均质混合气压燃烧技术
均质混合气压燃烧技(HCCI )
4.碳氢 碳氢(HC)和一氧化碳 和一氧化碳(CO)的控制 的控制 碳氢 和一氧化碳 HCCI发动机中的 发动机中的HC和CO排放通常较高。特别是中 排放通常较高。 发动机中的 和 排放通常较高 低负荷时，由于HCCI燃烧温度过低，靠近缸壁处的燃油 燃烧温度过低， 低负荷时，由于 燃烧温度过低 无法燃烧，同时由于温度过低缸内的CO无法被完全氧化， 无法燃烧，同时由于温度过低缸内的 无法被完全氧化， 无法被完全氧化 排放大幅度增加。 故HC和CO排放大幅度增加。同时由于缸内的混合气均匀， 和 排放大幅度增加 同时由于缸内的混合气均匀， 在压缩冲程时缝隙中进入了一部分燃油混合气， 在压缩冲程时缝隙中进入了一部分燃油混合气，这部分混 合气在膨胀冲程重新返回气缸内，增加了HC排放 排放。 合气在膨胀冲程重新返回气缸内，增加了HC排放。可以 通过壁面绝热、壁面催化涂层和减小活塞头部与气缸的间 通过壁面绝热、 隙来降低壁面淬熄。 隙来降低壁面淬熄。通过增压和增加进气温度同样可以降 排放。 的排气温度较低， 低HC排放。另外，由于 排放 另外，由于HCCI的排气温度较低，导致后 的排气温度较低 处理催化转换效率过低， 处理催化转换效率过低，因此出现了开发低温氧化型稀燃 催化剂的需求。 催化剂的需求。
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均质混合气压燃烧技术 （HCCI )
Contents
1 2 3 4 5
HCCI简介 简介
HCCI 特点
HCCI的燃烧机理 的燃烧机理
HCCI的优缺点 的优缺点
HCCI需要突破的关键技术 需要突破的关键技术
HCCI简介 简介
基本原理：通过压缩缸内均匀的燃油和空气的 混合气，在上止点(TDC)附近实现自燃。因此 在本文将这种燃烧方式统称为HCCI燃烧，即 均质压燃。
均质压燃(HCCI)燃烧技术的研究现状与展望
均质压燃（HCCI）燃烧技术的研究现状与展望均质压燃（HCCI）是一种全新的燃烧模式，它是预混均质可燃混合气在压缩行程中温度升高达到自燃点后自燃的燃烧模式。
作者主要阐述了均质压燃（HCCI）燃烧技术的概念与特点、当前研究所面临的难题和研究所取得的主要进展。
标签：均质压燃；低温燃烧；燃料改质引言当前，全球汽车保有量不断增加，然而能源日趋匮乏，排放法规越来越严重，因此内燃机的节能减排技术不得不受到重视，研发节能、清洁和高效的内燃机也具有更为重要的意义。
但是，现有的汽油机和柴油机仍然不能同时符合我们在经济性与排放性方面的需求。
均质压燃（HCCI，Homogeneous Charge Compression Ignition）作为一种全新的燃烧技术，有别于现有汽油机的点燃式与现有柴油机的压燃式，它兼具现有汽油机均质燃烧与现有柴油机压燃点燃的优点，能够提高发动机的动力性和经济性，同时大大降低发动机NOx和碳烟的排放。
1 HCCI燃烧技术的概念与特点从内燃机被发明以来，内燃机的点火方式有两种类型：一种是柴油机的压燃点燃方式；另一种是汽油机的点燃燃烧方式。
因为柴油机的热效率高，动力性好，可靠性高，常常被用在动力机械上，例如工程机械、载重货车等。
同时，汽油机凭借其构造简单、体积小、重量轻、转速高、振动噪声小等优点占领了大多数的乘用车市场，尤其是小轿车上多半配置的是汽油机。
因为人们对汽车的依赖性越来越高，全球汽车的保有量不断增加，环境也日趋恶化，能源越来越紧张，迫使人们不断地改进柴油机与汽油机的性能，同时积极地寻找更为清洁环保的发动机燃料。
在对这些新型清洁环保的发动机燃料研究时，研发人员使用了一些汽油机和柴油机比较完善的技术。
比如，尝试在柴油机中使用燃点较高的醇类燃料；为了让醇类燃料在汽油机中稳定燃烧，把汽油机的压缩比增加到11～13。
其中最为大胆和最有创新性的研究是結合柴油机和汽油机的优点，最后建立一种崭新的燃烧模式——均质充量压缩燃烧，即均质压燃（HCCI）。
汽油机均质压燃技术-绿盾汽车尾气治理篇
汽油机均质压燃技术-绿盾汽车尾气治理篇随着汽油机技术的发展以及排放法规的日益严格，特别是欧Ⅴ乃至将来的欧Ⅵ法规，对现有汽油机技术提出了更为严峻的挑战。
目前已应用的比较先进的技术，如汽油机的分层稀薄混合气燃烧和内缸内直喷，以及废弃再循环、废气催化转化等，都难以满足新法规的要求。
近几年提出并正面在积极研究的一种汽油机均质混合气压燃技术则有望使汽油机技术在性能与排放方面获得新的突破。
汽油机均质压燃技术是均质混合气压燃技术HCCI的一种，简单来说就是以往复式汽油机为基础的采用压燃方式的新型燃烧模式。
与传统的火花点火汽油机相比，HCCI技术利用燃烧的自燃能力，采用高的压缩比和稀燃技术，实现空气和燃料均质混合压缩着火。
均质混合气压燃HCCI寻求更高的燃烧效率
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。
汽油机均质混合气压燃燃烧_HCCI_技术
(3) 发动机冷起动 ; (4) 排放 (特别是低负荷 HC 和 CO 排放) 控 制系统的发展 ; (5) 发动机变工况运行 ; (6) 发动机控制策略和系统 (闭环反馈系统) 的发展以及相应传感器的研制 ; (7) 合适燃料 (包括混合燃料) 的开发 ; (8) 多缸机各缸均匀性的保证 ; (9) HCCI 的燃烧模拟 。 其中 ,以着火时刻点的控制 、工况范围的局限 性以及冷启动难问题尤为重要 。
Key Words : Gasoline Engine ;Lean Combustion Technology ; HCCI ; EGR
1 引言
随着近几年油价的不断攀升以及能源供给的 日益紧张 ,人们对车用发动机的燃油经济性更加 重视 ,采取了许多有效措施 ,其中的汽油机稀薄燃 烧技术 ,就是改进汽油机燃油经济性的重要手段 。 稀薄燃烧指的是发动机在实际空燃比大于理论空 燃比的情况下的燃烧 ,它可以使燃料的燃烧更加 完全 ,同时 ,辅以相应的排放控制措施 ,汽油机的 有害排放物 CO 、HC、NOx 、CO2 等将大为减少 ,且 稀燃时燃烧室内的主要成分 O2 和 N2 的比热较 小 ,多变指数 n 较高 ,因而发动机的热效率高 ,燃
