Способ для двигателя (варианты)

Способ для двигателя (варианты)

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к способам для двигателя, включающим в себя этапы, на которых осуществляют подачу высокооктанового топлива в топливный бак для высокооктанового топлива и подачу низкооктанового топлива в топливный бак для низкооктанового топлива, и введение атмосферного воздуха в систему выпуска для вторичного введения воздуха в ответ на подачу низкооктанового топлива в двигатель.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Бензин, используемый при сгорании в двигателе, содержит в себе большое количество соединений, типично включающих в себя дюжины или сотни углеводородов плюс спирт. Каждое из этих соединений может иметь разные удельные энергоемкости и детонационные свойства или «октановое число», присущие их химическому составу и структуре.

Октановым числом топлива является легкость, с которой топливо самовоспламеняется. Октановое число топлива может классифицироваться его склонностью воспламеняться в переменных условиях давления или температуры. Оценка октановой характеристики (детонационной стойкости) является стандартной процедурой для количественной оценки условий, в которых топливо самовоспламеняется без внешнего воспламенения. Соединения с более высокими октановыми характеристиками могут выдерживать большую температуру в камере сгорания без самовоспламенения. Высокие требования крутящего момента могут удовлетворяться усиленным потоком воздуха в камеру сгорания, таким образом, камера сгорания может иметь высокие давление и температуру во время работы на высоком крутящем моменте. Если условия в камере достигают условий самовоспламенения топливно-воздушной смеси, расположенной в ней, может возникать преждевременное воспламенение или детонация в двигателе.

Углеводородные соединения, имеющие высокие октановые характеристики, часто имеют низкую удельную энергоемкость. Вообще, сгорание некоторого количества высокооктанового топлива будет вырабатывать меньшее количество энергии, чем сгорание такого же количества низкооктанового топлива. Таким образом, для заданного требования энергии, большее количество высокооктанового топлива впрыскивается в камеру сгорания, чем низкооктанового топлива. Таким образом, защитные эффекты высокооктановых соединений топлива уравновешиваются потерями эффективности использования топлива от сжигания топлива, которое не является энергоемким.

Разделение бензина было предложено для преодоления вышеприведенных проблем. Предшествующие подходы извлекали этиловый спирт из смесей этилированного топлива для избирательного впрыска. Этиловый спирт, однако, является только одним из многих высокооктановых компонентов бензина. Кроме того, этот способ не предусматривает переменное пороговое значение разделения по октановому числу.

Дальнейшие подходы разделяли бензин наполняемого снаружи топливного бака на низкооктановую часть и высокооктановую часть, накапливаемые отдельно в топливном баке для высокооктанового топлива и топливном баке для низкооктанового топлива. Многие транспортные средства имеют ограниченное имеющееся в распоряжении пространство, а потому, не могут вмещать конфигурацию трех топливных баков и трех топливных насосов. Кроме того, этот способ добавляет дополнительный вес транспортному средству, внося вклад в потери эффективности использования топлива, и способ, к тому же, обладает высокой стоимостью.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Авторы в материалах настоящего описания обнаружили, что, посредством разделения топлива по октановому числу, требуемое пороговое значение разделения по октановому числу может устанавливаться в качестве некоторого количества значений для достижения точного управления сгоранием. Кроме того, посредством разделения топлива на высокооктановую часть и низкооктановую часть и возврата низкооктановой части в наполняемый снаружи топливный бак (или наоборот), преимущества разделения топлива могут достигаться без добавления третьих топливных насоса и бака, уменьшая как вес, так и пространство, занимаемое системой разделения, и уменьшая стоимость системы. Топливный сепаратор может иметь более высокий выпуск низкооктанового топлива или более высокий выпуск высокооктанового топлива. Таким образом, разделительный бак может быть меньшим, чем наполняемый снаружи топливный бак, и может хранить топливо с октановым числом, соответствующим более низкому выпуску сепаратора, чтобы дополнительно минимизировать объем, занимаемый системой разделения, и вес системы, и эффективно преобразовывать наполняемый снаружи топливный бак в топливный бак для высокооктанового топлива или топливный бак для низкооктанового топлива.

