行計(jì)算。在所示的等式中，α是如先前所提及的修正因子，Rlliteg是HRON噴射比，Raiopt是如從圖2的最佳RON映射中獲得的最佳HRON 噴射比，Qlli是HRON燃料消耗速度，Qt是所消耗的總?cè)剂希琑mteg是實(shí)際的HRON燃料噴射比， Qlo是LRON燃料消耗，Qt是總?cè)剂舷?，F(xiàn)是供給速度，其表示供給到OBS單元4的IRON和 再循環(huán)的HRON的和從。是LRON燃料消耗，而h是隔膜通量。在圖4A中，顯示了用于燃料管理系統(tǒng)的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，現(xiàn)在將對(duì)其操作進(jìn) 行描述。容納在主油箱2中的IRON燃料1通過(guò)過(guò)濾器7抽吸并通過(guò)泵Pl相對(duì)于壓力調(diào)節(jié) 器Rl和R2加壓。在此示例中，壓力調(diào)節(jié)器Rl設(shè)定為保持在R2之上IOOkpa的壓差。壓力 調(diào)節(jié)器R2設(shè)定為保持200kPag的壓力。因此，由泵Pl提供的壓力是大約300kPag。加壓的 IRON燃料1流量通過(guò)流量控制器FC-I流向OBS分離單元4。過(guò)量的加壓IRON燃料1通過(guò) 壓力調(diào)節(jié)器R2返回到主油箱2。來(lái)自O(shè)BS單元4的分離HRON燃料17和LRON燃料28指向發(fā)動(dòng)機(jī)燃料噴射器 DFI (直接燃料噴射系統(tǒng))和PFI (進(jìn)氣門(mén)燃料噴射系統(tǒng))或指向顯示為收集器74和HRON 油箱8的儲(chǔ)存容積。LRON燃料28指向收集器74。從收集器74移置的IRON燃料1通過(guò)第 二壓力調(diào)節(jié)器R2返回到主油箱2。在收集器74容積的界限處，過(guò)量的LRON燃料28與過(guò)量 的IRON燃料1 一起通過(guò)壓力調(diào)節(jié)器R2流入主油箱2中。如果對(duì)于LRON燃料28的需要超 過(guò)OBS單元4的產(chǎn)生速度，則通過(guò)收集器74來(lái)提供附加的LRON燃料28和/或IRON燃料 1。止回閥29防止向OBS單元4的回流。由OBS單元4產(chǎn)生的HRON燃料17通過(guò)噴射泵15或其他合適的裝置輸送到HRON 油箱8。HRON油箱8中的HRON燃料17在通過(guò)過(guò)濾器13之后通過(guò)泵P2加壓，而該壓力通過(guò) 壓力調(diào)節(jié)器R3控制。過(guò)量的加壓HRON燃料17通過(guò)R3返回到HRON油箱8。加壓HRON燃 料17提供到進(jìn)氣門(mén)燃料噴射器(PFI)和噴射泵15，而過(guò)量的燃料返回到HRON油箱8。溢 流管19設(shè)置為允許積聚在HRON油箱18中的過(guò)量HRON燃料17溢入主油箱2中。漂浮式 液面?zhèn)鞲衅鱈3提供HRON油箱8中的HRON燃料17的液位的連續(xù)測(cè)量。在圖4A的燃料管理系統(tǒng)中，收集器74是包括可移動(dòng)活塞72的活塞式的收集器。 圖4B的燃料管理系統(tǒng)基本與圖4A相同。然而，在圖4B的系統(tǒng)中，不使用活塞收集器74，而 使用收集器容積76，并且例如能通過(guò)管狀腔來(lái)提供該收集器容積76。如先前提及的，在該 優(yōu)選實(shí)施例中，使用活塞收集器74。當(dāng)成本是因素時(shí)，管狀設(shè)計(jì)是最優(yōu)選的。參照?qǐng)D4C，現(xiàn)在將對(duì)本發(fā)明另一實(shí)施例的具有被動(dòng)再循環(huán)的簡(jiǎn)化燃料管理系統(tǒng)進(jìn) 行描述。此實(shí)施例在基本不存在主油箱的IRON燃料1被過(guò)量LRON燃料28或HRON 17稀 釋的情況下實(shí)現(xiàn)對(duì)來(lái)自O(shè)BS單元4的燃料流的管理。容納在主油箱2中的IRON燃料1通過(guò) 過(guò)濾器7抽吸并通過(guò)泵Pl相對(duì)于壓力調(diào)節(jié)器Rl和R2加壓。壓力調(diào)節(jié)器Rl設(shè)定為通常保 持在R2之上25到IOOkpa的壓差。壓力調(diào)節(jié)器R2通常設(shè)定為保持200_600kPag的壓力。 由泵Pl提供的壓力通常是400kPag。