收稿日期 :2005 - 12 - 21
2006 年第 1 期
孙 庆 ,等 :汽油机均质混合气压燃燃烧 ( HCCI) 技术
·15 ·
2 均质混合气压燃燃烧技术 ( HCCI)
早在 20 世纪 30 年代 ,人们就认识到均质混 合气压缩自燃的燃烧方式在汽油机上存在 ,但因 它难以控制而被看作是一种异常燃烧现象 ( 爆 震) ,认为应尽量抑制和避免 。在二冲程发动机上 真正有意识应用 HCCI 燃烧始于 1979 年 Onishi 和 Nouchi 的研究[1] 。随后 Yoichi , Gentili 等仔细研 究了利用内部 EGR 在二冲程发动机上实现 HCCI 的应用 ;Norimasa 等人研究了代用燃料在二冲程 发动机上实施 HCCI 燃烧的状况 。第一次在四冲 程汽油机上实现 HCCI 燃烧模式见于 1983 年 Najt 的报道 。1989 年 Thring 等研究了 HCCI 燃烧在汽 油机上应用的工作范围 。近几年 ,Aoyama ,Magnus 等人研究了汽油和代用燃料 HCCI 燃烧控制的方 法 ,Mase , Yokota 等人研究了柴油 HCCI 燃烧的控 制方法 。这些工作深化了对 HCCI 燃烧认识 ,为 HCCI 的燃烧控制提供了经验 。而如今 ,在汽车市 场竞争激烈的今天 ,很多汽车厂家开始围绕“HC2
大有前途但艰难的均质燃烧技术
大有前途但艰难的均质燃烧技术自从有了汽车，工程师们就一直在努力设计功率强大的、节油和低排放的发动机。
无论是CCS系统，还是HCCI系统，其共同特点就是均质燃烧——一种大有前途但非常艰难的技术解决方案。
图1 缩写“HCCI”表示的是均质充气压缩点火发动机设计师们坚信：早晚有一天柴油机和汽油机会合二为一，出现一种具有这两种内燃机各自优点的新型内燃机。
通用公司和欧宝公司（他们把这种发动机称之为HCCI发动机）仍然以汽油机的研发为主，戴姆勒公司（汽柴油机）和大众公司（CCS发动机）则是“两条腿走路”，即改进柴油机性能的同时也在努力改进汽油机的性能。
汽油机的均质燃烧技术改善汽油机的最初目标是使汽油和空气形成的混合气尽可能均匀，但在压缩和点火时要求的还是均质性。
由于在燃烧室中的点火源是一个点式的点火点，因此不可能同时点燃全部油气混合气。
火焰的焰峰到达气缸壁需要一段时间,因此由自燃的混合气产生的压力波传递到燃烧室远处的气缸壁时，发动机就开始“敲缸”了。
图2 大众公司的CCS复合燃烧系统首次使得在较小的转速和负载范围内的均质燃烧成为可能由于发动机的燃烧室至今无法避免炽热区，而这种炽热区的存在很容易形成NOx，再加上废气中有害颗粒物的形成，使得汽油机无法与有着很好的油气混合气准备、较低的沸点以及燃油不易挥发的柴油机相抗衡。
当汽油机在油气混合比λ=1工作时所产生的有害物质，如NOx、CO和未燃烧尽的HC，都由三元催化转化器来解决。
三元催化转化器的引进始于1986年，但该技术同时也把发动机的油耗提高了10%。
直到不久前，人们才成功地使大排量发动机能够在低负荷的工况下在稀混合气燃烧范围内运行。
使用三元催化转化器时，只有在油气混合比λ=1的工况下才能减少NOx的排放，因此汽油机就需要附加一个NOx存储转化器，使发动机在稀油气混合气燃烧的工作范围内可以节约燃油10％～15%。
现代发动机的稀混合气无疑还要用火花塞进行点火，其缺点是产生NOx。
汽油机缸内直喷与均质压燃技术
汽油机缸内直喷与均质压燃技术前言：点燃式汽油机经历了三个发展阶段；直到1980年前的一百多年中，所有的产品汽油机都依靠化油器来实现油气混合。
从上世纪80年代初以后，汽油进气道喷射或进气阀口喷射（电喷）很快代替了化油器，成为汽油机的主流。
电喷的应用与排气后处理的结合大幅度地降低了有害气体的排放，成为达到日趋严格的排放标准的关键手段。
大约从1990年前后开始，汽油缸内直喷技术又重新引起人们的重视。
并最终导致了产品直喷汽油机的出现。
最先投入市场的缸内直喷汽油机采用了分层燃烧以降低油耗，从1996开始出现在日本市场，其后又出现在欧洲市场。
到目前为止，尽管已有多种分层燃烧缸内直喷汽油机出现，所占的市场份额仍不够大，也未能在美国市场销售，其主要原因包括氮氧化物后处理和碳烟生成等问题仍有待于更妥善地解决。
在2003年底，采用均匀混合燃烧的缸内直喷汽油机开始在日本上市，并计划从2005年开始在美国上市。
这种汽油机利用了直喷技术所带来的优点并采用可变气阀定时来降低泵气损失，避免了氮氧化物后处理和碳烟生成等问题，对汽油的含硫量要求不高。
尽管如此，由于两类缸内直喷汽油机对降低车辆在整个运行工况平均油耗的作用都有限，以及近年来更有潜力的新型燃烧系统的出现，缸内直喷点燃式汽油机的发展方向和应用前景尚不明朗。
近年来，一种新的内燃机燃烧方式——均质压燃，受到越来越多的内燃机研究人员的关注。
与其它燃烧方式不同，均质压燃的燃烧过程是缸内混合气几乎同时到达自燃温度而几乎同时发生的放热反应，基本上是一个非扩散的燃烧过程。
均质压燃可以在非常稀的混合气中进行，从而可以大幅度地降低氮氧化物和碳烟的生成，并提高热效率。
均质压燃燃烧系统可以使用包括汽油和柴油在内的不同燃料。
由于燃油的挥发性和自燃温度的不同，使用不同燃油的均质压燃燃烧系统也不同。
采用柴油均质压燃的主要目的，是同时降低氮氧化物和颗粒排放，对柴油机的热效率影响不大。
采用汽油均质压燃的主要目的，是降低汽油机的油耗，同时也降低较难进行后期处理的氮氧化物排放。
均质压燃(HCCI)技术分析
均质压燃(HCCI)技术分析摘要对被称为第四种燃烧方式的HCCI燃烧方式进行了介绍，阐述了HCCI燃烧技术的优缺点，对HCCI发动机进行了分类并对各个种类进行了简要介绍，对HCCI 的实现与控制方式进行了具体介绍。