В одном из аспектов предложен способ для двигателя, включающий в себя этапы, на которых:

подают высокооктановое топливо в топливный бак для высокооктанового топлива и подают низкооктановое топливо в топливный бак для низкооктанового топлива;

вводят атмосферный воздух в систему выпуска для вторичного введения воздуха в ответ на подачу низкооктанового топлива в двигатель.

В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этап, на котором разделяют топливо из наполняемого снаружи топливного бака на высокооктановое топливо и низкооктановое топливо в топливном сепараторе.

В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этап, на котором возвращают низкооктановое топливо в наполняемый снаружи топливный бак, чтобы наполняемый снаружи топливный бак становился топливным баком для низкооктанового топлива.

В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этап, на котором возвращают высокооктановое топливо в наполняемый снаружи топливный бак, чтобы наполняемый снаружи топливный бак становился топливным баком для высокооктанового топлива.

В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этапы, на которых увеличивают количество высокооктанового топлива, подаваемого в двигатель, и уменьшают количество низкооктанового топлива, подаваемого в двигатель, в ответ на температуру двигателя выше порогового значения, нагрузку двигателя выше порогового значения, скорость вращения двигателя ниже порогового значения, указание вибрации двигателя, указание детонации в двигателе, требование крутящего момента двигателя выше порогового значения, требование мощности двигателя выше порогового значения, давление во впускном коллекторе выше порогового значения или некоторую их комбинацию.

В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этапы, на которых уменьшают количество высокооктанового топлива, подаваемого в двигатель, и увеличивают количество низкооктанового топлива, подаваемого в двигатель, в ответ на температуру двигателя ниже порогового значения, нагрузку двигателя ниже порогового значения, скорость вращения двигателя выше порогового значения, прекращение вибрации двигателя, прекращение детонации в двигателе, требование крутящего момента двигателя ниже порогового значения, требование мощности двигателя ниже порогового значения, давление во впускном коллекторе ниже порогового значения или некоторую их комбинацию.

В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этапы, на которых независимо подают топливо из топливного бака для высокооктанового топлива и топливного бака для низкооктанового топлива в двигатель.

В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этапы, на которых впрыскивают высокооктановое топливо непосредственно в один или более цилиндров двигателя и впрыскивают во впускной канал низкооктановое топливо в одно или более воздушных впускных отверстий.

В одном из вариантов предложен способ, в котором введение атмосферного воздуха в систему выпуска включает в себя этап, на котором накачивают воздух в выпускной коллектор.

В одном из дополнительных аспектов предложен способ для двигателя, включающий в себя этапы, на которых:

подают высокооктановое топливо в топливный бак для высокооктанового топлива и подают низкооктановое топливо в топливный бак для низкооктанового топлива;

впрыскивают высокооктановое топливо с использованием первой процедуры или низкооктановое топливо с использованием второй процедуры в ответ на первое состояние и вторичное введение; и

впрыскивают низкооктановое топливо с использованием первой процедуры или высокооктановое топливо с использованием второй процедуры в ответ на второе состояние и вторичное введение.

В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этап, на котором накачивают атмосферный воздух из воздухозаборника в систему выпуска при вторичном введении воздуха.

В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этап, на котором осуществляют сгорание некоторого количества несгоревших углеводородов в выхлопных газах, вслед за вторичным введением воздуха.

В одном из вариантов предложен способ, в котором в первом состоянии высокооктановое топливо является более требуемым для сгорания при вторичном введении воздуха, чем низкооктановое топливо; а во втором состоянии низкооктановое топливо является более требуемым для сгорания при вторичном введении воздуха.

В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этапы, на которых определяют, требуется ли высокооктановое топливо или требуется ли низкооктановое топливо в ответ на молекулярный вес, испаряемость, упругость, коэффициент преломления, емкость паров, плотность, октановое число или некоторую их комбинацию у высокооктанового топлива и низкооктанового топлива.