加壓的IRON燃料1流量通過(guò)流量控制器FC-I流向 OBS分離單元4。過(guò)量的加壓IRON燃料1通過(guò)壓力調(diào)節(jié)器R2，通過(guò)將該流引向立管21并自 此引入過(guò)濾器罩77中而返回到泵Pl的進(jìn)口?？商娲?，過(guò)量的HRON燃料17的返回能直接連接到燃料吸管或立管21的第一進(jìn) 口 90，并自此直接連接到泵Pl的進(jìn)口或燃料供給口(未示出)。此外，可替代地，過(guò)量的 LRON燃料28的返回能經(jīng)由壓力調(diào)節(jié)器R2連接到燃料吸管或立管21的第二端口 92，并自 此直接連接到泵Pl的進(jìn)口或燃料供給口(未示出)。此外，注意的是，端口 92能經(jīng)由壓力調(diào)節(jié)器R2接收IRON燃料1。來(lái)自O(shè)BS單元4的分離HRON燃料17和LRON燃料28分別指向發(fā)動(dòng)機(jī)燃料噴射器 PFI,DFI或指向由收集器容積76和HRON油箱8提供的儲(chǔ)存容積，該收集器容積76適當(dāng)定 尺寸為將兩種燃料的混合減到最小，如所示那樣。LRON燃料28根據(jù)需求提供到直接燃料噴 射系統(tǒng)DFI。過(guò)量的LRON燃料28引入由收集器76提供的儲(chǔ)存容積中。從收集器76移置 的IRON燃料1通過(guò)壓力調(diào)節(jié)器R2，通過(guò)將該流引向立管21和過(guò)濾器罩36而返回到泵Pl 的進(jìn)口。在收集器76的容積的界限處，過(guò)量的LRON燃料28與過(guò)量的IRON燃料1 一起通 過(guò)壓力調(diào)節(jié)器R2流入立管21中。如果對(duì)于LRON燃料28的需要超過(guò)OBS單元4的產(chǎn)生速 度，則通過(guò)收集器76的容積來(lái)提供附加的LRON燃料28和/或IRON燃料1。止回閥29防 止向OBS單元4的回流。由OBS單元4產(chǎn)生的HRON燃料17通過(guò)噴射泵15或其他合適的裝置輸送到HRON 油箱8。HRON油箱8中的HRON燃料17在通過(guò)過(guò)濾器13之后通過(guò)泵P2加壓，而該壓力通 過(guò)壓力調(diào)節(jié)器R3控制。過(guò)量的加壓HRON燃料17通過(guò)調(diào)節(jié)器R3返回到HRON油箱8。加壓 HRON燃料17提供到進(jìn)氣門(mén)燃料噴射器(PFI)和噴射泵15，而過(guò)量的燃料返回到HRON油箱 8。溢流管19設(shè)置為允許積聚在HRON油箱18中的過(guò)量HRON燃料17溢入主油箱2中。漂 浮式液面?zhèn)鞲衅鱈3提供HRON油箱8中的HRON燃料17的液位的連續(xù)測(cè)量。在圖8中，顯示了用于圖4A的本發(fā)明實(shí)施例的收集器74的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)的示例，但該 示例不意味著限制，因?yàn)槟苁褂闷渌占髟O(shè)計(jì)。收集器74由活塞72和圓柱外殼74組 成，該圓柱外殼77具有750cm3的標(biāo)稱(chēng)排代容積，如在實(shí)驗(yàn)性車(chē)輛測(cè)試中所使用那樣?；钊?72使用Teflon 密封環(huán)78，所述密封環(huán)78對(duì)移動(dòng)提供低阻力，使得活塞以最小的壓差，即 < IOkPa自由行進(jìn)。活塞72包括改進(jìn)型止回閥80、接頭套管SS_2_C2_1或等同物，該止回 閥80在行進(jìn)期間提供活塞72的密封，但打開(kāi)以分別允許IRON燃料1和LRON燃料28在由 圓柱面82和84限制的行程的相對(duì)端處的流動(dòng)。對(duì)于與止回閥80的正常打開(kāi)功能關(guān)聯(lián)的 方向上的流動(dòng)，止回閥80打開(kāi)，以當(dāng)活塞72的行進(jìn)被圓柱面84阻止時(shí)允許通過(guò)活塞72的 流動(dòng)，從而根據(jù)需要將IRON燃料1從主油箱2提供到DFI燃料噴射器。當(dāng)產(chǎn)生過(guò)量的LRON 燃料28時(shí)，活塞72在其通過(guò)止回閥80密封的情況下沿相反的方向行進(jìn)，直至到達(dá)相對(duì)的 圓柱面82。