Uwe Grebe先生正在讲解HCCI的工作原理

美国汽车给人的普遍印象就是排量大、动力强劲、油耗偏高。可是现在，三大汽车公司已经采用了许多主流的先进技术来扭转这一现象。通用汽车公司最新研发的HCCI技术，可以说是对传统内燃机燃烧概念的一个突破。

通用汽车公司正在努力探索一系列新的方法，来为汽车提供更加环保的动力系统。这一应对方法就是“HCCI”（Homogeneous Charge Compression Ignition），标准名称为“均质充气压缩点燃”。使用这种技术的汽油发动机，其燃油效率接近于柴油发动机的水平，而且不用像柴油发动机一样配置昂贵的NOX后处理装置，可谓一举两得。

HCCI是一种全新的内燃机燃烧概念，既不同于传统柴油机的非均质充气压缩点燃，又不同于汽油机的均质充气火花点燃，而是综合了二者的优点，从根本上形成汽油发动机固有的低排放、结构相对简单、低成本尾气排放处理的特性，以及柴油发动机较高的燃油效率。HCCI的基本原理是：将燃料和空气预先混合成均质的稀薄气体，吸入气缸内，随后将其压缩到较高的压力和温度，直到发生自燃。或者燃油直接喷入气缸，在气缸内与空气进行预混合而自燃。

2007年，通用汽车公司在HCCI技术的研究上取得了重大进展。他们以颇具代表性的2.2L、180hp Ecotec四缸发动机为基础，经过HCCI技术和传统火花点火技术改良，以及大量的检测和试验，推出了HCCI汽油发动机，并将它们安装于可驾驶的2007型土星Aura和欧宝Vectra上。

然而，HCCI发动机尚无法完全取代传统的火花塞发动机。目前，HCCI还面临着一些技术挑战，如控制系统非常复杂，爆发过程难以驾驭，由于燃烧周期短、放热迅速，有时会出现类似“爆震”的燃烧噪声。还有在冷起动条件下，需要在气缸内提供一定的热量，这一热量高于单独通过压力获得的热量。按照通用汽车高级动力系统工程公司的执行董事Uwe Grebe先生的说法，采用HCCI技术的关键在于需要根据温度小心地调节燃油与空气的混合比。

在研究过程中遇到的最大挑战是要保证HCCI发动机能够在轻负载和高负载下平稳运转。例如，在轻负载和超稀薄空气燃料混合条件下，呈递减运转的活塞具有冷却效应，即造成熄火，会熄灭燃烧气体的化学反应。HCCI技术专家Dennis Assanis指出，这导致循环峰值温度在1 500K以下。

另外，因为发动机根据操作条件同时应用了HCCI系统和火花点火燃烧系统，因此控制器必须能够在驾驶员毫无感觉的情况下在这两者之间进行顺利转换。

显然，通用汽车公司已准备在未来的汽车上采用HCCI发动机。据Grebe先生估计，到2015年以后，HCCI发动机将会投入量产。