В одном из вариантов предложен способ, в котором первую процедуру осуществляют в первом состоянии в ответ на условия работы, являющиеся неустойчивыми с высокооктановым топливом, или отсутствие в распоряжении высокооктанового топлива; а вторую процедуру осуществляют во втором состоянии в ответ на условия работы, являющиеся неустойчивыми с низкооктановым топливом, или отсутствие в распоряжении низкооктанового топлива.

В одном из вариантов предложен способ, в котором вторая процедура включает в себя этап, на котором увеличивают величину запаздывания искрового зажигания или понижают топливно-воздушное соотношение (AFR) в ответ на подачу топлива для реализации второй процедуры.

В одном из еще дополнительных аспектов предложен способ для двигателя, включающий в себя этапы, на которых:

вводят атмосферный воздух в выпускной коллектор;

уменьшают запаздывание искрового зажигания в ответ на подачу высокооктанового топлива в двигатель и увеличивают запаздывание искрового зажигания в ответ на подачу низкооктанового топлива в двигатель в первом состоянии; и

уменьшают запаздывание искрового зажигания в ответ на подачу низкооктанового топлива в двигатель и увеличивают запаздывание искрового зажигания в ответ на подачу высокооктанового топлива в двигатель во втором состоянии.

В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этапы, на которых разделяют топливо в наполняемом снаружи топливном баке на высокооктановое топливо и низкооктановое топливо в топливном сепараторе и определяют первое состояние или второе состояние в ответ на высокооктановое топливо или низкооктановое топливо, являющееся более требуемым для сгорания при вторичном введении воздуха.

В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этап, на котором определяют первое состояние или второе состояние в ответ на измерение или логический вывод октанового числа, упругости, емкости, коэффициента преломления паров или плотности высокооктанового топлива и низкооктанового топлива.

В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этапы, на которых подают высокооктановое топливо из топливного сепаратора во вспомогательный топливный бак и возвращают низкооктановое топливо из топливного сепаратора в наполняемый снаружи топливный бак; или подают низкооктановое топливо из топливного сепаратора во вспомогательный топливный бак и возвращают высокооктановое топливо из топливного сепаратора в наполняемый снаружи топливный бак.

Примерный вариант осуществления может подавать топливо из наполняемого снаружи топливного бака в сепаратор, где оно может разделяться на низкооктановую часть и высокооктановую часть. Высокооктановая часть может подаваться в бак-накопитель высокооктанового топлива, а низкооктановая часть может возвращаться в наполняемый снаружи топливный бак. Октановое число внутри наполняемого снаружи топливного бака может непрерывно понижаться на всем протяжении разделения топлива и, таким образом, октановое число может непрерывно контролироваться. Способ работы может завершать разделение топлива, если уровень топлива наполняемого снаружи топливного бака падает ниже порогового значения или пустеет, или если полон меньший топливный бак для высокооктанового топлива. Дополнительные варианты осуществления могут завершать разделение, если октановое число в наполняемом снаружи топливном баке падает ниже порогового значения.

Предшествующие подходы разделения топлива испытывают застойность топлива после продолжительной работы в ограниченном диапазоне скоростей вращения-нагрузок. Например, это может происходить в результате использования транспортного средства для буксировки тяжелого прицепа или работы на высокой мощности, гораздо чаще, чем на более низкой мощности, таким образом, низкооктановое топливо может использоваться реже, чем высокооктановое топливо. В качестве альтернативы, транспортное средство может работать почти исключительно на холостом ходу и незначительных нагрузках, таким образом, высокооктановое топливо может почти никогда не использоваться. Поэтому, топливо в недоиспользованном баке может становиться застоявшимся через некоторый период времени. Раскрытые варианты осуществления уменьшают или устраняют застойность топлива посредством независимого контроля условий, вносящих вклад в застойность топлива внутри отдельных баков. Если топливо определено застоявшимся, топливо из недоиспользованного бака может подаваться в двигатель для сгорания. Определение застойности топлива может требоваться для любой системы двигателя, которая независимо хранит и использует два вида топлива. Например, оно может требоваться для двухтопливного двигателя на бензине + CNG, для двигателя DI (непосредственного впрыска) на PFI + E85, для системы, которая использует встроенное выделение этилового спирта из бензин-этаноловой смеси, и т.д.