隨著活塞72接近圓柱面82，隨著活塞接近圓柱面82調(diào)節(jié)成打開(kāi)止回閥80的 銷(xiāo)86接合，以允許LRON燃料28抵抗調(diào)節(jié)器R2 (未示出，見(jiàn)圖4A)的背壓向主油箱2的流 動(dòng)。進(jìn)一步參照顯示用于控制器14的控制算法的操作的圖3的流程圖，注意的是，在 通過(guò)單獨(dú)使用LRON燃料就能滿(mǎn)足發(fā)動(dòng)機(jī)10的扭矩和速度需求的時(shí)間期間，那么能將α設(shè) 定為零，如圖5的改進(jìn)流程的步驟305 (B)中所示。更具體地，如圖5的流程圖中所示，與圖 3相比，在圖5中，圖3的步驟305已被步驟305 (A)和305 (B)代替。在步驟305 (A)中，作 出決定，以判定Tdemand(發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩、速度、傳動(dòng)比等)是否小于LRON W0T(僅使用LRON燃料 的發(fā)動(dòng)機(jī)10的最大扭矩)。如果答案為否，如在先前算法中那樣，進(jìn)入步驟304。否則，圖 5的算法的操作與先前針對(duì)圖3的算法所述的相同。圖6中顯示了發(fā)動(dòng)機(jī)10的扭矩與發(fā)動(dòng)機(jī)速度相對(duì)于燃料消耗的曲線。如所示的， 當(dāng)HRON燃料用于使發(fā)動(dòng)機(jī)10的扭矩輸出最大時(shí)，出現(xiàn)最大燃料消耗。此外，如所示的，當(dāng)僅使用LRON來(lái)使發(fā)動(dòng)機(jī)10的扭矩最大時(shí)，高燃料消耗出現(xiàn)在曲線的較高發(fā)動(dòng)機(jī)速度對(duì)扭矩 區(qū)域中，而如果發(fā)動(dòng)機(jī)速度和扭矩減小到如“C”所示的閾值之下，則實(shí)現(xiàn)較低的燃料消耗。 當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)速度和扭矩在如曲線中所示的閾值“D”以下時(shí)，實(shí)現(xiàn)最小的燃料消耗。在圖7中，圖1的燃料管理系統(tǒng)已擴(kuò)展為顯示用于將多個(gè)等級(jí)的RON燃料輸送到 發(fā)動(dòng)機(jī)的簡(jiǎn)化實(shí)用系統(tǒng)。圖1的控制器14未在圖7中示出，但認(rèn)為包括在其中，用于控制 本系統(tǒng)的各種機(jī)械和機(jī)電部件的操作。在此示例中，HRON油箱8合并成主油箱2的一部分， 如所示的。泵P2合并在HRON油箱8內(nèi)，如所示的。泵Pl合并在主油箱2內(nèi)。此外，由收 集器74提供的燃料儲(chǔ)存容積包括在主油箱2中，并且能操作在任意給定時(shí)刻保持由OBS單 元4產(chǎn)生但未被發(fā)動(dòng)機(jī)10消耗的LRON燃料的一部分。容納在收集器74的收集器容積內(nèi) 的任何LRON燃料可用于輸送到發(fā)動(dòng)機(jī)10。在一個(gè)實(shí)施例中，該收集器容積僅通過(guò)管來(lái)提 供，該管用作收集器74并且在此示例中具有IOOcc (立方厘米)的容積，該容積不意味著限 制。此外，在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，收集容積能通過(guò)雙向活塞收集器74來(lái)提供，分別如圖 4A和圖8中所示。雙向活塞收集器74在上文參照?qǐng)D8進(jìn)行了詳細(xì)描述。進(jìn)一步參照?qǐng)D7，流量控制器FC安裝在泵Pl與集成的熱交換器34之間的IRON燃 料路徑中。注意的是，IRON燃料流通過(guò)附圖標(biāo)記36指示，LRON通過(guò)附圖標(biāo)記38指示，而 HRON燃料通過(guò)附圖標(biāo)記40來(lái)指示。噴射器42接收加壓HRON燃料40，用于產(chǎn)生用于從OBS 單元4抽吸HRON滲透物或燃料40的真空。單向閥44包括在LRON流體路徑38中，用于防 止LRON燃料回流到集成熱交換器34。來(lái)自P2的通常溫暖溫度的HRON燃料40通過(guò)空氣翅 片冷卻管46，以保持HRON油箱8的溫度在環(huán)境溫度附近。包括熱管48，用于在IRON燃料 36引入OBS單元4中之前對(duì)它進(jìn)行預(yù)熱。