同时，指出了HCCI方式面临的技术目标，展望了HCCI燃烧方式的发展趋势。
关键词：HCCI技术；内燃机；稀薄燃烧1.HCCI技术HCCI技术利用的是均质混合气，但它不同于常规汽油机的单点点火方式，它通过提高压缩比、采用废气再循环、进气加温和增压等手段提高缸内混合气的温度和压力，促使混合气压缩自燃，在缸内形成多点火核，有效维持了着火燃烧的稳定性，并减少了火焰传播距离和燃烧持续期。
HCCI发动机的着火和燃烧过程，与传统的火花点火式和压燃式发动机有着本质的区别。
在HCCI过程中，化学动力学起着至关重要的作用。
HCCI发动机的着火与燃烧过程涉及重烃(高分子碳氢化合物)燃料的两阶段氧化过程，即低温氧化阶段(600-800K)和高温氧化阶段((1000-11OOK)。
均质混合气压燃燃烧方式的出现，有效地解决了传统均质稀薄点燃燃烧速度慢的缺点，是有别于传统的汽油机均质点燃预混燃烧、柴油机非均质压燃扩散燃烧和GDl发动机分层稀薄燃烧方式的第四种燃烧方式。
HCCI发动机利用的是均质混合气，但它不同于常规汽油机的单点点火方式。
它通过提高压缩比，采用废气再循环、进气加温和增压等手段提高缸内混合气的温度和压力，促使混合气进行压缩自燃，在气缸内形成多点火核，有效维持了着火燃烧的稳定性，并缩短了火焰传播距离和燃烧持续期。
它与柴油机燃烧方式的不同在于:柴油机在着火时刻燃油还没有完全蒸发混合，进行的是扩散燃烧方式，燃烧速率主要受燃油蒸发以及与空气混合速率的影响;而进行HCCI燃烧的混合气在着火以前已经均匀混合，进行的是预混燃烧模式。
因此，HCCI发动机兼有传统汽油机和柴油机的优点。
2.HCCI技术的优缺点2.1 HCCI技术的优点(1)HCCI燃烧的优点在于它可以同时保持较高的动力性和燃油经济性。
均质压燃(HCCI)技术分析
均质压燃(H C C I)技术分析-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN均质压燃(HCCI)技术分析摘要对被称为第四种燃烧方式的HCCI燃烧方式进行了介绍，阐述了HCCI燃烧技术的优缺点，对HCCI发动机进行了分类并对各个种类进行了简要介绍，对HCCI的实现与控制方式进行了具体介绍。
同时，指出了HCCI方式面临的技术目标，展望了HCCI燃烧方式的发展趋势。
关键词：HCCI技术；内燃机；稀薄燃烧技术HCCI技术利用的是均质混合气，但它不同于常规汽油机的单点点火方式，它通过提高压缩比、采用废气再循环、进气加温和增压等手段提高缸内混合气的温度和压力，促使混合气压缩自燃，在缸内形成多点火核，有效维持了着火燃烧的稳定性，并减少了火焰传播距离和燃烧持续期。
HCCI发动机的着火和燃烧过程，与传统的火花点火式和压燃式发动机有着本质的区别。
在HCCI过程中，化学动力学起着至关重要的作用。
HCCI发动机的着火与燃烧过程涉及重烃(高分子碳氢化合物)燃料的两阶段氧化过程，即低温氧化阶段(600-800K)和高温氧化阶段((1000-11OOK)。
均质混合气压燃燃烧方式的出现，有效地解决了传统均质稀薄点燃燃烧速度慢的缺点，是有别于传统的汽油机均质点燃预混燃烧、柴油机非均质压燃扩散燃烧和GDl发动机分层稀薄燃烧方式的第四种燃烧方式。
HCCI发动机利用的是均质混合气，但它不同于常规汽油机的单点点火方式。
它通过提高压缩比，采用废气再循环、进气加温和增压等手段提高缸内混合气的温度和压力，促使混合气进行压缩自燃，在气缸内形成多点火核，有效维持了着火燃烧的稳定性，并缩短了火焰传播距离和燃烧持续期。
它与柴油机燃烧方式的不同在于:柴油机在着火时刻燃油还没有完全蒸发混合，进行的是扩散燃烧方式，燃烧速率主要受燃油蒸发以及与空气混合速率的影响;而进行HCCI燃烧的混合气在着火以前已经均匀混合，进行的是预混燃烧模式。
混合气均质压缩燃烧试验装置的研制及燃烧仿真的开题报告
混合气均质压缩燃烧试验装置的研制及燃烧仿真的开题报告1.研究背景混合气均质压缩燃烧技术是近年来发展起来的一种新型燃烧技术，该技术能够提高燃烧效率和降低排放排量。
目前，该技术已经在内燃机、热功发电和炉窑等领域得到广泛应用。
但是，由于复杂的燃烧过程和难以预测的变化，混合气均质压缩燃烧技术的研究与仿真一直是一个难点。
2.研究目的本文旨在研制一种混合气均质压缩燃烧试验装置，以及进行燃烧仿真模拟。
通过模拟试验和仿真研究，深入了解混合气均质压缩燃烧过程中的燃烧特性和排放特性，为混合气均质压缩燃烧技术的进一步研究提供基础数据和理论支持。
3.研究内容(1)设计并制作混合气均质压缩燃烧试验装置，该装置包括前置式混合器、气体压缩机、点火装置、排放分析仪等组成。
(2)进行混合气均质压缩燃烧试验，记录并分析试验数据，探究不同混合比、压缩比对混合气均质压缩燃烧的影响。
(3)用基于计算流体力学(CFD)的仿真软件对燃烧过程进行数值模拟，进一步分析燃烧的特性和排放特性。
(4)对实验和仿真结果进行对比和分析，得出混合气均质压缩燃烧的最优工况参数，为实际应用提供技术支持和理论依据。
4.研究意义(1)研制混合气均质压缩燃烧试验装置，提高混合气均质压缩燃烧技术的研究水平和成果转化能力。
(2)通过试验和仿真，深入了解混合气均质压缩燃烧过程中的燃烧特性和排放特性，为混合气均质压缩燃烧技术的进一步研究提供理论依据。
(3)对混合气均质压缩燃烧最优工况参数的探究，为实际应用提供技术支持和经济效益。
5.研究方案根据研究目的和内容，本文将采取如下研究方案：(1)设计并制作混合气均质压缩燃烧试验装置。
该装置主要由前置式混合器、气体压缩机、点火装置、排放分析仪等组成，装置参数需要进行合理选择和优化设计。
(2)进行混合气均质压缩燃烧试验。
在装置中加入不同混合比、不同压缩比的混合气体，记录试验数据，分析试验结果，以及对试验数据进行统计处理。
(3)以已获得的实验数据为依据，采用计算流体力学(CFD)模拟软件对燃烧过程进行数值模拟，建立数学模型，进行仿真计算，得出燃烧的特性和排放特性。
均质混合气压燃烧技(HCCI ).