Раскрытая система особенно хорошо пригодна для систем, оборудованных вторичным введением воздуха для быстрой активации каталитического нейтрализатора и снижения выбросов. Выхлопные газы, обогащенные некоторым количеством низкооктанового топлива, могут быть легче воспламеняемыми, чем выхлопные газы, обогащенные высокооктановым топливом. Таким образом, когда требуется вторичное введение воздуха, низкооктановое топливо может использоваться для повышенной эффективности вторичного сгорания.

В примерном варианте осуществления, система может иметь топливный бак для высокооктанового топлива и топливный бак для низкооктанового топлива, и может быть выполнена со вторичным введением воздуха для сжигания выхлопных газов. Когда требуется вторичное введение воздуха, количество низкооктанового топлива, подаваемого в двигатель, может возрастать. Подобным образом, если высокое количество высокооктанового топлива используется для сгорания, может инициироваться вторичное введение воздуха. Подобное действие также может использоваться для повышения эффективности и уменьшения выбросов при холодном запуске двигателя.

Следует понимать, что раскрытие изобретения, приведенное выше, представлено для ознакомления с упрощенной формой подборки концепций, которые дополнительно описаны в подробном описании. Не предполагается идентифицировать ключевые или существенные признаки заявленного предмета изобретения, объем которого однозначно определен формулой изобретения, которая сопровождает подробное описание. Более того, заявленный предмет изобретения не ограничен вариантами осуществления, которые исключают какие-либо недостатки, отмеченные выше или в любой части этого описания.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг. 1 изображает примерный вариант осуществления двигателя внутреннего сгорания.

Фиг. 2 изображает примерный вариант осуществления топливной системы с тремя баками с топливным сепаратором.

Фиг. 3 изображает примерный вариант осуществления топливной системы с двумя баками с топливным сепаратором.

Фиг. 4 изображает дополнительный примерный вариант осуществления топливной системы с двумя баками с топливным сепаратором и вторичным введением воздуха.

Фиг. 5 - 12 изображают примерные способы работы для топливной системы с разделением топлива.

Фиг. 13 - 15 изображают примерные способы работы для топливной системы с разделением топлива и вторичным введением воздуха.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Бензин содержит в себе большое количество углеводородных соединений, используемых для сгорания. Соединения, такие как изооктан (C₈H₁₈), бутан (C₄H₁₀), 3-этилтолуол (C₉H₁₂) и метил-триэтиловый эфир усилителя октанового числа (C₅H₁₂O), обычно обнаруживаются в бензине, каждый имеет соответствующую октановую характеристику и удельную энергоемкость. Этиловый спирт (C₂H₆O) также обычно обнаруживается в этилированном бензине и имеет более высокую октановую характеристику и более низкую удельную энергоемкость, чем неэтилированный бензин.

Октановая характеристика и, аналогично, октановое число указывают ссылкой на условия, которые может выдерживать топливно-воздушная смесь без воспламенения. Высокооктановые виды топлива могут выдерживать более высокие давление и температуру в камере сгорания без самовоспламенения, чем низкооктановые виды топлива.

В нормальных условиях принудительного зажигания, сгорание инициируется в камере сгорания посредством искры, содержащей в себе топливно-воздушную смесь, на между 10 и 40 градусами угла поворота коленчатого вала раньше верхней мертвой точки. Это предоставляет возможность, чтобы процесс сгорания развивал пиковое давление в момент времени, предоставляющий возможностью для максимального отбора работы из расширяющихся газов. Фронт горения, берущий начало в месте искры, ускоряется внутри топливно-воздушной смеси, быстро повышая давление и температуру в пределах топливно-воздушной смеси. Давление затем падает, когда поршень опускается вниз, и энергия давления преобразуется в механическую работу, а в конечном счете, в крутящий момент двигателя.