在此示例中，發(fā)動(dòng)機(jī)10包括用于將LRON燃料38 噴射到發(fā)動(dòng)機(jī)10的關(guān)聯(lián)氣缸中的直接燃料噴射器DFI和用于將HRON燃料40噴射到發(fā)動(dòng) 機(jī)10的關(guān)聯(lián)氣缸中的進(jìn)氣門(mén)燃料噴射器PFI。發(fā)動(dòng)機(jī)10的廢氣通過(guò)催化轉(zhuǎn)化器54、熱管 熱交換器56和消聲器排氣管58，如所示的。一部分廢氣能用于加熱熱管48。此外，集成熱 交換器34允許通向OBS單元4的IRON燃料36分別與HRON和LRON燃料40、38之間的熱 交換，所述HRON和LRON燃料40、38從OBS單元4接收并在與自此通過(guò)的IRON燃料36的 流動(dòng)相反的方向上通過(guò)。注意的是，使用廢氣能加熱不意味著限制，因?yàn)槟苁褂闷渌訜釞C(jī) 構(gòu)。如先前說(shuō)明的，所產(chǎn)生的HRON燃料40儲(chǔ)存在HRON油箱8中。此外，注意的是，附圖標(biāo) 記41和47各指定管或?qū)Ч苓B接器。注意的是，圖7的燃料管理系統(tǒng)能通過(guò)適當(dāng)?shù)牧鲃?dòng)控制機(jī)構(gòu)使用，以保持燃料的 必要的運(yùn)行溫度，從而執(zhí)行預(yù)期的分離。例如，如果到OBS單元4的IRON燃料的測(cè)量溫度 超過(guò)預(yù)定的界限溫度，則將經(jīng)由流量控制器FC來(lái)改變IRON燃料36的速度以保持預(yù)期的溫度。在圖9中，顯示了圖7的本系統(tǒng)的部件的簡(jiǎn)化示意性框圖，該系統(tǒng)將隔膜分離裝置 用于OBS單元4，如在2006年7月14日提交的發(fā)明名稱(chēng)為“Improved Membrane Separation Process Using Mixed Vapor-Liquid Feed. ”的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng) No. 60/830，914 中講授的那 樣。該臨時(shí)申請(qǐng)的教導(dǎo)在其不與本發(fā)明相沖突的范圍內(nèi)通過(guò)引用合并于此。更具體地，對(duì) 于圖示的此實(shí)施例的OBS單元4，集成熱交換器34提供部分汽化的IRON燃料，以對(duì)于IRON 燃料供給保持雙供給狀態(tài)，該IRON燃料同時(shí)作為液體和蒸汽供給到OBS單元4。術(shù)語(yǔ)“部 分汽化”意味著具有充分的汽化作用來(lái)向隔膜提供最佳的蒸汽液體混合物。液體部分60接觸并潤(rùn)濕滲透蒸發(fā)隔膜62。IRON液體60具有優(yōu)選滲透物的增加含量(相對(duì)于IRON供給 36)，而蒸汽61相具有優(yōu)選滲余物的增加含量。在此示例中，優(yōu)選滲透物是HRON燃料，而優(yōu) 選滲余物是LRON燃料。滲透蒸發(fā)隔膜62是選擇性隔膜，其選擇為優(yōu)選使該優(yōu)選滲透物滲入。對(duì)于本申 請(qǐng)，例如能采用諸如在US5，670，052中描述的芳香族選擇性隔膜。此專(zhuān)利的教導(dǎo)在其不與 本發(fā)明相沖突的范圍內(nèi)通過(guò)引用合并于此。選擇性滲透蒸發(fā)隔膜62能包括物理多孔支撐 裝置(未示出)，諸如Gortex ，其能夠在所遭遇的溫度、壓力和其他狀態(tài)下為選擇性滲透蒸 發(fā)隔膜62提供物理支撐?？蛇x支撐能包括燒結(jié)金屬或陶瓷多孔介質(zhì)。優(yōu)選支撐裝置包括 非對(duì)稱(chēng)多孔介質(zhì)，諸如具有多微孔表面材料的多孔陶瓷管或片體，將針對(duì)本發(fā)明的用于OBS 單元4的另一實(shí)施例對(duì)其進(jìn)行描述。在用于圖示OBS單元4設(shè)計(jì)的優(yōu)選實(shí)施例中，支撐在多孔陶瓷支撐裝置上的交 聯(lián)聚酰亞胺-聚酯型隔膜聚合物提供隔膜62。此構(gòu)造在2006年8月8日提交的發(fā)明名 禾爾為 “Polymer-Coated Inorganic Membrane For Separating Aromatic And Aliphatic Compounds. ”的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)No. 60/836，319中講授。該臨時(shí)申請(qǐng)的教導(dǎo)在其不與本發(fā)明 相沖突的范圍內(nèi)通過(guò)引用合并于此。