均质压燃(HCCI)技术分析
HCCI
ignition ,HCCI)的概念,但由于控制技术的限制而没有
受到重视。90年代后期,随着控制技术的发展,均质压燃
技术以其在内燃机节能减排方面的巨大潜力而备受关注。
迄今为止,虽已有少量生产但离广泛的商业化还仍有许
多技术难题需要解决。
HCCI发动机综合了传统发动机的优点, 同时避免他 们的缺陷。归结有如下几点。
品发动机上实现仍然有相当大的技术难度。
采用分缸闭环独立控制保证多缸HCCI发动机各
缸之间工作均匀性也是HCCI发动机产业化必须采用的
技术。戴姆勒· 克莱斯勒公司2005年底将一台1.8L4行
程壁面引导缸内直喷汽油机改造成SI/HCCI混合燃烧模
式发动机(RZF),利用VVT在一个循环内完成SI/HCCI燃
Christensen在1997年就通过实验证明,HCCI发动 机的热效率比火花点火发动机要高23％,甚至超过 了直喷式柴油机。
(3)燃料适应性HCCI发动机可使用多种燃料,包括汽 油、柴油、天然气、醇类、二甲基醚(DME)等。从 原理上说,只要火前燃油能够蒸发并与空气混合,就 可以用作HCCI燃烧燃料。
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, 但它一直被认为是一
种异常燃烧现象而被抑制。在二冲程发动机上真正有意
识应用HCCI燃烧始于1979年Onishi的研究。随后
Yoichi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
(1)低排放HCCI发动机具有汽油机油气预先混合,低 PM排放的特点。HCCI燃烧迅速, 多点同步发生而 且没有明显火焰前锋,燃烧温度低且温度分布较均匀, 因此只生成很少的N O x 和P M 。
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
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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）。
HCCI均质混合气压燃技术
均质混合气压燃技术（HCCI）【摘要】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。
【正文】内燃机最主要的燃烧方式有预混合燃烧和扩散燃烧两种然而在液体燃料与空气的上述两种燃烧混合燃烧过程中，在气缸内释放出大量的热量而产生高温高压，这种燃烧过程中高温高压的工质在推动活塞对外做功的同时，空气中的氮气和氧气在高温下反应下形成NO，而且诶燃料在高温下分解或不完全燃烧而形成碳烟，HC和CO等有害排放物。
这些排放物对环境的污染，已对地球寿命构成威胁而备受关注。
所以，面对石油能源危机，节能与超低排放已成为其面临的重要课题，在这样的背景下开发出新的内燃机燃烧技术，其中具有代表性的就是混合气的均质压燃方式HCCI（Homogeneous Charge Compression Ignition）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。
装备HCCI技术的发动机的技术结构比一般发动机要复杂，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。
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
HCCI燃烧
还是GOOGLE....内容提要：本文简要介绍了发动机均质充量压缩着火（HCCI）燃烧的概念和特点，并进一步着重分析了柴油机HCCI燃烧的特点，以及影响柴油机HCCI燃烧的一些重要因素，如混合气形成方式、进气温度、负荷、废气再循环（EGR）、气门正时及压缩比等因素。
关键词：柴油机，均质压燃，影响因素发动机均质充量压缩着火HCCI（homogeneous charge compression ignition）燃烧是一种全新的燃烧方式。
它能有效降低传统内燃机的燃油消耗和排放问题，特别是能同时降低柴油机NOx和颗粒物（PM）的排放，并进一步增加热效率，因而被认为是发动机燃烧技术的一个重大进步。
随着排放法规的日益严格和发动机技术的进步，HCCI燃烧技术在节约能源和降低排放方面的潜力引起了世界各国的高度重视。
美国、欧洲和日本的一些研究机构和企业都在大力开展这一领域的研究工作，并成为目前发动机领域的一个研发热点。
