HCCI發動機

裝備HCCI技術的發動機的技術結構比一般發動機要複雜(相比那些“經典”發動機)，當汽油機的壓縮衝程快結束時，汽油通過直噴油咀噴進汽缸，HCCI 發動機壓縮比比普通的汽油機高，所以噴出的小油滴在壓縮衝程完成時有時間在汽缸內形成均勻的分佈，這時汽缸的壓力足夠使均勻分佈的油滴自動壓燃，所有的燃料都在同一時間點燃，所以提高了燃油的使用效率（傳統的汽油和柴油機都是非均勻的擴散式燃燒，在擴散的同時浪費了部分的能量）而且由於它採用壓縮點燃的緣故，可以採用相當稀薄的混合氣，因此可以按照變質調節的方式，直接通過調節噴油量來調節扭矩，不需要節氣門。HCCI發動機的燃燒溫度低，對燃燒室壁的傳熱很低，能夠減少輻射熱的傳遞，還能大幅降低氮氧化合物的形成。另一個特點是燃燒周期很短。因為燃燒過程主要是受化學反應而不是受混合過程的支配，能夠使得燃燒周期比傳統的柴油機短。而且它採用的燃油辛烷值允許在一個廣闊的範圍內變動。可以採用汽油、天然氣、二甲醚等辛烷值較高的燃油作為主要燃料，也可以採用多種燃料混合燃燒。還可以將對高辛烷值燃料和低辛烷值燃料配比的調整，用作在HCCI燃燒中控制燃燒起點和負荷範圍的方法。但也有人試圖用柴油作為 HCCI燃料，效果遠不及汽油，為什麼呢？因為汽油有較高的揮發性，能夠在汽缸內儘快與空氣混合形成均勻的油氣混合氣，而柴油沸點高，與空氣較難混合均勻。

那HCCI技術那麼好，為什麼還不馬上推廣大量是用呢？原來現在的HCCI技術還有一些技術難關。

一　在燃燒時刻的控制上，HCCI發動機靠汽缸的壓力和溫度自燃，油氣混合氣的密度，汽缸的溫度和壓力都需要進行精確的檢測和控制，所以發動機的ECU管理程序也要進行相應的加強。

二　由於HCCI的同時壓燃和放熱，瞬時間汽缸和活塞會受到強大的壓力，有可能會產生爆震的現象，所以必須增加混合氣的空燃比（高於傳統的14.7：1），這就需要HCCI在稀燃狀態下工作，排氣的溫度也比較低，使得發動機較難採用渦輪增壓。以上這些都使得HCCI可能達到的最大負荷比典型的火花點燃式和直噴式柴油機低得多。另外，低排氣溫度對催化轉化器來說也是一個問題，因為需要相當高的溫度才能起動氧化/還原反應。

三　也就由於剛才我們講到的HCCI發動機可能達到的最大負荷比典型的火花點燃式和直噴式柴油機低得多，所以，在大負荷高轉速的時候或者冷機狀態下發動機還必須依靠傳統的火花塞點火系統，這就間接要求了發動機的壓縮比可變，在傳統點火模式的時候變回低壓縮比。所以氣門正時系統及眾多的壓力感測器也是必須的。

所以就現在的限制而言，HCCI汽油發動機還不能實現完全的壓燃稀燃模式進行，它只在中低轉速的時候介入工作，提高效率，降低油耗。

實際運用在HCCI技術的研發上，賓士和GM走在了前列，以賓士的07年的F700概念車為例，其DiseOtto 1.8T直4 CGI直噴發動機在採用HCCI技術后，輸出功率達到238hp，最大扭矩達到400

全就是一台3.5L V6的水平，難得的是它的油耗僅為6L/100km，二氧化碳排放僅127g/100km。採用HCCI技術的GM OPEL Vectra和Saturn Aura 2.2L L4汽油機的油耗也僅為4.3L/100km，比常規技術降低15%以上。相信隨著技術難關的不斷攻克，HCCI技術將會快速普及到大眾當中，作為一種新的節能增效技術，為地球的藍天作一份貢獻。