低温燃烧以其较高的燃烧效率以及良好的排放性能得到了广泛关注和研究。其均质低温,压缩着火的特点,继承了汽油机和柴油机在燃烧性能上共有的优点,但失去了汽油机和柴油机在控制上的便利性。相比于汽油机和柴油机,燃烧相位和燃烧过程的精确控制是低温燃烧发动机所面临的主要挑战,也是这种燃烧技术走向工程化的关键。为了解决低温燃烧模式在可控性方面存在的问题,本文提出了一种基于两级可控分层的高预混可控压缩燃烧策略（HPCCI:Highly Premixed Controllable Compression Ignition）。HPCCI将缸内充量构建为两个部分,一部分充量被称作高活性局部充量,通过在活塞运动至接近上止点时向缸内喷射微量高活性燃料,形成微火源,直接控制着火;而另一部分充量被称作低活性均质充量,其活性,当量比及温度等充量状态都可以改变,以适应不同的工况,负责控制着火后的燃烧过程。本文首先实现了理想的HPCCI放热过程,即高活性局部充量放热后（放热率峰值较低且持续期较短）,低活性均质充量放热（放热率较高且持续期较长）的放热过程,并根据放热率曲线所呈现出的特点,将典型的HPCCI的放热过程划分为四个阶段,即:着火延迟、引燃期、主燃期、后燃期。本文通过在压缩上止点附近喷射微量高活性燃料（被称作引燃喷射）,形成微火源,用以控制着火正时。实验结果表明,随着引燃喷射正时的提前,着火正时也相应提前,并且呈现出近似于线性的变化关系;引燃喷射油量增加,也会导致着火正时相应提前。本文通过在排气上止点附近喷射低活性燃料,在压缩冲程早喷高活性燃料,进行充分预混,用以控制低活性均质充量的活性。结果表明,随着燃料活性的增加,HPCCI的整体燃烧过程呈现出更加集中和剧烈的趋势。而增压会使得燃烧始点提前,并显著提升最大缸压。本文实验中的HPCCI模式,具有较好的经济性与排放性,并且,在实验中发现,提前引燃喷射正时,增加引燃喷射燃料质量,提升燃料活性会使得热效率增加,同时也会使CO排放降低,NOx排放增加;提升增压压力,会导致CO2的排放降低,并导致CO、NOx等参数,随着引燃喷射正时变化的敏感性降低。