Во время части цикла поршня с высоким давлением, давление и температура внутри цилиндра может превышать пороговое значение воспламенения топливно-воздушной смеси в камере. Это может вызывать детонацию внутри топливно-воздушного кармана за пределами фронта горения, называемую детонацию в двигателе. Детонация в двигателе может вызывать неприятный шум, а сильная или продолжительная детонация вызывает термомеханическое повреждение в отношении двигателя, а также потерю эффективности использования топлива. Предрасположенность двигателя к детонации может понижаться посредством снижения тепла сгорания или давления внутри цилиндров двигателя, однако, это ограничивает имеющийся в распоряжении крутящий момент. Преждевременное воспламенение происходит, когда температуру или давления внутри цилиндра двигателя побуждает топливно-воздушную смесь воспламеняться до применения зажигания.

Более высокооктановые виды топлива менее вероятно должны вызывать детонацию или преждевременное воспламенение в двигателе вследствие повышенного порога детонации. Таким образом, в условиях, благоприятных для детонации в двигателе, таких как высокая температура двигателя или высокое давление заряда воздуха, высокооктановые виды топлива могут требоваться для впрыска в цилиндры двигателя.

Удельная энергоемкость указывает ссылкой на количество энергии, которое топливо выделяет во время сгорания. Во время сгорания, тепловая энергия из топлива может преобразовываться в работу поршня. Топливо с более высокой удельной энергоемкостью может выбрасывать большее количество энергии на единицу массы или объема, чем топливо с более низкой удельной энергоемкостью. Таким образом, может расходоваться большее количество топлива с низкой удельной энергоемкостью, чем топлива с высокой удельной энергоемкостью, для данного выходного крутящего момента. Таким образом, топливо с низкой удельной энергоемкостью может вносить вклад в потери эффективности использования топлива и повышенные выбросы.

Вариант осуществления может оптимизировать преимущества, связанные с обоими типами топлива, посредством избирательного впрыска высокооктанового топлива во время режима работы, благоприятного для детонации в двигателе, и впрыска низкооктанового топлива для повышенной эффективности.

В варианте осуществления, бензин в наполняемом снаружи топливном баке может включать в себя смесь высокооктановых и низкооктановых соединений. Наполняемый снаружи топливный бак может указывать ссылкой на топливный бак, присоединенный к внешней стороне транспортного средства для прямой подачи топлива от пользователя посредством вставки заправочного пистолета в наливную горловину. Топливный сепаратор может быть присоединен по текучей среде к наполняемому снаружи топливному баку через топливный насос, расположенный внутри подающей топливо магистрали. Вариант осуществления топливного сепаратора может включать в себя удерживающий сосуд с мембраной, расположенной в нем, разделяющей удерживающий сосуд на высокооктановую часть и низкооктановую часть. Каждая часть может иметь соответствующий выпуск для топлива. Мембрана может предоставлять возможность избирательного проникновения некоторых компонентов, содержащихся в бензине. Каждая из двух сторон удерживающего сосуда может поддерживаться под соответствующими давлениями.

Сторона сосуда, присоединенная к наполняемому снаружи топливному баку, может поддерживаться под давлением, более высоким, чем ее противоположная сторона. Сторона высокого давления, принимающая топливо из наполняемого снаружи топливного бака, может соответствовать стороне низкооктанового топлива сепаратора. Более высокооктановые соединения могут проникать через мембрану на сторону низкого давления сепаратора в парообразной форме.

Давление внутри стороны высокого давления сепаратора может быть выше упругости паров высокооктановых компонентов бензина и ниже упругости паров низкооктановых компонентов бензина. Октановое число соединений бензина может быть пропорциональной упругости паров соединений. Другими словами, под давлением сепаратора, более высокооктановые соединения могут испаряться с большей скоростью, чем низкооктановые соединения, создавая большее количество высокооктанового топлива и большее количество низкооктанового топлива внутри сепаратора.