圖10A和圖10B示出了來(lái)自本申請(qǐng)的實(shí)施例，該實(shí)施 例被認(rèn)為是用于本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并且使用管狀無(wú)機(jī)陶瓷襯底。在圖10A中，用于OBS 單元4的管狀無(wú)機(jī)襯底31包括在此實(shí)施例中。多孔無(wú)機(jī)襯底31例如能包括涂覆氧化硅或 氧化鋁的莫來(lái)石或者碳化硅或者其他合適的片體結(jié)構(gòu)。如所示的，在此示例中，IRON燃料 36供給到多孔無(wú)機(jī)襯底31內(nèi)的多個(gè)通道33中。在優(yōu)選實(shí)施例中，通道33的表面能包括 孔隙度與襯底31的總孔隙度不同的多孔無(wú)機(jī)材料。最優(yōu)選，通道33的表面孔隙度小于或 大約等于關(guān)聯(lián)聚合物的總聚合物尺寸。如先前指示的，能使用交聯(lián)聚酰亞胺_聚酯型隔膜 聚合物。在圖10B，圖10A的分解區(qū)域35的圖示中，示出通道3包括內(nèi)表面區(qū)域33A，該區(qū) 域33A可通過(guò)對(duì)襯底31的通道33的內(nèi)表面膠固底漆以形成氧化硅面漆而形成。具有最佳 表面區(qū)域33A的通道33各自涂有關(guān)聯(lián)聚合物層37以形成所需的隔膜系統(tǒng)。如圖10A中所 示，在此實(shí)施例中，滲透物(HR0N燃料40)從隔膜系統(tǒng)徑向移走，而滲余物(LR0N燃料38) 軸向離開(kāi)?？偫ǖ卣f(shuō)，本發(fā)明提供對(duì)設(shè)有OBS單元4和HRON油箱8以及其他部件的車(chē)輛中的 燃料的產(chǎn)生和消耗的控制。本系統(tǒng)由供給的IRON燃料產(chǎn)生HRON和LRON燃料，并在給定時(shí) 刻根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)10的運(yùn)行狀態(tài)的需求將單個(gè)等級(jí)或混合等級(jí)的燃料供應(yīng)到發(fā)動(dòng)機(jī)10。該系 統(tǒng)適于根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)10的需求更改燃料的產(chǎn)生速度。與OBS單元4的隔膜通量相結(jié)合，通過(guò)將IRON燃料向OBS單元4的供給速度設(shè)定 為等于給定時(shí)刻的LRON燃料使用來(lái)控制該供給速度，從而提供對(duì)OBS單元4的產(chǎn)生速度控 制。通常，隔膜通量是估計(jì)的，而對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)在給定時(shí)刻使用的LRON燃料的量進(jìn)行連續(xù)測(cè)量。 通過(guò)在主油箱2中的IRON燃料的液位在預(yù)定閾值之下時(shí)將OBS單元4的供給速度降低到 最小值，該產(chǎn)生速度控制將主油箱2的降級(jí)減到最小。如上文進(jìn)一步說(shuō)明的，通過(guò)提供針對(duì)圖2中所示的最佳RON映射的修正因子，消耗 控制算法減少了在HRON燃料不足期間此燃料的消耗。在上文給出的示例中，作為α的修 正因子解決了當(dāng)出現(xiàn)燃料不足并且HRON油箱8中的液位處在預(yù)定閾值時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)的狀態(tài)。 在本系統(tǒng)與火花點(diǎn)火內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)一起使用的時(shí)候，關(guān)聯(lián)的控制系統(tǒng)可根據(jù)需要調(diào)節(jié)火花提前/延遲，用于確保合適的發(fā)動(dòng)機(jī)性能。此外，如上文指示的，當(dāng)油箱8中的HRON燃料的液 位下降到預(yù)定液位HLL之下時(shí)，控制器14能操作防止對(duì)各種系統(tǒng)部件，諸如泵的損害。此 外，如先前指示的，本系統(tǒng)能修改為與兩個(gè)以上或三個(gè)RON值的燃料一起實(shí)施，如先前描述 的。注意的是，IRON燃料也能指定為具有中間自燃溫度(IAT)燃料的一般等級(jí)燃料。 類(lèi)似地，HRON燃料能指定為低自燃溫度(LAT)燃料，其自燃溫度低于IAT燃料的自燃溫度。 