HCCI

　　HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)和傳統(tǒng)的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)一樣，都是向汽缸里面注入比例非常均勻的空氣和燃料混合氣。傳統(tǒng)的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)火花塞打火，點(diǎn)燃空氣和燃料混合氣產(chǎn)生能量。但HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)則不同，它的點(diǎn)火過(guò)程同柴油發(fā)動(dòng)機(jī)相類(lèi)似，通過(guò)活塞壓縮混合氣使之溫度升高至一定程度時(shí)自行燃燒。

　　HCCI是一種以往復(fù)式汽油機(jī)為基礎(chǔ)的一種新型燃燒模式，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是汽油機(jī)的一種壓燃方式。這項(xiàng)技術(shù)在90年代初已經(jīng)被提出并開(kāi)始實(shí)驗(yàn)，但是當(dāng)時(shí)電子控制技術(shù)沒(méi)有現(xiàn)在成熟，所以這項(xiàng)技術(shù)直到現(xiàn)在才被大眾所知。

　　優(yōu)點(diǎn)

　　裝備HCCI技術(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)結(jié)構(gòu)比一般發(fā)動(dòng)機(jī)要復(fù)雜(相比那些“經(jīng)典”發(fā)動(dòng)機(jī))，當(dāng)汽油機(jī)的壓縮沖程快結(jié)束時(shí)，汽油通過(guò)直噴油咀噴進(jìn)汽缸，HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比比普通的汽油機(jī)高，所以噴出的小油滴在壓縮沖程完成時(shí)有時(shí)間在汽缸內(nèi)形成均勻的分布，這時(shí)汽缸的壓力足夠使均勻分布的油滴自動(dòng)壓燃，所有的燃料都在同一時(shí)間點(diǎn)燃，所以提高了燃油的使用效率（傳統(tǒng)的汽油和柴油機(jī)都是非均勻的擴(kuò)散式燃燒，在擴(kuò)散的同時(shí)浪費(fèi)了部分的能量）而且由于它采用壓縮點(diǎn)燃的緣故，可以采用相當(dāng)稀薄的混合氣，因此可以按照變質(zhì)調(diào)節(jié)的方式，直接通過(guò)調(diào)節(jié)噴油量來(lái)調(diào)節(jié)扭矩，不需要節(jié)氣門(mén)。HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒溫度低，對(duì)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(gè)特點(diǎn)是燃燒周期很短。因?yàn)槿紵^(guò)程主要是受化學(xué)反應(yīng)而不是受混合過(guò)程的支配，能夠使得燃燒周期比傳統(tǒng)的柴油機(jī)短。而且它采用的燃油辛烷值允許在一個(gè)廣闊的范圍內(nèi)變動(dòng)。可以采用汽油、天然氣、二甲醚等辛烷值較高的燃油作為主要燃料，也可以采用多種燃料混合燃燒。還可以將對(duì)高辛烷值燃料和低辛烷值燃料配比的調(diào)整，用作在HCCI燃燒中控制燃燒起點(diǎn)和負(fù)荷范圍的方法。但也有人試圖用柴油作為HCCI燃料，效果遠(yuǎn)不及汽油，為什么呢？因?yàn)槠陀休^高的揮發(fā)性，能夠在汽缸內(nèi)盡快與空氣混合形成均勻的油氣混合氣，而柴油沸點(diǎn)高，與空氣較難混合均勻。

　　缺點(diǎn)

　　那HCCI技術(shù)那么好，為什么還不馬上推廣大量是用呢？原來(lái)現(xiàn)在的HCCI技術(shù)還有一些技術(shù)難關(guān)。

　　一　在燃燒時(shí)刻的控制上，HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)靠汽缸的壓力和溫度自燃，油氣混合氣的密度，氣缸的溫度和壓力都需要進(jìn)行精確的檢測(cè)和控制，所以發(fā)動(dòng)機(jī)的ECU管理程序也要進(jìn)行相應(yīng)的加強(qiáng)。

　　二　由于HCCI的同時(shí)壓燃和放熱，瞬時(shí)間汽缸和活塞會(huì)受到強(qiáng)大的壓力，有可能會(huì)產(chǎn)生爆震的現(xiàn)象，所以必須提高混合氣的空燃比（高于傳統(tǒng)的14.7：1），這就需要HCCI在稀燃狀態(tài)下工作，排氣的溫度也比較低，使得發(fā)動(dòng)機(jī)較難采用渦輪增壓。以上這些都使得HCCI可能達(dá)到的最大負(fù)荷比典型的火花點(diǎn)燃式和直噴式柴油機(jī)低得多。另外，低排氣溫度對(duì)催化轉(zhuǎn)化器來(lái)說(shuō)也是一個(gè)問(wèn)題，因?yàn)樾枰喈?dāng)高的溫度才能起動(dòng)氧化/還原反應(yīng)。

　　三　也就由于剛才我們講到的HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)可能達(dá)到的最大負(fù)荷比典型的火花點(diǎn)燃式和直噴式柴油機(jī)低得多，所以，在大負(fù)荷高轉(zhuǎn)速的時(shí)候或者冷機(jī)狀態(tài)下發(fā)動(dòng)機(jī)還必須依靠傳統(tǒng)的火花塞點(diǎn)火系統(tǒng)，這就間接要求了發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比可變，在傳統(tǒng)點(diǎn)火模式的時(shí)候變回低壓縮比。所以氣門(mén)正時(shí)系統(tǒng)及眾多的壓力傳感器也是必須的。

　　所以就現(xiàn)在的限制而言，HCCI汽油發(fā)動(dòng)機(jī)還不能實(shí)現(xiàn)完全的壓燃稀燃模式進(jìn)行，它只在中低轉(zhuǎn)速的時(shí)候介入工作，提高效率，降低油耗。

　　實(shí)際運(yùn)用

　　在實(shí)際運(yùn)用HCCI技術(shù)的研發(fā)上，奔馳和GM走在了前列，以奔馳的07年的F700概念車(chē)為例，其DiesOtto 1.8T直4 CGI直噴發(fā)動(dòng)機(jī)在采用HCCI技術(shù)后，輸出功率達(dá)到238hp，最大扭矩達(dá)到400N.m，完全就是一臺(tái)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。采用HCCI技術(shù)的GM OPEL Vectra和Saturn Aura 2.2L L4汽油機(jī)的油耗也僅為4.3L/100km，比常規(guī)技術(shù)降低15%以上。相信隨著技術(shù)難關(guān)的不斷攻克，HCCI技術(shù)將會(huì)快速普及到大眾當(dāng)中，作為一種新的節(jié)能增效技術(shù)，為地球的藍(lán)天作一份貢獻(xiàn)。