HCCI发动机需要突破的关键技术发动机需要突破的关键技术 1由于由于HCCI的同时压燃和放热，瞬时间汽缸和活塞会受到强大的压的同时压燃和放热，由于的同时压燃和放热有可能会产生爆震的现象，所以必须降低混合气的空燃比，力，有可能会产生爆震的现象，所以必须降低混合气的空燃比，这就需要HCCI在稀燃状态下工作，排气的温度也比较低，使得发动机较在稀燃状态下工作，需要在稀燃状态下工作排气的温度也比较低，难采用涡轮增压。
难采用涡轮增压。
2着火定时的控制着火定时的控制与传统火花点火汽油机和柴油机不同，与传统火花点火汽油机和柴油机不同，HCCI燃烧过程中着火定时不燃烧过程中着火定时不受火花点火或喷油的直接控制，受火花点火或喷油的直接控制，而是由空气和燃料所组成的混合气的自动点火的化学反应决定。
在大范围的转速和负荷内，自动点火的化学反应决定。
在大范围的转速和负荷内，尤其是在快速的瞬态工况下，HCCI发动机着火定时的控制成为HCCI发动机面临的瞬态工况下，HCCI发动机着火定时的控制成为HCCI发动机面临发动机着火定时的控制成为的主要挑战。
目前控制着火定时的主要措施有:直接调节进气温度直接调节进气温度、的主要挑战。
目前控制着火定时的主要措施有直接调节进气温度、改变EGR率调节缸内混合气的温度和成分、可变压缩比率调节缸内混合气的温度和成分、改变率调节缸内混合气的温度和成分可变压缩比(VCR控制控制混合气在TDC时的温度、可变气门定时时的温度、混合气在时的温度可变气门定时(VVT 改变缸内的残余废气改变缸内的残余废气量和有效压缩比，燃油喷射定时(在直喷式系统中在直喷式系统中以及使用燃油添加量和有效压缩比，燃油喷射定时在直喷式系统中以及使用燃油添加剂来改变混合气的活性等。
其中可变压缩比和可变气门定时最有发展剂来改变混合气的活性等。
其中可变压缩比和可变气门定时最有发展潜力，但是在成本和可行性方面还需要进一步的研究。
潜力，但是在成本和可行性方面还需要进一步的研究。
均质混合气压缩着火(HCCI)技术解析 Homogeneous charge compression
均质混合气压缩着火(HCCI)技术解析Homogeneous charge compression ignition technology of shrinkageThe HCCI engine like the traditional gasoline engine that, mixed gas suction uniform, but without the spark plug ignition, but by increasing the compression ratio, the exhaust gas recirculation, intake heating and pressurizing technology, improve the mixture in cylinder temperature and pressure, and the spontaneous combustion of mixed gas compressor. A plurality of ignition kernel is formed in the cylinder, effectively maintain the stability of flame combustion, and reduce plant flame propagation distance and the combustion duration. The burning rate it is only related with chemical reaction kinetics of itself.The characteristics of diesel HCCI combustionThe realization of diesel HCCIcombustion to face, facing two difficulties: one is the diesel oil of high viscosity, low volatility. It is difficult to form a homogeneous mixture; two is a diesel is as high as sixteen octane fuel, prone to spontaneous combustion at low temperature reaction, the combustion speed control difficulty of homogeneous mixture, easy cause rough burning.Diesel HCCI combustion is also occurs in many points, there is no obvious flame, combustion reaction is rapid, the combustion temperature is low and the distribution is uniform, only low production of NOx and PM, with high thermal efficiency at low loads. But the traditional diesel engine with high pressure injection forming non uniformly mixed gas diffusion combustion, gas mixture and temperature distribution is very uneven, in the diffusion flame shell 7 coffee Chen shovel student NOx, internal high stainlesshypoxia households student P more than 3, the influence factors of diesel HOCl combustion mode 3, effect of 3 kinds of mixed gas! The formation of diesel HCCI combustion.Homogeneous mixture formation is to achieve the first step of HCCI combustion control, including the international use of diesel homogeneous premixed gas: inlet cylinder external premixed, early in cylinder injection and late injection.Cylinder premixed HCCIThat is, the diesel spray people intake pipe in the intake stroke, and air mixture formation of pre mixed gas. Using a port injection, to strengthen the mixture formation by intake swirl, is to improve the mixture uniformity of a relatively simple method. 