最后，LRON燃料能指定為高自燃溫度(HAT)燃料，其自燃溫度高于IAT燃料的自燃溫度。此外，注意的是，圖2能修改為提供最佳自燃燃料映射以根據(jù)自燃溫度值來(lái)確定 燃料需求。最佳自燃溫度映射能由如下等式產(chǎn)生自燃溫度“⑷=f(扭矩，速度，傳動(dòng)比，加速器速率)(7)通過(guò)直接或間接測(cè)量通過(guò)OBS單元從這些燃料的每一種中產(chǎn)生的LAT燃料的品 質(zhì)，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行需求能與多種市場(chǎng)燃料相匹配。盡管此處已對(duì)本發(fā)明的各種特征進(jìn)行了顯示和描述，但是它們不意味著限制。本 領(lǐng)域中的技術(shù)人員可認(rèn)識(shí)到對(duì)這些實(shí)施例的某些修改，這些修改意欲被所附權(quán)利要求的精 神和范圍覆蓋。例如，在操作OBS單元4中，滲透速度能設(shè)定為超過(guò)正常的HRON需求，由此 該超出量通過(guò)溢流回到OBS單元4而被動(dòng)地再循環(huán)，如圖1中所示，導(dǎo)致所產(chǎn)生的HRON燃 料的RON值的增加。此外，通過(guò)直接或間接測(cè)量由OBS單元4產(chǎn)生的HRON燃料的品質(zhì)來(lái)使 發(fā)動(dòng)機(jī)需求能與多種市場(chǎng)燃料相匹配，本發(fā)明能得以擴(kuò)展。此外，應(yīng)注意的是，OBS單元4 不限于上文講授的實(shí)施例，并且能通過(guò)硅膠、蒸餾物、隔膜和涂覆陶瓷片體等中的任一個(gè)來(lái) 提供。此外，盡管上文主要在與選擇性地供給到內(nèi)燃火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)的多個(gè)不同等級(jí)汽油 相結(jié)合地對(duì)自燃性RON進(jìn)行控制的方面對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是本領(lǐng)域中的技術(shù)人員應(yīng) 認(rèn)識(shí)的是本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例同樣可適用于柴油機(jī)和其他內(nèi)燃?jí)嚎s點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)，在這些發(fā) 動(dòng)機(jī)中，燃料點(diǎn)火屬性以十六烷值而不是RON表示。例如，對(duì)于高壓燃點(diǎn)火(HCCI)發(fā)動(dòng)機(jī)， 發(fā)明人相信柴油機(jī)燃料的15到85十六烷值范圍將是可用的，由此在高發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載下，將使 用具有低十六烷值的燃料，而在低發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載下，將使用具有高十六烷值的燃料。然而，該 十六烷值的范圍不意味著限制，而是取決于所用的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的類(lèi)型。
權(quán)利要求
一種用于管理向車(chē)輛的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)輸送燃料的方法，該方法包括如下步驟以具有中間研究法辛烷值(IRON)的預(yù)定量的常規(guī)燃料填充所述車(chē)輛的主油箱；將IRON燃料從所述主油箱可控地輸送到所述車(chē)輛的車(chē)載分離(OBS)單元，所述OBS單元能操作用于將所述IRON燃料分成分別高于和低于所述IRON燃料的高研究法辛烷值(HRON)燃料和低研究法辛烷值(LRON)燃料；將HRON燃料從所述OBS單元輸送到所述車(chē)輛的HRON油箱；監(jiān)控所述發(fā)動(dòng)機(jī)在任意給定時(shí)刻的運(yùn)行需求；響應(yīng)于所述監(jiān)控步驟，將來(lái)自所述HRON油箱的HRON燃料、或來(lái)自所述OBS單元的LRON燃料、或HRON燃料和LRON燃料的混合物可控地和選擇性地輸送到所述發(fā)動(dòng)機(jī)；測(cè