據澳大利亞新南威爾士州大學和美國圣地亞國家實驗室報告稱，乙醇燃料分層技術能顯著地降低HCCI發(fā)動機的壓縮率，提升發(fā)動機的高負荷限制。

　　在仿真實驗中，實驗團隊運用多空間模型結合氮氧化物排放量的因素來評估乙醇燃料分層技術降低HCCI發(fā)動機增壓率的效果。

　　HCCI發(fā)動機的工作原理和火花點火柴油發(fā)動機類似。和柴油機一樣，節(jié)流損失和高壓縮比產生了極高的熱效率。燃油混合氣被預混合，形成均勻混合氣，在氣缸中稀釋。這些因素相結合，燃燒時除了有碳煙，產生的氮氧化物有害氣體非常少。

　　盡管HCCI發(fā)動機好處不少，但運用到實際上還要攻克幾道難關。首先是在高負載時的高壓縮率使發(fā)動機產生爆震，這將會損壞發(fā)動機機體。其次不同于火花點火發(fā)動機受限于火焰?zhèn)鞑ニ俣?，也不同于柴油發(fā)動機受限于混合噴射速度，HCCI發(fā)動機氣缸內小油滴幾乎是同時在燃燒。燃料分層噴射技術或許能解決這個問題。

　　通過分層帶電壓縮點火可以實現(xiàn)燃料分層噴射，包括均質壓燃點火和二階段點火隨時控制燃料濃度達到降低壓縮率的目的。

　　燃料被直接噴射進燃燒室時，通過燃料分層噴射實現(xiàn)局部降溫。由于單級點火對溫度很敏感，如果燃油混合器溫度足夠高，則能實現(xiàn)壓縮率的下降。

　　碳煙的排放與氮氧化物之間有一種互相制衡的關系，降低當氧化物排放，溫度降低，碳煙氧化不完全，排放量增加。

　　乙醇是目前為止最優(yōu)秀的HCCI發(fā)動機燃料。而由于水的沸點很高，他們也考慮過水和乙醇的混合燃料。

　　他們建立了一個多空間模型并針對HCCI發(fā)動機的自然分層數據進行了確認，接著將范圍擴展到了燃料分層模型，將燃料分層蒸發(fā)計算在仿真模型內。這點導致氣缸內燃油分層加劇。研究表明：

　　·該模型能夠準確地預測乙醇的點火時機；還能預測熱分層的壓縮率。壓縮率高時不會導致分層，持續(xù)增加分層程度導致發(fā)動機熄火。

　　·長時間的燃燒，加上不同數量的蒸發(fā)冷卻加劇了分層現(xiàn)象。而加劇后的分層現(xiàn)象又導致了燃燒的持續(xù)。

　　·不同于二階段點火，稀薄乙醇混合點火排放很少量的氮氧化物。

　　燃料分層技術的缺陷在于當局部溫度很高時產生大量氮氧化物，與此同時溫度太低時降低燃燒效率。加入水以后的混合燃料可以減少氮氧化物的排放，降低壓縮率。這將是更高水平的分層技術。