一、HCCI燃烧方式概述HCCI是均匀的可燃混合气在气缸内被压缩直至自行着火燃烧的方式。
随着压缩过程的进行，气缸内的温度和压力不断升高，已混合均匀或基本混合均匀的可燃混合气多点同时达到自燃条件，使燃烧在多点同时发生，而且没有明显的火焰前锋，燃烧反应迅速，燃烧温度低且分布较均匀，因而，只生成极少的NOx 和微粒（PM），在低负荷时具有很高的热效率。
HCCI发动机主要具有以下几个特点。
1．超低的NOx和PM排放。
HCCI发动机在部分工况下的NOx排放相对柴油直喷机（DI）可降低95％～98％。
2．燃烧热效率高。
HCCI发动机的热效率甚至超过了直喷式柴油机。
3．HCCI燃烧过程主要受燃烧化学动力学控制。
4．HCCI发动机运行范围较窄HCCI发动机燃烧受到失火（混合气过稀）和爆燃（混合气过浓）的限制，使发动机运行范围变窄。
对于高十六烷值燃料，由于HCCI发动机燃烧非常迅速，在高负荷工况下（混合气浓度大）易发生爆震；对于高辛烷值的燃料，由于HCCI 燃烧为稀薄燃烧，发动机在小负荷工况下容易失火。
柴油机hcci
柴油机HCCI摘要: 均质充量压缩燃烧HCCI(Homogenous Charge Compression Ignition)是一种新型发动机燃烧方式, 它能有效地解决传统柴油机燃油经济性差和尾气排放高的问题, 特别是能够降低NOx 和PM的排放, 并进一步提高热效率。
柴油机的HCCI 燃烧存在HC 和CO 排放偏高的问题, 有待进一步降低, 并且由于HCCI 燃烧存在的燃烧控制以及适用工况范围窄等问题, 因而目前柴油HCCI 发动机还未能实现大规模商品化。
介绍柴油机HCCI燃烧的特点以及影响柴油机HCCI 燃烧的一些重要因素, 如EGR、进气温度、压缩比ε、喷油时刻、燃空当量比和喷油压力等对柴油机HCCI 燃烧和排放的影响。
关键词: 柴油机燃烧方式HCCI均质充量压缩燃烧HCCI ( Homogenous ChargeCompression Ignition) 是一种新型的发动机燃烧方式, 它综合了汽油机均质点燃和柴油机压缩自燃的特点, 像汽油机那样在进气及压缩行程形成均质混合气, 当压缩到上止点附近时均质混合气自燃着火, 在缸内形成多点火核, 从而有效地维持着火燃烧的稳定性。
这种燃烧方式能有效地解决传统柴油机存在的燃油经济性差和尾气排放高的问题, 特别是能够降低NOx 和PM的排放, 并进一步提高热效率。
目前, 国际上有多家汽车公司已在其产品发动机样机上实现了多缸HCCI 稳定燃烧, 并取得了大幅度降低油耗和排放的效果[1]。
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。
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。
均质压燃发动机离子电流检测技术的研究概述
均质压燃发动机离子电流检测技术的研究概述摘要：均质压缩燃烧(HCCI)具有高效、低污染等优点，已逐渐成为内燃机一种新型的燃烧方式。
但HCCI燃烧过程对混合气组分、温度等因素很敏感，因此对HCCI的控制和检测技术提出严格的要求。
本文介绍了HCCI发动机离子电流检测技术的原理，分析了HCCI例子电流形成的机理、离子电流信号特征提取及参数估计以及精确控制HCCI燃烧的燃烧相位的方法；最后从HCCI燃烧离子电流形成机理、模型研究方面不足，离子电流信号质量较差，信噪比较低等问题；等方面阐述了HCCI发动机离子电流检测技术的发展趋势。
关键词：均质压燃离子电流离子信号检测技术均质压缩燃烧(HCCI)具有高效、低污染等优点，已逐渐成为内燃机一种新型的燃烧方式。
HCCI燃烧的过程受到化学反应动力学控制，且对混合气组分和浓度以及混合气的温度等因素非常敏感。
因此，HCCI的控制和检测技术提出严格的要求。
目前，基于MAP的开环控制的常规控制手段已不能满足HCCI燃烧的控制要求，而基于缸内燃烧信息反馈的控制手段又难以达成。
因此，必须采用闭环反馈的方法对HCCI的燃烧进行控制。
国内外专家、学者从SI汽油机燃烧参数控制和状态检测中吸取经验，并用这种技术对HCCI燃烧特征监测和反馈控制进行研究，展现出了HCCI燃烧精确控制和HCCI发动机离子电流检测技术的前景。
1、HCCI燃烧离子电流检测技术原理HCCI燃烧离子电流检测技术的原理：利用火花塞作为传感器，将一定的直流偏置电压施加在火花塞两极。
混合气在气缸内燃烧时将产生自由离子，在偏置电压作用下定向移动，从而形成离子电流。
在发动机外部联接一个检测电阻，分析检测电阻的电压信号波形即可得到缸内的燃烧信息。