3, 1, 2 early in cylinder injection HCCI the way HCCI diesel premixed gas formation is a commonly used way. In the early stage of thecompression stroke, diesel spray cylinder with the piston upward, gradually mixed with air. Until the occurrence of spontaneous ignition. In order to improve the atomization and mixing of fuel, diesel engine with HCCI fuel injection advance angle is far more than the conventional diesel engine, the diesel fully mixed with the air before catching fire. 3, 1, 3 after the cylinder late injection HCCI check point or at TDC in close proximity, the diesel spray cylinder, and the use of a large number of pre cooling EGR, strengthen the vortex and reduce the compression ratio to achieve ignition delay measures to make diesel ignition occurred just at the end of the injection after. Despite the late injection forming cylinder oil and gas uniformity as a port injection and in cylinder early spray evenly, but NOx and PM emissions is still lower than the traditional diesel engine.Influence of inlet air temperatureHCCI combustion ignition timing is very sensitive to air temperature, with the air intake temperature increasing, ignition phenomenon will appear, therefore, to control the temperature in the cylinder is a Guan Jian factor controlling HCCI ignition time. Generally by adjusting the air inlet temperature control HCCI combustion and ignition.In the intake pipe intake heating device, the introduction of exhaust gas recirculation (EGR) can improve the intake temperature, HCCI of Najt and Foster and later Thring in four stroke diesel engines do is through the electric heating device for exhaust gas recirculation after the realization of the mixed gas heating. 3, the influence of 3 load of 3, 3, 1 low load of HCCI diesel engine running at low load conditions, the cycle of oil quantity is small, theconcentration of the mixed gas is diluted, and reactant concentration is an important factor affecting the combustion reaction, and at this time the cylinder temperature is low, the ignition time to make HCCI burning significantly delayed, and even the emergence of the phenomenon of fire. In the cycle, subsequent cyclic explosion pressure tend to rise suddenly, this is because the fire some of the fuel cycle in the residual circulation oil cylinder, resulting in a quantity to increase, cause the outbreak the pressure rise.High loadHCCI diesel engine operation at high load, the cycle of oil quantity is large, when the cylinder temperature is high, the concentration of the mixed gas, the combustion reaction speed, thus easy to cause fire too far in advance of the phenomenon, the combustion speed too fast will cause the pressure rise rateincreases rapidly, and the emergence of combustion pressure oscillation. Rough burning, increasing the noise, vibration and shock load dependent, easy to cause the engine parts damage, at the same time, the emission of NOx was rapidly increased, limiting the HCCI combustion load extension. 3, the influence of exhaust gas recirculation (EGR 4EGR) can improve the intake temperature, the ignition characteristics change of mixed gas, thus affecting the ignition time. The introduction of exhaust gas recirculation purpose is diluted concentration of the mixture gas in it, can effectively slow combustion speed, reducing the combustion noise. HCCI high load zone combustion control provides an effective means of. At the same time, exhaust gas recirculation can recover some of the exhaust gas energy. When the EGR ratio is less than 30%, the decrease of oxygenconcentration is not enough to affect the combustion exhaust gas recirculation, this time to control ignition effect is very small. The research of Christensen, the results show that the exhaust gas recirculation