史博宇

摘 要：通过对比分析了GDI发动机与气门口喷射PFI系统，分析了发动机燃烧技术的发展趋势，提出了GDI发动机将会取代 PFI发动机成为车辆的标准配置的结论。

关键词：汽油机；缸内直喷；稀薄燃烧；均质充气；涡轮增压；均质压燃

1 GDI技术与PFI气门口喷射技术的比较

混合气形成策略不同是PFI发动机与GDI发动机的主要区别。PFI发动机具有油膜湿壁现象和节气门节流损失的缺点，而GDI发动机理论上不存在上述两方面的限制。

PFI发动机产品中，20%喷嘴装在气缸盖上进气门的背面，80%安装在进气歧管上靠近气缸盖位置，在发动机起动时，会在进气门附近形成瞬时的液态油膜，这些燃油会在每次进气过程逐渐蒸发进入气缸燃烧。由于部分蒸发现象导致油量控制延迟和计量偏差，冷机起动时由于燃油蒸发困难，使得实际供油量远大于需求空燃比的供油量，这样会导致冷起动时发动机有4个～10个循环的不稳定燃烧，显著加大发动机未燃HC排放。GDI技术可以避免气门口燃油濕壁现象，实现燃烧各阶段准确供油，能够实现更稀薄燃烧并且降低缸与缸之间、循环与循环之间的变动，冷起动首循环不需加浓控制，降低瞬态工况HC的排放。然而GDI发动机对燃油蒸发和混合物形成有更严格的要求，需要通过更高的喷油压力提高燃油的雾化率。

PFI发动机的另一限制是中、小负荷时采用节气门来控制负荷，存在节流损失，GDI发动机在中、小负荷时采用分层充气工作模式，通过控制喷入气缸的油量来控制发动机的负荷，不采用节气门可以降低泵气损失和热损失。……