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均质混合气压燃HCCI寻求更高的燃烧效率newmaker均质混合气压燃（HCCI）发动机融合了柴油及火花点火发动机的一些燃烧策略，目的是要在获得柴油机高燃油效率的同时，还不会产生氮氧化合物及黑烟排放物。在柴油发动机中，当活塞在压缩冲程中处于缸顶时，燃油喷射出，燃烧开始，并受到燃油进入燃烧室速度的控制。相比较来说，在采用HCCI模式的汽油发动机中，燃油在压缩冲程开始前已经被喷射出并与空气混合。这种稀释的预混合油气充气在活塞压缩下会自动点火并燃烧。燃烧充气要么通过空气含量较高的稀混合气进行稀释，要么将油气与回收排气（EGR）进行混合稀释。HCCI通过压缩在多点位置同时点燃，因此与柴油机相比没有明显的火焰前锋，更像是“爆炸”一般。要让发动机能够承受住如此大的压力，到目前为止都逃不出这样的结果——HCCI发动机要比传统汽油发动机重。桑迪亚实验室研究人员John Dec正在查看一款用于光学发动机（用于HCCI研究）上的特制活塞。（图片由Randy Wong提供）HCCI开发的漫长旅程虽然HCCI发动机（有时称为可控自燃，CAI）在提高燃效性及降低排放方面有着巨大的潜力，而且近乎所有的汽车及发动机制造商都已经制造出HCCI原型并进行了大量的测试，但是将这项技术投入量产车辆中的道路走得既漫长又艰难。还有许多难题发动机研究人员依然没有克服，比如点燃时机的控制，如何避免未燃烧的碳氢化合物及一氧化碳排放物的产生，向高低负荷应用领域的拓展难度，以及通过快速负荷瞬态对燃烧稳定性的控制。即使如此，所有的迹象（包括研究人员发表的一些非正式观点）都表明真正可用的HCCI系统或许可以在6年内走进经销商的展厅。在AEI最近针对这项技术的采访邀请中，几乎所有的OEM厂商都对此表现出消极的态度，这也从侧面说明了问题。从另外一方面看，这也可能意味着更多的人认为可推向市场的HCCI技术依然需要十年甚至更长的时间才能出现。比如福特公司一位发言人就表示，福特在短期内并没有HCCI发动机的研发计划，虽然大家都知道这家汽车制造商会继续开展对该技术的研究。通用公司也拒绝对其在HCCI方面的研究工作拒绝发表任何观点，虽然在最近几年他们已经在HCCI运行范围拓展方面取得了实质性的进展。比如在2009年，通用展示了土星Aura和雪佛兰Malibu展示车发动机原型，证实了HCCI发动机可以在低转速范围内进行稳定的怠速运转。不过，该系统依然在高负荷运转下采用火花点火的方式。通用工程师采用了一种先进的多点喷射和多次点火（MIMI）策略，同时在再压缩过程中采用缸内燃油重整方式，起到桥梁的作用，使其达到HCCI工作负荷范围的要求。ACCESS项目研究人员利用AVL测试单元进行HCCI燃烧流程开发和参数化设置ACCESS与多模态发动机短期内，HCCI在一些汽油发动机样机中的应用基本采用多模态燃烧方式，从低到中等负荷时采用HCCI燃烧方式，在高负荷时采用火花点火燃烧方式。HCCI在高负荷下依然有很多局限性，比如燃烧声音大，燃烧不稳定等。不过，让这两种模式实现无缝结合还是比较棘手的。这种联合工作模式通常需要在火花点火模式下采用10:1~14:1的中等大小压缩比，同时为了实现HCCI运转还需要复杂的可变阀门正时系统。所以说目前这项先进发动机技术的发展现状依然不明确。但是从发动机制造商、国家实验室及大学机构在美国能源署赞助下针对竞争前HCCI概念和技术联手进行的研发项目中，我们可以寻觅出这种技术发展的蛛丝马迹。由博世公司牵头成立的“高级燃烧概念——促进系统及解决方案的开发（ACCESS）”联盟就是这些成本共享型研发项目的代表。该联盟为期四年，投入2400万美元，开发人员分别来自AVL、Emitec、密歇根大学（研发团队由HCCI资深专家Dennis Assanis带领）以及斯坦福大学。博世公司汽油系统全球技术管理部HakanYilmaz介绍道，ACCESS联盟下的三十五名研究人员到2015年要开发出一台高压缩比、涡轮增压直喷（DI）四缸发动机，相对3.6-L电控多点喷射V6发动机燃油经济性可以提高30%，在不牺牲性能的条件下还要达到未来排放的要求。一款基于通用Ecotec 2.0-L直喷涡轮增压平台的新一代高压缩比汽油发动机将用于多模式SI/HCCI燃烧项目的研究中。“我们已经根据设计做了一台全配置的发动机样机，并且已经在测功器上成功运行了三、四个月，”Yilmaz表示。“我们很快就会在密歇根大学开始运转第二台同样的发动机。”通用公司提供的HCCI（右）及传统火花点火燃烧的图示说明。通用公司提供的HCCI（右）及传统火花点火燃烧的图示说明通过增压技术实现稀燃Yilmaz表示，实现稀燃主要有两种方式。分层直喷是一种成熟的技术，但是需要配备昂贵的排放后处理系统。还有一种方式便是HCCI，虽然这项技术几十年前