delayed ignition time, improve the indicated efficiency, reduce emissions of unburned HC at the same time, the exhaust temperature increased, can be installed to oxidize unburned HC by catalytic oxidation, compared with the gasoline engine HCCI combustion. Diesel HCCI combustion is more easily achieved, in the traditional diesel engine, because of its high compression ratio, the air - fuel ratio control in a certain range and the rate of EGR, close to room temperature can be successful implementation of diesel HCCI combustion. The mean effective pressure of HCCI diesel engine operation range by knocking, fire and low value, but higher than the gasoline engine HCCI combustionknocking of air-fuel ratio to achieve. Controlled autoignition time low temperature reaction rate by EGR, and the start time of the main heat release stage by the air-fuel ratio greater impact.Influence of valve timing.To change the valve timing can change the in cylinder residual gas and temperature in the cylinder, increasing negative valve overlap period (early exhaust valve closed, open the inlet valve, delay) the in cylinder residual gas volume increases, the residual gas recompression temperature increase. High temperature exhaust gas is beneficial to fuel evaporation, forming a homogeneous mixture, and high temperature in the cylinder and make the HCCI combustion ignition timing, thus easy to cause the high power state harshness, wells caused the maximum output power drop.HCCI发动机像传统的汽油发动机那样，吸人均质的混合气，但不用火花塞点火，而是通过提高压缩比，采用废气再循环、进气加温和增压等技术，提高缸内混合气的温度和压力，而使混合气压缩自燃。
乙醇均质压燃的模拟与试验研究
乙醇均质压燃的模拟与试验研究
甲醇/乙醇均质压燃技术是近年来新型生物燃料低温燃烧技术的一种，近年来受到了
广泛关注和研究。
本文结合模拟计算和实验测量，研究了甲醇/乙醇均质压燃的模拟和试验。
实验采用了内径为35 mm、高度为110 mm的金属管，燃烧室内封装有含甲醇乙醇混合物，布氏爆裂管作为可控压缩装置，模拟计算采用了数值法。
计算结果表明，若采用相同的布氏爆裂管进行压燃，当混合物中甲乙醇的比例变化时，高压涨的速度有明显的变化，且实验结果和模拟结果比较吻合。
结果表明，当混合物中含
有比例时，甲/乙醇均质压燃的燃烧效果稳定，可操作性较强。
在实验过程中，当甲醇/乙醇比例为1/2时，混合物空腔内压力随着时间的变化可以
达到最高水平。
实验观察到，该混合物在空腔内会产生“火柱”状燃烧，温度最高可达4000K。
由于甲醇和乙醇的比例变化会对甲醇/乙醇均质压燃的效果产生影响，本文研究的结
论暗示了在发动机设计过程中，应该特别考虑甲醇/乙醇比例的变化，以便实现平稳可控
的过程。
借助模拟计算和实验测量，本文研究了甲醇/乙醇均质压燃的模拟与试验，结果深入
了解了此种低温燃烧技术的特性。
未来，除了可以继续研究甲乙醇混合物均质压燃燃烧行为，可以考虑其他影响因素，如压燃容器的尺寸、火焰速度和混合物的种类。
另外，也可
以考虑将甲醇/乙醇均质压燃技术用于现实应用。
汽油机均质混合压燃燃烧(HCCI)
汽油机均质混合气压燃燃烧（HCCI）技术孙庆1，秦松涛1，张勇2（1重庆交通学院机电学院，400074；2重庆工学院，）摘要：在汽油机普遍采用电控技术，发动机性能得到较大改善的今天，稀薄燃烧技术为汽油机性能的提高提供了广阔的前景。
而HCCI燃烧技术，是一种集常规汽油机和柴油机于一体的新概念燃烧。
本文在介绍HCCI燃烧技术的基础上，分析了汽油机实施HCCI的可行性，并介绍了HCCI发动机实用化所面临的问题，提出了废气再循控制HCCI燃烧过程的方案等。
关键词：汽油机稀薄燃烧均质混合气压燃燃烧技术废气再循环中图分类号：文献标识码：AHomogeneous Chrage Compression Ignition (HCCI)Technology Used For Gasoline EngineAbstract：Up today, most of gasoline engines are controlled by electric technology. The functions has raise strongly. The lean combustion skill put a great future in the port fuel injection system. But the HCCI technology, a new combustion concept, which incorporates the best features and discards the disadvantages of both traditional spark ignition (SI) gasoline engine and compression ignition (CI) diesel engine. In this article, feasibility of gasoline engines that implement HCCI technology is analyzed based on the introduction of the HCCI technology；the problems facing the practicability of HCCI engine are introduced；and scheme which controls HCCI combustion process adopting engine gas recirculation (EGR) and so on .Key Words：gasoline engine, lean combustion technology, HCCI, engine gas recirculation EGR1、引言随着近几年油价的不断攀升以及能源供给的日益紧张，人们对车用发动机的燃油经济性更加重视，采取了许多有效措施，其中的汽油机稀薄燃烧技术，就是改进汽油机燃油经济性的重要手段。
均质压燃(HCCI)发动机着火与燃烧过程的理论与数值研究共3篇