)量所述HRON油箱中的HRON燃料液位；當(dāng)所述HRON油箱中的燃料的液位在預(yù)定界限內(nèi)時(shí)，響應(yīng)于所述HRON液位測(cè)量步驟和所述監(jiān)控步驟，既控制由所述OBS單元對(duì)所述HRON和LRON燃料的產(chǎn)生又控制由所述發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)這些燃料的消耗；當(dāng)所述HRON油箱中的燃料的液位降低到預(yù)定的較低界限時(shí)，根據(jù)預(yù)定算法來(lái)控制HRON和LRON燃料的產(chǎn)生和消耗；并且當(dāng)所述HRON油箱中的燃料的液位超過(guò)預(yù)定的高界限時(shí)，將HRON燃料從所述HRON油箱再循環(huán)到所述OBS單元和所述主油箱中的任一個(gè)或兩個(gè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述再循環(huán)步驟還包括將燃料供應(yīng)泵安裝在所述主油箱中，所述泵具有用于接收燃料的進(jìn)口和用于將燃料輸 送到所述OBS單元的出口 ；將吸管安裝在所述主油箱中，所述吸管具有用于接收來(lái)自所述HRON油箱的過(guò)量HRON 燃料的第一端口 ；并且將過(guò)量HRON燃料從所述吸管輸送到所述燃料供應(yīng)泵的所述進(jìn)口。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述再循環(huán)步驟還包括將第二端口安裝在所述吸管中，所述第二端口用于接收來(lái)自所述OBS單元的過(guò)量LRON 燃料；并且將過(guò)量的LRON燃料從所述吸管輸送到所述燃料供應(yīng)泵的所述進(jìn)口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述監(jiān)控步驟包括如下步驟 檢測(cè)所述發(fā)動(dòng)機(jī)在任意給定時(shí)刻的扭矩與發(fā)動(dòng)機(jī)速度的比；并且由所檢測(cè)的扭矩和發(fā)動(dòng)機(jī)速度，使用最佳RON映射來(lái)確定RON燃料需求。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，還包括由如下等式產(chǎn)生所述最佳RON映射的步驟 RONideal = f (扭矩、速度、傳動(dòng)比、加速器速率)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中將IRON燃料從所述主油箱可控地輸送到所述OBS 單元的所述步驟包括經(jīng)由使用如下公式來(lái)使所述OBS單元產(chǎn)生的短期LRON燃料等于所述 發(fā)動(dòng)機(jī)消耗的短期LRON的步驟F = L+h其中F是總質(zhì)量供給速度(來(lái)自主油箱的IRON燃料加上從所述HRON油箱再循環(huán)的 HRON燃料)，L是估計(jì)的平均LRON燃料消耗速度，而h是HRON燃料的總的產(chǎn)生速度。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，還包括如下步驟響應(yīng)于指示所述HRON油箱中的HRON燃料的液位已下降到第一閾值液位HL之下但在 更低的液位HLL之上的所述液位測(cè)量步驟，將修正因子應(yīng)用于所述RON映射；還包括如下步 驟響應(yīng)于指示所述HRON油箱中的HRON燃料的液位已下降到HLL之下的所述液位測(cè)量步 驟，終止將HRON輸送到所述發(fā)動(dòng)機(jī)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料管理系統(tǒng)，還包括收集器裝置，所述收集器裝置連接在所述主油箱與所述OBS單元的LRON輸出口之間， 用于提供儲(chǔ)存空間或容積，用于儲(chǔ)存由所述OBS單元產(chǎn)生的過(guò)量LRON燃料，并且在沒(méi)有足 夠的LRON和/或HRON燃料可用于向所述發(fā)動(dòng)機(jī)輸送的情況下提供用于將燃料從所述主油 箱輸送到所述發(fā)動(dòng)機(jī)的流體路徑。