SI燃烧方式下，火焰前锋期的化学电离阶段以及火焰后期热电离阶段的自由离子定向迁移形成离子电流，这是比较一致认可的结论。
在有点火、火焰前锋区的化学电离和火焰后区的高温热电离三个阶段离子电流形成三个峰值。
HCCI燃烧技术
4、实现着火时刻以及燃烧效率的精确控制
thanks
燃油经济性高 HCCI燃烧过程中放热率很快，当发动机循环在适当 的阶段时，近似于理想的Otto循环。同时由于HCCI 燃烧属于低温反应，没有发光火焰，所以发动机热耗 散有所降低。因此，就HCCI燃烧其本身而言，有助 于提高热效率。研究表明，在部分工况下HCCI燃烧 的效率与传统柴油机相当。在部分负荷稳定的工况下， HCCI发动机比传统使用节流的火花点火发动机，可 降低高达30%的燃油消耗。
有 变量调节 较低
扩散燃烧
无 变质调节 较高
同时点火
无 变质调节 较高
火焰
压缩终了温度 燃烧温度
有
较低 高温
有
较高 局部高温
无明显火焰峰
较高 相对低温
HCCI特点
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。即，不需要任何点 火系统。
3种燃烧方式对比
比较内容 汽油发动机 柴油发动机 HCCI发动机
燃料
过量空气系数 形成方式 稀薄燃烧 着火方式 点火系统
汽油
1左右 喷射 - 均 质 否 点燃 有
柴油
1.6~2.2
范围更广
范围更广混合气
喷射 – 浓稀 喷射 –均质 是 压燃 无 是 压燃 无
燃烧方式
节气门 扭矩调节方式 压缩比
预混燃烧
HCCI燃烧技术优点
1.燃烧热效率高 2.高燃油经济性 3.低NO以及微粒(PM)的排放 4.燃料适应性高
HCCI燃烧技术缺点
柴油机均质压缩燃烧(HCCI)的实现与优化模拟研究的开题报告
柴油机均质压缩燃烧(HCCI)的实现与优化模拟研究的开题报告1. 研究背景和意义柴油机均质压缩燃烧(HCCI)是一种高效、低排放的燃烧方式，其能够实现汽油机的高热效率和柴油机的低碳排放。
因此，在未来的汽车发展中，HCCI将成为一种主要的动力技术。
但是，HCCI的实现和优化仍然面临着挑战，其中最主要的问题是如何控制HCCI的自燃点和燃烧的扩散速度。
2. 研究目的和内容本研究的目的是探索和优化柴油机HCCI的实现过程，将焦点放在自燃点和燃烧扩散速度的控制上。
具体内容包括：(1) 建立柴油机HCCI的模拟模型，包括燃烧模型、热力学模型和流体力学模型。
(2) 分析HCCI的燃烧特性，研究自燃点和燃料混合气的制备方法。
(3) 优化柴油机HCCI的燃烧参数，如进气压力、进气温度、喷油量和空燃比等。
(4) 验证模拟结果，并探究影响HCCI效率和排放的因素。
3. 研究方法本研究将采用计算机模拟和实验验证相结合的方法，建立柴油机HCCI的模拟模型，并进行数值计算和实验测试。
(1) 建立柴油机HCCI的模拟模型。
采用Fluent软件建立燃烧、热力学和流体力学三个模块的模拟模型，对柴油机HCCI进行数值计算。
(2) 分析HCCI的燃烧特性。
通过分析HCCI的燃烧特性，探讨影响自燃点和燃料混合气的因素。
(3) 优化柴油机HCCI的燃烧参数。
采用数值计算方法，优化柴油机HCCI的燃烧参数，如进气压力、进气温度、喷油量和空燃比等。
(4) 验证模拟结果并探究影响HCCI效率和排放的因素。
通过实验验证模拟结果，并探究影响柴油机HCCI效率和排放的因素。
4. 预期结果本研究预期将通过数值模拟和实验验证，探究柴油机HCCI的实现过程，优化其燃烧参数，进一步提高HCCI的效率和降低其排放。
同时，预期还能建立柴油机HCCI 的模拟平台，为HCCI的研究和实际应用提供参考。
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。
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。
HCCI 均质充量压燃技术详解
我们知道，汽车常用的往复式内燃机，主要燃料有汽油和柴油两种(生物燃料和氢气暂不讨论)，汽油采用的是火花塞点燃的方式，柴油用的是活塞压燃的方式，所以柴油机的压缩比比汽油机要高出不少，柴油机压缩比高，扭矩大，燃油效率高，汽油机压缩比低，工作震动和噪音小，那有没有一种点火方式能将它们的优点结合起来呢？HCCI就是目前的一种新方向。
HCCI（Homogeneous Charge Compression Ignition）的意思是“均质充量压燃”，它是一种以Otto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。