均质压燃（HCCI）发动机着火与燃烧过程的理论与数值研究共3篇均质压燃（HCCI）发动机着火与燃烧过程的理论与数值研究1均质压燃（HCCI）发动机着火与燃烧过程的理论与数值研究均质压燃（Homogeneous charge compression ignition，简称HCCI）是一种新型的发动机燃烧模式，其将汽油发动机和柴油发动机的优点集成在一起，可以同时实现高效、低排放和高功率。
HCCI发动机虽然具有广泛应用前景，但是其着火与燃烧过程复杂，仍需深入研究。
本文主要介绍HCCI发动机着火与燃烧过程的理论与数值研究。
一、HCCI发动机的优势HCCI发动机具有以下优点：首先，由于HCCI燃烧时采用了均质混合气，其NOx排放量较低；其次，使用混合气进行燃烧，燃烧效率较高，具有高功率特性；最后，不需要点火系统，使HCCI发动机的制造和维修成本较低。
二、HCCI发动机着火与燃烧过程的理论研究HCCI发动机中，燃料和空气混合在缸内，进入压缩阶段，若缸内压力和温度达到一定条件时，则发生着火。
着火点取决于混合气的成分、压强、温度和混合气的体积。
理论研究表明，HCCI燃烧的关键是混合气的均匀性和稳定性。
此外，混合气温度也是控制HCCI发动机着火与燃烧过程的重要参数。
三、HCCI发动机着火与燃烧过程的数值模拟数值模拟是HCCI发动机着火与燃烧过程研究的重要手段之一。
数值模拟可以提供一些难以从实验中获得的性能指标和工作参数信息，可以在燃料和操作条件变化的情况下进行HCCI发动机的优化。
在数值模拟中，需要确定HCCI燃烧时的物理、化学和流动学参数，包括混合气成分、热力学状态参数、燃油喷射过程、着火过程和燃气扩散过程等。
数值模拟的结果应与实验数据进行对比，以进一步优化HCCI发动机的设计和控制。
四、HCCI发动机着火与燃烧过程的关键技术HCCI发动机的着火与燃烧过程仍需要面临一些关键技术问题。
首先，需要寻找一种可靠的方法来预测着火和燃烧过程，以优化喷油量和提高发动机效率。
均质混合气压燃烧技术
HCCI（Homogeneous Charge Compression Ignition）均质混合气压燃烧技术: HCCI发动机和传统的汽油发动机一样, 都是向汽缸里面注入比例非常均匀的空气和燃料混合气。
传统的汽油发动机通过火花塞打火, 点燃空气和燃料混合气产生能量。
但HCCI发动机则不同, 它的点火过程同柴油发动机相类似, 通过活塞压缩混合气使之温度升高至一定程度时自行燃烧。
HCCI是一种以往复式汽油机为基础的一种新型燃烧模式, 简单来说就是汽油机的一种压燃方式。
这项技术在90年代初已经被提出并开始实验, 但是当时电子控制技术没有现在成熟, 所以这项技术直到现在才被大众所知。
优点装备HCCI技术的发动机的技术结构比一般发动机要复杂(相比那些“经典”发动机), 当汽油机的压缩冲程快结束时, 汽油通过直喷油咀喷进汽缸, HCCI发动机压缩比比普通的汽油机高, 所以喷出的小油滴在压缩冲程完成时有时间在汽缸内形成均匀的分布, 这时汽缸的压力足够使均匀分布的油滴自动压燃, 所有的燃料都在同一时间点燃, 所以提高了燃油的使用效率（传统的汽油和柴油机都是非均匀的扩散式燃烧, 在扩散的同时浪费了部分的能量）而且由于它采用压缩点燃的缘故, 可以采用相当稀薄的混合气, 因此可以按照变质调节的方式, 直接通过调节喷油量来调节扭矩, 不需要节气门。
HCCI发动机的燃烧温度低, 对燃烧室壁的传热很低, 能够减少辐射热的传递, 还能大幅降低氮氧化合物的形成。
另一个特点是燃烧周期很短。
因为燃烧过程主要是受化学反应而不是受混合过程的支配, 能够使得燃烧周期比传统的柴油机短。
而且它采用的燃油辛烷值允许在一个广阔的范围内变动。
可以采用汽油、天然气、二甲醚等辛烷值较高的燃油作为主要燃料, 也可以采用多种燃料混合燃烧。
还可以将对高辛烷值燃料和低辛烷值燃料配比的调整, 用作在HCCI燃烧中控制燃烧起点和负荷范围的方法。
但也有人试图用柴油作为HCCI燃料, 效果远不及汽油, 为什么呢？因为汽油有较高的挥发性, 能够在汽缸内尽快与空气混合形成均匀的油气混合气, 而柴油沸点高, 与空气较难混合均匀。
任务4.4 发动机均质混合气压燃技术认知
任务4.4发动机均质混合气压燃技术认知
一、课前预习 通过课前预习，同学们已经了解到一下内容： 1.发动机均质混合气压燃技术定义; 2.发动机均质混合气压燃技术结构原理。
任务4.4发动机均质混合气压燃技术认知
二、课堂学习
任务4.4发动机均质混合气压燃技术认知
二、课堂学习 (1)采用均质混合气。空气和燃油在HCCI发动机的进气系统中预混合,形成均质 的空气燃油混合气,然后吸入气缸进行压缩。也有燃油直接喷入气缸,在气缸内 与空气进行预混合的。 (2)采用压缩点燃。在压缩行程中,混合气温度升高,达到自燃温度而自燃;也就 是不需要任何点火系统。 (3)采用比火花点燃式发动机高得多的压缩比,且允许压缩比在一个广阔的范围 内变动。
任务4.4发动机均质混合气压燃技术认知
二、课堂学习 如果是柴油机改装成HCCI发动机,就要将高压喷油设备换成低压的汽油喷射设
备,喷油地点也要从缸内喷射改成进气口喷射(也有缸内直接喷射的HCCI发动机);如 果是汽油机改装成HCCI发动机,就要提高压缩比,并且保持节气门敞开,可以将点火 系统拆除。由于HCCI发动机容易产生爆震,转速区间小,电控技术要求高,所以HCCI 技术没有得到普及。
汽车新技术
任务4.4发动机均质混合气压燃技术认知
任务4.4发动机均质混合气压燃技术认知 任务导入
均质混合气压燃发动机技术(HCCI)采用一种新的燃烧方式,是有别 于传统汽油机的均质点燃预混燃烧、柴油机的非均质压缩扩散燃烧和 GDI发动机的分层稀薄燃烧的第四种燃烧方式。
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HCCI（Homogeneous Charge Compression Ignition）均质混合气压燃烧技术：HCCI发动机和传统的汽油发动机一样，都是向汽缸里面注入比例非常均匀的空气和燃料混合气。
传统的汽油发动机通过火花塞打火，点燃空气和燃料混合气产生能量。
但HCCI发动机则不同，它的点火过程同柴油发动机相类似，通过活塞压缩混合气使之温度升高至一定程度时自行燃烧。
HCCI是一种以往复式汽油机为基础的一种新型燃烧模式，简单来说就是汽油机的一种压燃方式。
这项技术在90年代初已经被提出并开始实验，但是当时电子控制技术没有现在成熟，所以这项技术直到现在才被大众所知。
优点装备HCCI技术的发动机的技术结构比一般发动机要复杂(相比那些“经典”发动机)，当汽油机的压缩冲程快结束时，汽油通过直喷油咀喷进汽缸，HCCI发动机压缩比比普通的汽油机高，所以喷出的小油滴在压缩冲程完成时有时间在汽缸内形成均匀的分布，这时汽缸的压力足够使均匀分布的油滴自动压燃，所有的燃料都在同一时间点燃，所以提高了燃油的使用效率（传统的汽油和柴油机都是非均匀的扩散式燃烧，在扩散的同时浪费了部分的能量）而且由于它采用压缩点燃的缘故，可以采用相当稀薄的混合气，因此可以按照变质调节的方式，直接通过调节喷油量来调节扭矩，不需要节气门。
HCCI发动机的燃烧温度低，对燃烧室壁的传热很低，能够减少辐射热的传递，还能大幅降低氮氧化合物的形成。
另一个特点是燃烧周期很短。
因为燃烧过程主要是受化学反应而不是受混合过程的支配，能够使得燃烧周期比传统的柴油机短。
而且它采用的燃油辛烷值允许在一个广阔的范围内变动。
可以采用汽油、天然气、二甲醚等辛烷值较高的燃油作为主要燃料，也可以采用多种燃料混合燃烧。
还可以将对高辛烷值燃料和低辛烷值燃料配比的调整，用作在HCCI燃烧中控制燃烧起点和负荷范围的方法。
但也有人试图用柴油作为HCCI燃料，效果远不及汽油，为什么呢？因为汽油有较高的挥发性，能够在汽缸内尽快与空气混合形成均匀的油气混合气，而柴油沸点高，与空气较难混合均匀。
缺点那HCCI技术那么好，为什么还不马上推广大量是用呢？原来现在的HCCI技术还有一些技术难关。
一在然烧时刻的控制上，HCCI发动机靠汽缸的压力和温度自燃，油气混合气的密度，汽缸的温度和压力都需要进行精确的检测和控制，所以发动机的ECU管理程序也要进行相应的加强。