9.一種用于管理向車(chē)輛的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)輸送燃料的方法，該方法包括如下步驟 以具有中間自燃溫度(IAT)的預(yù)定量的常規(guī)燃料填充所述車(chē)輛的主油箱；將IAT燃料從所述主油箱可控地輸送到所述車(chē)輛的車(chē)載分離(OBS)單元，所述OBS單 元能操作用于將所述IAT燃料分成分別高于和低于所述IAT燃料的高自燃溫度(HAT)燃料 和低自燃溫度(LAT)燃料；將LAT燃料從所述OBS單元輸送到所述車(chē)輛的LAT油箱； 監(jiān)控所述發(fā)動(dòng)機(jī)在任意給定時(shí)刻的運(yùn)行需求；響應(yīng)于所述監(jiān)控步驟，將來(lái)自所述LAT油箱的LAT燃料、或來(lái)自所述OBS單元的HAT燃 料、或LAT燃料和HAT燃料的混合物可控地和選擇性地輸送到所述發(fā)動(dòng)機(jī)； 測(cè)量所述LAT油箱中的LAT燃料液位；當(dāng)所述LAT油箱中的燃料的液位在預(yù)定界限內(nèi)時(shí)，響應(yīng)于所述LAT液位測(cè)量步驟和所 述監(jiān)控步驟，既控制由所述OBS單元對(duì)所述LAT和HAT燃料的產(chǎn)生又控制由所述發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì) 這些燃料的消耗；并且當(dāng)所述LAT油箱中的燃料的液位不在預(yù)定界限內(nèi)時(shí)，根據(jù)預(yù)定算法來(lái)控制LAT和HAT 燃料的產(chǎn)生和消耗。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)由柴油式壓燃點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)成， 由此，所述方法還包括根據(jù)十六烷值來(lái)指定所述IAT、LAT和HAT燃料中的每一個(gè)的步驟。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述柴油發(fā)動(dòng)機(jī)是HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)，所述方法還包括 如下步驟選擇所述LAT燃料以具有15的十六烷值；并且 選擇所述HAT燃料以具有85的十六烷值。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中根據(jù)如下等式選擇所述十六烷值 δ PM = C1 Δ CN+C2 Δ A-Ring+C3 Δ N-Ring這里，δ PM :ΡΜ(顆粒物)相對(duì)于TF-ao的約分Δ :相對(duì)于TF-ao的差CN 十六烷值A(chǔ)-Ring 芳香環(huán)(wt % )N-Ring 環(huán)烷環(huán)(wt % )Ci 回歸系數(shù)(i = 1,2,3)C1 = 0. 0055C2 = 0. 017 C3 = 0. 0065 TF =TF-系列燃料
13.根據(jù)權(quán)利要求1或9所述的方法，其中所述OBS單元是聚合隔膜，所述聚合隔膜將 汽油分成較高和較低的辛烷流或?qū)⒉裼腿剂戏殖奢^高和較低的十六烷流。
全文摘要
一種安裝在車(chē)輛上的燃料管理系統(tǒng)能操作成單獨(dú)地將相對(duì)低、中間和高自燃溫度燃料或?qū)⑾鄬?duì)低、中間和高自燃溫度燃料等級(jí)的混合物供給到關(guān)聯(lián)的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。該系統(tǒng)包括車(chē)載分離單元(OBS單元)，該車(chē)載分離單元用于接收中間自燃溫度(IAT)燃料并將其分別分成低自燃溫度(LAT)燃料和高自燃溫度(HAT)燃料。由OBS單元產(chǎn)生LAT和HAT燃料的速度控制為基本上匹配發(fā)動(dòng)機(jī)在任意給定時(shí)刻對(duì)LAT和HAT燃料的消耗需求。
文檔編號(hào)F02D41/00GK101910591SQ200880123257
公開(kāi)日2010年12月8日 申請(qǐng)日期2008年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月27日
發(fā)明者克里希南·庫(kù)馬蘭, 蘭德?tīng)枴·帕特里奇, 巴斯卡爾·森古普塔, 沃爾特·韋斯曼 申請(qǐng)人:?？松梨谘芯抗こ坦?br>