装备HCCI技术的发动机的技术结构比一般发动机要复杂，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。
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。
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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。
一方面，它采用均质燃烧混合气，保持了原汽油机升功率高的特点;另一方面，它取消了节流损失，设计的压缩比高，采用多点同时着火的燃烧方式使得能量释放率较高，接近理想的等容燃烧，热效率较高，保持了柴油机部分负荷下燃油经济性好的特点。
(2)HCCI燃烧方式可以同时降低NOx和PM0它通过设计较稀的混合气空燃比或利用再循环的废气控制把燃烧温度降低在1800K以下，并且由于它以均质稀燃混合气方式工作，有效地抑制了NOx的生成，几乎做到了无烟燃烧，同时，通过废气再循环也降低HC和CO排放。
(3)由于HCCI燃烧只与本身的物理化学性质有关，它的着火和燃烧速率只受燃油氧化反应的化学反应动力学控制，受缸内流场影响较小，同时均质预混的混合气组织也比较简单，因此，在发动机上实施HCCI燃烧模式可以简化发动机燃烧系统和喷油系统的设计。
2.2 HCCI技术的缺点(1)着火定时和燃烧相位的控制困难。
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，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(VCR)控制混合气在TDC时的温度、可变气门定时(VVT)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)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「]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。
(2)工况运行范围比较窄。
HCCI发动机在中低负荷可以很好地运行。
但是在高负荷时，混合气加浓，燃烧速度过快，压力升高率过大，燃烧非常剧烈，发生爆震现象，同时由于燃烧温度升高NOX排放过高;在过低负荷时，燃烧效率过低，并且着火困难。
因此HCCI燃烧被限定在一个有限的运行范围内。
HCCI运行范围除了需要向高负荷范围拓展外，还需向低负荷范围拓宽，提高低负荷时HCCI燃烧的稳定性、燃油经济性和排放性能，其中包括低怠速和冷启动工况。
(3)高负荷时会使NOX的排放增加，低负荷时会出现失火和因温度过低而使其工作变得不稳定和产生较高的HC和CO。
HCCI发动机中的HC和CO排放通常较高。
特别是中低负荷时，由于HCCI燃烧温度过低，靠近缸壁处的燃油无法燃烧，同时由于温度过低缸内的CO无法被完全氧化，故HC和CO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，这部分混合气在膨胀冲程重新返回气缸内，增加了HC排放。
(4)输出功率的密度较低。
(5)热量的释放速度较快导致较高的燃烧噪音，尤其是在高负荷时。
(6)冷启动困难。
3.HCCI发动机的分类3.1HCCI燃烧按供油方式分类(1)进气道喷射:将燃料喷到进气阀附近和空气混合，然后在进气过程中将混合气吸人缸内。
这个方法利用进气涡流来强化混合气的形成过程，从而提高油气混合工质的均匀度。
进气道喷射柴油是提高混合气均匀度的一个相对简单的方法。
(2)缸内前期喷射:即在压缩上止点前将燃料喷人缸内，通常此种情况下发动机的喷油提前角远大于传统柴油机，使柴油与空气在着火前充分混合。
燃油喷射可使用普通柴油机喷嘴，也可通过专用的喷射阀实现。
(3)缸内后期喷射:将柴油在压缩上止点附近或之后喷人缸内，同时采用大量预冷的废气再循环(EGR)、加强涡流和降低压缩比等措施来实现点火延迟。
最终结果是着火恰好发生在燃油喷射结束之后。
尽管缸内后期喷射在缸内形成的混合物均匀度不如前两种形式，但NOX和碳烟排放仍然低于传统柴油机。
3.2H CCI燃烧按油品分类HCCI燃品可分为汽油、柴油和代用燃料等3种。
根据目前的研究统计来看，传统内燃机的燃料汽油和柴油因其市场份额大，所带来的能源和环境问题突出，研究工作最为广泛深入。
汽油HCCI主要是解决汽油机燃油经济性问题;柴油HCCI主要解决柴油机排放问题。