二由于HCCI的同时压燃和放热，瞬时间汽缸和活塞会受到强大的压力，有可能会产生爆震的现象，所以必须降低混合气的空燃比（低于传统的14.7：1），这就需要HCCI在稀燃状态下工作，排气的温度也比较低，使得发动机较难采用涡轮增压。
以上这些都使得HCCI可能达到的最大负荷比典型的火花点燃式和直喷式柴油机低得多。
另外，低排气温度对催化转化器来说也是一个问题，因为需要相当高的温度才能起动氧化/还原反应。
三也就由于刚才我们讲到的HCCI发动机可能达到的最大负荷比典型的火花点燃式和直喷式柴油机低得多，所以，在大负荷高转速的时候或者冷机状态下发动机还必须依靠传统的火花塞点火系统，这就间接要求了发动机的压缩比可变，在传统点火模式的时候变回低压缩比。
所以气门正时系统及众多的压力传感器也是必须的。
所以就现在的限制而言，HCCI汽油发动机还不能实现完全的压燃稀燃模式进行，它只在中低转速的时候介入工作，提高效率，降低油耗。
实际运用在HCCI技术的研发上，奔驰和GM走在了前列，以奔驰的07年的F700概念车为例，其DiseOtto 1.8T直4 CGI直喷发动机在采用HCCI技术后，输出功率达到238hp，最大扭矩达到400实际运用全就是一台3.5L V6的水平，难得的是它的油耗仅为6L/100km，二氧化碳排放仅127g/100km。
采用HCCI技术的GM OPEL Vectra和Saturn Aura 2.2L L4汽油机的油耗也仅为4.3L/100km，比常规技术降低15％以上。
相信随着技术难关的不断攻克，HCCI技术将会快速普及到大众当中，作为一种新的节能增效技术，为地球的蓝天作一份贡献。
HCCI及其重要意义HCCI是英文“Homogeneous Charge Compression Ignition”的缩写，中文意思是“均质充量压缩点燃”。
单从名称来看，似乎只是一种点燃方式。
实际上，这是一种全新的内燃机燃烧概念，既不同于柴油机（非均质充量压缩点燃），又不同于汽油机（均质充量火花点燃），是一种火花点燃式发动机和压缩点燃式发动机概念的混合体。
其特点是：1．采用均质混合气。
空气和燃油在HCCI发动机的进气系统中预混合，形成均质的空气/燃油混合气，然后吸入气缸进行压缩。
也有燃油直接喷入气缸、在气缸内与空气进行预混合的。
2．采用压缩点燃。
在压缩冲程中，混合气温度升高，达到自燃温度而自燃；也就是说，不需要任何点火系统。
3．采用比火花点燃式发动机高得多的压缩比，且允许压缩比在一个广阔的范围内变动。
4．为了使均质混合气能够通过压缩而点燃，必要时需对吸入空气进行加热。
5．由于压缩点燃的缘故，可以采用相当稀薄的混合气，因此可以按照变质调节的方式，直接通过调节喷油量来调节扭矩，不需要节气门。
6．既然均质混合气是自燃的，所以燃烧大体上是整个气缸内同时开始的。
可以采用过量空气或者残余废气达到高度稀释的混合气。
7．HCCI发动机采用的燃油辛烷值允许在一个广阔的范围内变动。
可以采用汽油、天然气、二甲醚等辛烷值较高的燃油作为主要燃料，也可以采用多种燃料混合燃烧。
还可以将对高辛烷值燃料和低辛烷值燃料配比的调整，用作在HCCI燃烧中控制燃烧起点和负荷范围的方法。
也有人试图用柴油作为HCCI燃料，但效果远不及汽油。
将压缩点燃式发动机改装成HCCI的主要目的是减少氮氧化物和微粒物排放。
将火花点燃式发动机改装成HCCI的目的是减少部分负荷时的燃油消耗，就是减少泵气损失。
美国环保署最近提出了一个将重型车辆的排放相对于目前水平降低95%的庞大计划，建议排放限值为0.20g/bh p•hr的氮氧化物和0.01g/bhp•hr的微粒物。
专家普遍认为，为了达到如此之低的排放水平，必须将低排放的燃烧系统和先进的尾气后处理设备结合起来。
但采用尾气后处理设备并不意味着不再需要改善缸内燃烧过程，恰恰相反，为了达到未来的排放标准，燃烧过程的进一步改善是至关重要的。
HCCI正可以担当这一任务。
如果是柴油机改装成HCCI发动机，就要将高压喷油设备改换成低压的汽油喷射设备，喷油地点也要从缸内喷射改成进气口喷射（也有缸内直接喷射的HCCI发动机）；如果是汽油机改装成HCCI发动机，就要提高压缩比，并且保持节气门敞开，可以将点火系统拆除。
HCCI的燃烧机理HCCI燃烧的能量释放过程是受多种化学动力学因素支配的，这些因素进而又受流体静力学和热力学状态历程的影响。
普遍认为，燃烧的引发受化学动力学的控制，因为缸内的混合气受到压缩，温度和压力上升。
温度和压力的时间历程、压缩冲程结束时的缸内温度和压力、燃油的自燃特性和残余废气量，连同O2的浓度、不同的燃油含量和燃烧产物，共同支配着燃烧开始的方式。
因此，HCCI燃烧具有非常小的循环偏差，而且不存在火焰传播过程。
为了获得HCCI燃烧，要考虑各种不同的参数。
压缩冲程结束时的缸内温度和压力、燃油的自燃特性和残余废气量都会影响HCCI的点燃过程。
与火花点燃式发动机相比，HCCI发动机压缩冲程结束时的温度必须更高一些，以便使得传统的用于火花点燃式发动机的燃油也能够自燃。
HCCI燃烧起点和燃烧速率的控制燃烧起点对于发动机的热效率和排放都有十分重要的影响。
HCCI发动机中的燃烧过程是一种受化学动力学控制的自燃过程，混合气是预先在气缸外面混合好的。
所以，它既不能像压缩点燃式发动机那样通过喷油定时控制燃烧起点，又不能像火花点燃式发动机那样通过点火定时控制燃烧起点。
HCCI的燃烧起点控制，也就是放热起点（SOHR）受各种发动机性能和工况条件，诸如空气/燃油比、进气温度、压缩比、残余废气量和冷却液温度的影响。
如果采用EGR的话，还受EGR的影响。
最常见报道的影响燃烧起点的参数是：可变的进气温度、进气压力和排气再循环率。
所以，SOHR的控制，是使HCCI发动机实用化的难点之一。
大量的研究工作都集中在这个问题上。
为了在控制燃烧起点的同时扩展能够实现HCCI燃烧的工况范围和改善瞬态响应特性，已经报道的方法有：可变压缩比、可变气门定时，甚至双重燃油操作。
例如，Lund工艺研究所和Saab公司合作，在Saab公司的1.6升5缸SVC可变压缩比发动机上进行的试验表明，在燃烧起点的控制方面，压缩比和进气温度之间存在一种抵冲关系：提高进气温度可以使燃烧提前发生；提高压缩比可以代替进气温度的提高，起到相同的作用。
所以，通过调节压缩比，可以在不同的工况点达到同样的燃烧起点。
随着压缩比提高到17:1，还可以使热效率提高，NOx排放下降。
但提高压缩比的缺点是，由于膨胀加快，反应时间缩短，CO排放会增加。
改变气门定时，特别是改变排气门定时，可以改变残余废气量和气缸温度，进而调节燃烧起点。
所谓双重燃油操作，就是通过改变所用的两种燃油的比例来调节燃烧起点：例如调节易于自燃的正庚烷和抗自燃的异辛烷的比例，也就是调节辛烷值。
又如采用天然气作为主要燃料，同时利用氢加浓天然气以控制燃烧定时。
总之，发动机管理系统明显地朝着更加柔性的方向发展。
空气/燃油比和EGR量对化学反应来说都是非常重要的参数，因而对燃烧速率也有着非常重要的影响。
对于燃烧室几何形状和紊流度是否对HCCI燃烧过程有影响的问题，几乎还没有实验数据。
然而，涉及HCCI燃烧的缸内流动和紊流度的仿真工作已经有人做过了。
在发生燃烧的曲轴转角窗内，较高的紊流度给出较低的燃烧速率。
活塞顶部燃烧室的几何形状对燃烧速率和指示效率有明显的影响。
很清楚，放热率间接地受到紊流度、温度分布的改变和气缸内边界层厚度的影响。
HCCI的优缺点从热效率的观点来看，HCCI燃烧看上去具备非常优越的特点。
一个特点是低的热损耗。
由于它的燃烧温度低，对燃烧室壁的传热很低，且无烟的燃烧能够减少辐射热的传递。
另一个特点是燃烧周期很短。
因为燃烧过程主要是受化学反应而不是受混合过程的支配，能够使得燃烧周期比传统的柴油机短。
利用这些特点，有可能使得它的循环十分接近奥托循环。
已经可以实现高达50%的指示热效率，废气中未经处理时只有几个ppm的NOx排放。
但是，短的燃烧周期和迅速的放热，有时候会使得类似“爆震”的燃烧噪声增加。
此外，HCCI 燃烧需要高稀释度的空气/燃油混合气以限制燃烧强度，这会使得功率密度变差；而且高稀释度的混合气带来了低的排气温度，使得发动机难以采用涡轮增压。
这些都使得HCCI可能达到的最大负荷比典型的火花点燃式和直喷式柴油机低得多。