图1  HEDGE技术的发展和成长

美国西南研究院为中国的汽车制造业带来了最新的科技成果——“高效稀燃汽油机技术”。对配置汽油机的乘用车来说，该技术可以将汽车燃油经济性改善20%甚至更多。目前，这项最新技术，正在被许多北美、欧洲及日本的汽车制造商纳入生产应用计划中，而且一些相关车型已经开始生产。

目前，中国拥有着全世界最大也是增长最快的汽车市场。由于增长过快，中国的汽车工业不仅需要解决随之而来的种种问题，还必须面对燃料供应及环境问题所带来的压力。提高燃油经济性就成为了众多厂商迫切需要解决的难题。

自2001年以来，美国西南研究院（Southwest Research Institute，以下简称SwRI）已经开始进行了针对此技术的研发，这项技术被命名为HEDGE，即高效稀燃汽油机。HEDGE技术的出现可以说是恰逢其时。2005年，SwRI取得了第一个HEDGE技术专利。

图2  当EGR增加时，需要新的高能点火系统

可喜的是，今天国内的汽车制造商也可以获得这项先进技术的帮助，来改善发动机性能及排放的问题。作为已经成熟的专利技术，SwRI可以协助业内企业设计并且实施HEDGE及相关组件的应用策略，为打造新一代的发动机及汽车产品的生产作计划。

最近在北京的一次会议上，SwRI?北京代表处的首席代表Robert Burrahm先生使用了一个技术大树生长的比喻，生动地描述了HEDGETM技术（见图1）。他认为，在2001年到2004年间，无数研究和专利、资源的利用，就像树根一样为SwRI内部的开发工作补给着养分。而来自数家行业内企业的整合资源，则像树干一样支撑着HEDGE技术的不断成熟发展。

同样名为HEDGE的行业联盟推进了由基础科技向发动机子系统的精细技术的转变。最终，在这颗技术大树上开花结果的就是可以应用到发动机系统上的单独或合并的，可以改善提高发动机效率的各类具体的技术。从中，国内的企业可以选择参与到这个行业联盟变成树的一部分，甚至可以根据自身需要直接购买成熟的技术果实。

图 3 SwRI HEDGE 配套设施及支持技术

HEDGE技术的关键就在于大量运用废气再循环（EGR）系统。其实在汽油发动机中，使用少量的EGR并不是行业内的新鲜事。在美国，采用这种手段来减少泵气损失和降低尾气中的NOX的排放，已经有了40多年的历史。虽然在轻度或中度负荷时，EGR的使用可达2%~5%的水平，并不干扰燃烧稳定性。但HEDGE技术的应用，可使汽油机利用EGR的比例超过20%（如图2所示）。 为了支持发动机可以达到如此高的EGR水平，SwRI和联盟成员公司开发了包括高能点火系统、先进的增压系统和新EGR硬件等三个方面的配套设施及支持技术，在图3中可以看到相关说明。

在适当应用这三项技术的情况下，发动机可以承受高EGR水平，在高压缩比下工作，并且改善燃烧相位。这些高水平的EGR减轻了敲缸，允许发动机可以在低转速、高负荷和高功率运行时，实现高效率运转，并且没有燃料增浓的影响。

图4  BSFC改善效果图

同时，在适当应用这三项技术的情况下，还可以急剧降低制动燃油耗（BSFC），图4显示的结果可以作为参考。此外，EGR系统在负载达到1.6MPa的平均有效制动压力（BMEP）时消除爆震，同时在负载达到2.2MPa的时候实现发动机的高效率运转。对制造商而言，这些结果更表明发动机可达到更加小型化，并且小型化发动机的转速也呈现了明显的下降。

建立在项目基础上的企业联盟，也是HEDGE的一大特色。联盟中不仅有发动机和整车的制造商成员公司，还囊括主要零部件的供应商们。所有成员都拥有这项技术知识产权（IP）的使用权。这就意味着在程序开发过程中，所研发出来的各组件技术可以迅速地纳入生产线中。这些为HEDGE技术的应用所研发生产的主要的组件，已经可以在中国市场上发售，它们包括：高效能点火系统、EGR阀、EGR冷却器和先进的增压系统。这些产品的生产者在观察到市场已经准备就绪时，已经很快地着手进行了这些组件的生产。

来自美国西南研究院（SwRI）北京代表处的Burrahm先生还强调，HEDGE技术是目前最有效可行的针对汽油发动机的技术。众多汽车制造商近期都在不断推出直喷汽油发动机，即GDI发动机或DIG发动机。SwRI已经成功地将HEDGE技术应用到了GDI发动机和传统的进气道燃油喷射发动机上。无论燃油效率的显著改善是否能被燃油喷射方式所证明，但是数据显示，当应用HEDGE技术时，发动机将可以不用再依赖高成本的GDI组件的使用。这对于整个汽车制造行业是一个极好的消息，因为高颗粒物排放的GDI发动机一直是业内的一个困扰。

HEDGE燃烧在降低CO排放和NOX排放的同时，同时更可以大幅减少颗粒物的排放（图5所示）。这就是说应用HEDGE技术的发动机，无需再使用任何的排气后处理系统。而传统的三元催化器在中国则被用于所有整车产品上。

图5  颗粒物的排放大幅减少

美国能源部长Steven Chu博士在2010年3月份的一篇报道中曾表示，美国和中国是全球最大的能源消耗国，同时也是最大的能源制造者和温室气体排放国。这两个国家在向清洁能源经济过渡的未来几年中，将扮演越来越重要的角色。科技将在这个过渡时期内，发挥着举足轻重的核心作用。在关键技术的研究上，美国和中国存在着强烈的共同利益。虽然他并有特别提及清洁汽车技术，但是毋庸置疑的是，HEDGE技术对中国汽车制造商的转让完全符合上述的合作精神。在汽车制造业内，美国西南研究院已经成为帮助解决全球性业内促进机动车燃油经济性难题的一个重要组成部分。