В варианте осуществления, пары топлива на стороне низкого давления мембраны могут собираться во вспомогательном удерживающем сосуде, где они могут конденсироваться в жидкое состояние. По причинам, изложенным выше, октановое число конденсированного пара может быть более высоким, чем октановое число топлива, оставшегося на стороне более высокого давления сепаратора, а также среднее октановое число бензина, оставшегося в наполняемом снаружи топливном баке.

Скорость, с которой испаряется бензин, может определяться давлением, под которым поддерживаются части высокого и низкого давления сепаратора. Она также может быть пропорциональна времени, которое бензин остается в сепараторе или интенсивности, с которой топливо циклически движется через сепаратор. Таким образом, в варианте осуществления, сторона высокого давления может быть под давлением, таким чтобы объем жидкости топлива, проникшего через мембрану, был большим, чем объем жидкости топлива, оставшегося на стороне высокого давления, или наоборот.

В варианте осуществления, высокооктановое топливо может накапливаться в топливном баке для высокооктанового топлива, а низкооктановое топливо может накапливаться в топливном баке для низкооктанового топлива. Каждый бак может быть присоединен к высокооктановой части топливного сепаратора и низкооктановой части топливного сепаратора, соответственно. Один или более топливных насосов могут быть функционально расположены между наполняемым снаружи топливным баком и топливным сепаратором, между топливным сепаратором и топливным баком для высокооктанового топлива, и между топливным сепаратором и топливным баком для низкооктанового топлива. Топливные насосы могут увеличивать скорость топлива между баками и сепаратором.

В альтернативных вариантах осуществления, высокооктановое отверстие топливного сепаратора или низкооктановое отверстие топливного сепаратора могут быть присоединены к впускному отверстию наполняемого снаружи топливного бака через обратную магистраль. В этом варианте осуществления, один из дополнительных разделительных баков и соответствующих насосов устраняется, уменьшая требуемое компоновочное пространство и вес транспортного средства по сравнению с вышеуказанным вариантом осуществления. Следовательно, вслед за событием дозаправки топливом, октановое число в наполняемом снаружи топливном баке становится все более и более высоким или низким, чтобы, через промежуток времени, наполняемый снаружи бак становился топливным баком для высокооктанового или низкооктанового топлива.

В варианте осуществления, топливный бак для высокооктанового топлива и топливный бак для низкооктанового топлива могут быть присоединены к двигателю раздельно. Топливный бак для высоко и низкооктанового топлива может иметь соответствующие топливные магистрали, присоединенные по текучей среде к некоторому количеству топливных форсунок. В варианте осуществления с двойным впрыском топлива, каждый цилиндр может иметь топливную форсунку для низкооктанового топлива и топливную форсунку для высокооктанового топлива, расположенные на периферии каждого цилиндра двигателя, для впрыска топлива непосредственно в камеру сгорания.

Кроме того дополнительном варианте осуществления, топливные магистрали могут объединяться выше по потоку от топливных форсунок. Клапан может присоединять топливную магистраль для высокооктанового топлива и топливную магистраль для низкооктанового топлива к объединенной топливной магистрали. Клапан может приводиться в действие для выбора октанового числа топлива, впрыскиваемого в двигатель через единый набор топливных форсунок.

Дополнительные варианты осуществления могут использовать впрыск во впускной канал. В системе впрыска во впускной канал, одна или более форсунок во впускном окне могут впрыскивать топливо во всасываемый воздух выше по потоку от цилиндра двигателя. Некоторые варианты осуществления могут иметь раздельные форсунки для высокооктанового и низкооктанового топлива, присоединенные по текучей среде к топливному баку для высокооктанового и низкооктанового топлива соответственно. Дополнительные варианты осуществления могут соединять топливные магистрали для высокооктанового и низкооктанового топлива выше по потоку от топливных форсунок впрыска во впускной канал.

