發動機燃燒技術主要有均質混合氣壓燃燃燒技術、分層燃燒技術和稀薄燃燒技術等。

均質混合氣壓燃燃燒技術

均質混合氣壓燃燃燒（HomogeneousChargeCompressionIgnition，HCCI）技術是一種新的燃燒方式，它向氣缸裡面注入比例非常均勻的空氣和燃料混合氣，通過活塞壓縮混合氣使之溫度升高至一定程度時自行燃燒，如下圖所示。

采用HCCI技術的發動機，既不同于柴油機，又不同于汽油機，它們之間的關系如下圖所示。

傳統汽油機采用的是均質混合氣點燃方式，柴油機采用的是非均質混合氣壓燃方式，直噴式汽油機采用的是分層稀薄燃燒方式，而HCCI發動機采用的則是均質混合氣壓燃方式。HCCI發動機通過提高壓縮比，采用廢氣再循環、進氣加溫和增壓等手段提高缸内混合氣的溫度和壓力，促使混合氣進行壓縮自燃，在氣缸内形成多點火核，有效維持了着火燃燒的穩定性，并縮短了火焰傳播距離和燃燒持續期。

它與柴油機燃燒方式的不同在于：柴油機在着火時刻燃油還沒有完全蒸發混合，進行的是擴散燃燒方式，燃燒速率主要受燃油蒸發以及空氣混合速率的影響；而進行HCCI燃燒的混合氣在着火以前已經均勻混合，進行的是預混燃燒模式。因此，HCCI發動機兼有傳統汽油機和柴油機的優點。

HCCI發動機具有以下特點：

① 采用均質混合氣。空氣和燃油在HCCI發動機的進氣系統中預混合，形成均質的空氣/燃油混合氣，然後吸入氣缸進行壓縮。也有燃油直接噴入氣缸，在氣缸内與空氣進行預混合的。

② 采用壓縮點燃。在壓縮行程中，混合氣溫度升高，達到自燃溫度而自燃；也就是說，不需要任何點火系統。

③ 采用比火花點燃式發動機高得多的壓縮比，且允許壓縮比在一個廣闊的範圍内變動。

④ 為了使均質混合氣能夠通過壓縮而點燃，必要時需對吸入空氣進行加熱。

⑤ 由于壓縮點燃的緣故，可以采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轉矩，不需要節氣門。

⑥ 既然均質混合氣是自燃的，所以燃燒大體上是整個氣缸内同時開始的，可以采用過量空氣或者殘餘廢氣達到高度稀釋的混合氣。

⑦ HCCI發動機采用的燃油辛烷值允許在一個廣闊的範圍内變動。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。還可以将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。也有人試圖用柴油作為HCCI燃料，但效果遠不及汽油。

将壓縮點燃式發動機改裝成HCCI的主要目的是減少氮氧化物和微粒物排放。将火花點燃式發動機改裝成HCCI的目的是減少部分負荷時的燃油消耗，提高其動力性。

如果是柴油機改裝成HCCI發動機，就要将高壓噴油設備換成低壓的汽油噴射設備，噴油地點也要從缸内噴射改成進氣口噴射（也有缸内直接噴射的HCCI發動機）；如果是汽油機改裝成HCCI發動機，就要提高壓縮比，并且保持節氣門敞開，可以将點火系統拆除。

由于HCCI發動機容易産生爆震，轉速區間小，電控技術要求高，使得HCCI技術沒有得到普及。

分層燃燒技術

分層燃燒技術在氣缸内所形成的混合氣濃度并不是均勻的，在靠近火花塞的内層空間混合氣偏濃，在遠離火花塞的外層空間（靠近氣缸壁與活塞頂部）混合氣則偏稀。這樣混合氣就形成了由内及外、由濃到稀的狀态，隻有這樣才為分層燃燒做好了準備。

缸内分層燃燒技術如下圖所示，通過二次噴油實現分層燃燒。發動機在進氣行程活塞移至下止點時，ECU控制噴油嘴進行一次小量的噴油，使氣缸内形成稀薄混合氣；在活塞壓縮行程末端時再進行第二次噴油，這樣在火花塞附近形成混合氣相對濃度較高的區域（利用活塞頂的特殊結構），然後利用這部分較濃的混合氣引燃氣缸内的稀薄混合氣。

目前，為達到分層燃燒除采用多次噴射技術，使混合氣濃度加以區分之外，還利用燃燒室壁面結構，令混合氣産生滾流，進而産生濃度差異；通過可變進氣技術，在發動機低速運轉時，對部分進氣道實施截流，以增大進氣渦流強度，促使混合氣分層的形成。

在分層燃燒模式下，整個空燃比λ為1.6～3（空氣過量），這就可以用更少的燃油達到同樣的燃燒效果，使得發動機的油耗更低。同時在分層燃燒狀态下，隻有火花塞附近的區域進行燃燒，最外側極為稀薄的混合氣相當于一個隔熱棉，可以将通過缸壁傳導所損失的熱量降到最低，提高了發動機整體的熱效率。但分層燃燒模式并不是在發動機的任何工況下都适用的，隻有在比較柔和的駕駛方式下才能實現分層燃燒，而在需要動力性能的時候，就需要轉換到均質燃燒模式。

該模式下，隻在進氣行程進行一次噴油，這樣在點火前，氣缸内所形成的混合氣的濃度是均勻的，而且空燃比λ約為1。此外，分層燃燒技術存在着一個目前難以得到綜合性解決的氮氧化物排放問題，而這也是該項技術在歐洲逐步取消的根本原因。

稀薄燃燒技術

稀薄燃燒技術就是利用稀混合氣驅動發動機做功的一種技術，噴油嘴噴出的少量燃油通過活塞頭的特殊導流槽與空氣混合，并使最高濃度的油氣混合氣在火花塞附近達到點燃濃度的下限，進而由火花塞點燃。随後周圍的稀薄混合氣也可被明火引燃，實現用最少的燃油達到燃燒的目的。發動機的空燃比大于18∶1，便可以稱為稀薄燃燒。當然，實際采用稀薄燃燒技術的發動機空燃比可能遠高于這一比值，如本田公司的i-VTECⅠ型直噴汽油發動機，其空燃比可達65∶1。稀薄燃燒既實現了燃料的充分利用，又可大幅降低發動機的換氣損失，同時還能減少污染物的排放。

稀薄燃燒技術的基礎是分層燃燒，因為混合氣中汽油含量越低，就越難被引燃，而采用稀薄燃燒的發動機的空燃比往往可以達到25∶1甚至更高，因此，就必須對混合氣加以分層，使靠近火花塞部分的混合氣具有較高的空燃比，以利于點火。

總之，稀薄燃燒技術的最大特點就是燃燒效率高，經濟、環保，同時還可以提升發動機的功率輸出，但是對燃油品質的要求也比較高。

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