目前，柴油H CCI 发动机已有产品面市，如丰田UNIBUS和日产的MK等。
3.3 H CCI发动机按工作模式分类一种是以提高经济性和排放性能为目标而采用高压缩比高空燃比H CCI燃烧工作模式，另一种是为了适应车用变工况便于在大负荷时切换到火花点火(SI)燃烧模式而采用低压缩比低空燃比HCCI燃烧模式。
4．HCCI技术的实现和控制1.进气温度进气温度是影响HCCI燃烧最直接的参数。
进气温度低，HCCI发动机易失火;进气温度升高，着火提前，燃烧持续期缩短，发动机易发生爆震。
当发动机转速和负荷变化时，着火时刻也随之变化。
控制进气温度可以使HCCI保持合理的燃烧相位，但因进气系统的热惯性，改变进气温度是缓慢的过程，尤其是车用瞬态工况下在发动机一个循环内完成进气温度补偿几乎是不可能的。
2.压缩比提高压缩比可以增加压缩终点混合气温度，实现HCCI燃烧。
高压缩比可以降低对进气温度的需求，从而提高进气密度，增加功率输出。
因此，HCCI发动机设计时尽可能提高压缩比。
但对于辛烷值较低的燃料，提高压缩比易导致发动机在高负荷时产生爆震。
为满足车用发动机不同负荷的需求，发动机可采用变几何压缩比(VCR)技术。
由于VCR技术尚未产业化，目前，HCCI发动机一般利用VVT 改变进气门关闭时刻来改变有效压缩比，从而控制HCCI。
3.EGR热EGR可提高充量温度到HCCI着火温度。
除了热影响外，还有化学作用。
缸内残余废气保存了大量的H2O2、HO2、CH2等活性成分，使混合气着火提前;同时，残余废气中的惰性气体减缓化学反应速率，抑制快速燃烧，降低最高燃烧压力，提高了HCCI高负荷时的抗爆震能力。
另有研究发现，EGR非均质度也可降低HCCI燃烧速率，提高抗爆性。
通过调整气门相位可精确控制缸内残余废气量，从而影响HCCI着火始点和燃烧放热率。
4.燃油改质通过向燃料中添加活性成分可以改善HCCI着火。
试验发现，引入微量的着火改进剂更易引发着火，使得HCCI着火提前，燃烧充分。
而通过在线混合不同化学性质的燃料可以控制HCCI着火时刻。
通常采用高辛烷值燃料配合高十六烷值燃料，如天然气配二甲醚、乙醇配正庚烷、异辛烷配正庚烷、甲醇配二甲醚、汽油配柴油及天然气配柴油等。
通过车载燃料改质器，高辛烷值燃料在进入气缸之前改质，与空气形成相对易着火的可燃混合气，也可控制HCCI燃烧，如车载CNG改质和车载甲醇改质等。
但燃油改质需要两套燃油供给和喷射系统或燃料改质器，响应速度慢，难以适应车用瞬态工况。
5.缸内直喷缸内直喷是控制发动机燃烧最有潜力的一种手段。
缸内直喷通过改变喷油时刻、喷油量以及多段喷射比例可以在缸内形成不同性质的可燃混合气。
“早喷”可获得更多的时间用于燃油蒸发和空气混合，形成均质混合气，如缸内直喷汽油HCCI发动机、丰田UNIBUS柴油机;“晚喷”将喷油推迟到上止点后，如日产MK 柴油机采用晚喷技术，同时采用高EGR率和高涡流比，延长着火滞燃期的同时提高混合率，使喷油完全在着火滞燃期内完成，形成预混合气。
负阀重叠期内的缸内“预喷”实质上是一种快速在线燃油改质的方法。
研究发现，通过负阀重叠获取缸内EGR，配合缸内直喷技术在负阀重叠期将少量燃料喷入高温废气，能够实现燃料改质，大幅度降低燃料自燃温度，提高HCCI燃烧稳定性。
而且预喷燃料能够对HCCI着火始点和燃烧速率起到很好的调节作用，使HCCI燃烧的精确控制成为可能。
6.进气增压进气增压被认为是扩展HCCI工作范围最有效的方法之一。
早在1988年就有学者用试验证实了进气增压的效果，他们使用17:1和19:1的压缩比将进气增压到1到2bar，结果发现增压能显著地提高发动机缸内的平均指示压力，但增压的压力要受到发动机和压缩比的限制。
在压缩比为17:1, EGR率48，增压1. 0bar时，以天然气为燃料，HCCI最高的平均指示压力能达到16bar, HC的排放随增压压力的提高而降低，但CO排放则非常依赖于混合气的空燃比和进气加热。
科学家在一个1.6升变压缩比的多缸HCCI发动机上对比了涡轮增压和机械增压，发现涡轮增压比机械增压产生较少的功率损失，而且涡轮增压比不增压的发动机有更好的效率。
同时，另有学者也发现进气增压能扩展HCCI的负荷范围，并能减少燃油消耗。
5.HCCI发展目标和发展趋势5.1 HCCI技术的目标HCCI技术的研发目标是在性能上超越压燃式和点燃式发动机，并应用于货车发动机。
HCCI发动机同时拥有压燃式和点燃式发动机的优点，其排放控制系统不像压燃机和点燃机使用稀有贵重金属。
HCCI技术拥有同时适合高负荷及低负荷发动机的可能性。