Кроме того дополнительные варианты осуществления могут иметь форсунки как впрыска во впускной канал, так и непосредственного впрыска. В некоторых вариантах осуществления, форсунка впрыска во впускной канал и форсунка непосредственного впрыска обе могут быть присоединены по текучей среде к объединенной топливной магистрали, принимающей количества высокооктанового и низкооктанового топлива. Варианты осуществления могут включать в себя топливную форсунку впрыска во впускной канал высокооктанового топлива, топливную форсунку впрыска во впускной канал низкооктанового топлива, топливную форсунку непосредственного впрыска высокооктанового топлива, топливную форсунку непосредственного впрыска низкооктанового топлива или некоторую их комбинацию. Например, форсунка для высокооктанового топлива может быть присоединена к каждому цилиндру двигателя непосредственно для усиленного подавления детонации. Форсунка для низкооктанового топлива может быть форсункой впрыска во впускной канал для достижения улучшенного смешивания топлива и воздуха насосной работы на частичных нагрузках.

Подача топлива в форсунку через топливную магистраль и/или ввод в действие форсунки могут управляться системой управления в ответ на условия работы в вариантах осуществления. Эксплуатационные склонности водителя могут приводить к несоразмерному впрыску высокооктанового и низкооктанового топлива. Например, транспортное средство, регулярно эксплуатируемое на низких скоростях вращения двигателя и плавном разгоне, может редко смещать двигатель на более высокие нагрузки двигателя и, следовательно, может редко использовать высокооктановое топливо. По этой причине, высокооктановое топливо внутри топливного бака для высокооктанового топлива может не использоваться регулярно и может становиться застоявшимся. В еще одном примере, транспортное средство, регулярно работало на высоких нагрузках двигателя и высоких скоростях вращения двигателя, это может давать в результате более частый впрыск высокооктанового топлива в двигатель, чем низкооктанового топлива, и низкооктановое топливо может становиться застоявшимся.

Застойность топлива может указывать ссылкой на ряд условий топлива, которые могут происходить вследствие топлива, остающегося в топливном баке в течение продолжительного периода времени. Срок хранения топлива ограничен по ряду причин. Застойность может включать в себя застойность от испарения, застойность от окисления, застойность от конденсата и/или сезонную застойность. Например, в большей степени испаряющиеся компоненты топлива могут испаряться из топлива в воздух внутри контейнера для хранения топлива и захватываться системой для парообразующих выбросов. Это ведет к ухудшенному испарению и смешиванию топлива, которые могут давать в результате ухудшенные запуски двигателя и повышенные выбросы. Углеводороды внутри топлива также могут окисляться, если оставлены, чтобы находиться в топливном баке. Окисление уменьшает эффективность использования топлива и может побуждать бензин сгущаться. Загустевший бензин может забивать топливные фильтры и форсунки, приводя к повышенному ухудшению характеристик топлива и пониженным рабочим характеристикам. Суточные циклы также могут заставлять влажный воздух загрязнять топливную систему вследствие колебаний температуры, побуждающих конденсироваться влагу в воздухе, которая, в свою очередь может вызывать замерзание и разбавление топлива, а также ржавчину и коррозию внутри топливной системы.

В целях этого раскрытия, застойность топлива также может указывать ссылкой на топливо, имеющее ненадлежащий сезонный сорт. Федеральные нормы выбросов предписывают изменять формулу бензинового топлива, продаваемого на топливораздаточных колонках, чтобы уменьшать содержание токсичных и формирующих озон соединений в выбросах транспортных средств. Например, для снижения выбросов испаряющихся органических соединений (VOC), топливу, продаваемому в южных регионах (например, регионах, категоризированных под классом B ASTM), может требоваться иметь более низкую упругость паров по Рейду (RVP) по сравнению с топливом, продаваемом в северных регионах (например, регионах, категоризированных под классом C ASTM), во время летних месяцев. Более точно, различия в климате между двумя типами регионов могут требовать соответствующего различия испаряемости бензинового топлива, чтобы добиваться эффекта одинаковых выбросов.

Другие параметры топлива и присадки к топливу, которые оказывают влияние на выбросы транспортного средства, включают в себя упругость паров по Рейду (RVP) топлива, содержание кислорода, бензола и ароматических углеводородов в топливе, а также наличие серы, T90 (или E300), олефинов и T50 (или E200). Снижение токсичности выбросов испаряющихся органических соединений (VOC), технические условия по RVP и кислороду топлива были предписаны согласно EPA. Например, топливу, продаваемому во времена года высокого озона (или летом) (такие как с 1 июня по 15 сентября), требуется иметь RVP не более чем 7,2 фунтов на квадратный дюйм в южных регионах (то есть, область 1 регулирования VOC или класс B ASTM в течение лета) и 8,1 фунтов на квадратный дюйм в северных регионах (то есть, область 2 регулирования VOC или класс C ASTM в течение лета). Различие климата между двумя регионами требует соответствующего различия испаряемости топлива (например, бензина), чтобы добиваться эффекта одинаковых выбросов. По существу, время года высокого озона выбрано находящимся с 1 июня по 15 сентября согласно EPA, так как наибольшее количество нарушений озона происходит в течение этого периода. Поскольку топливо с более высокой RVP испаряется легче, чем топливо с более низкой RVP, посредством предписания топлива с более низкой RVP в летний сезон, могут уменьшаться выбросы VOC топлива летних сортов, и могут снижаться нарушения озона.

Топливо, произведенное зимой, может иметь более высокие уровни бутана, чем топливо, произведенное летом, вследствие пониженных рабочих характеристик двигателя в холодных атмосферных условиях. Таким образом, топливо, произведенное летом, может понижать рабочие характеристики двигателя, если используется во время зимних температур. Это может быть наиболее очевидным при холодном запуске двигателя и может увеличивать время, которое требуется, чтобы двигатель достигал своей идеальной рабочей температуры, приводя к повышенным выбросам и пониженной эффективности. Поэтому, топливо, оставшееся в недоиспользованном топливном баке для низкооктанового топлива, может иметь ненадлежащий сезонный сорт и может вносить вклад в функциональные потери и повышенные выбросы.

В примерном варианте осуществления, выбросы могут понижаться посредством введения некоторого количества атмосферного воздуха в выпускной коллектор в относительно горячей части системы выпуска.

В варианте осуществления, использующем вторичное введение воздуха, топливно-воздушная смесь в цилиндрах намеренно обогащена, и атмосферный воздух нагнетается в систему выпуска двигателя. Кислород в воздухе может окислять или сжигать несгоревшие углеводороды, оставшиеся в выхлопных газах, таким образом, повышая температуру выхлопных газов для быстрой активации каталитического нейтрализатора наряду с понижением содержания углеводородов испускаемых выхлопных газов.

При высоких температурах выхлопных газов, вторичное введение воздуха может быть более эффективным. Поэтому, когда требуется вторичное введение воздуха, температура выхлопных газов может повышаться. Один из примерных способов повышения температуры включает в себя увеличение запаздывания искрового зажигания. Высокое запаздывание искрового зажигания предоставляет возможность, чтобы выхлопные газы выходили из камеры сгорания с повышенным падением температуры. Однако, меньшая работа может поглощаться расширяющимся газом в цикле поршня, давая в результате потери коэффициента полезного действия и рабочих характеристик двигателя. Другие варианты осуществления могут использовать повышенное обогащение для усиления окисления вторичным воздухом, однако, это может приводить к пониженной эффективности использования топлива и может оказывать неблагоприятное влияние на преимущества по выбросам, связанные с вторичным введением воздуха.

Некоторые углеводороды могут быть более легкими для окисления в рамках вторичного введения воздуха. Например, низкооктановые соединения могут быть в большей степени испаряющимися, чем