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2024-10-26
气门口喷射技术(PFI)和缸内直喷技术(GDI)主要区别在于混合气形成策略不同；目前，主流发动机产品中PFI喷嘴20%装载于缸盖上的进气门背面，80%安装在进气管上并靠近缸盖位置；在发动机启动时，会在进气门附近形成油膜、油坑等液态燃油，这些燃油在进气过程中逐渐蒸发进人气缸。
进气门处的油膜如同电容具有积分的作用，这样发动机瞬时的供油量不能通过喷油器实现精确控制，由于部分蒸发现象会导致油量控制延迟和计量偏差。尤其是发动机冷启动时由于燃油蒸发困难，使实际供油量远大于需求空燃比的供油量，这样会导致冷启动时发动机有4~10个循环的不稳定燃烧，发动机未燃烃类化合物的排放显著增加。
燃油缸内直喷可以避免气门口燃烧湿壁现象，实现燃烧各阶段准确控制，能够实现更稀燃烧，同时可以降低缸与缸之间、循环与循环之间的变动，冷启动首循环不需加浓控制，降低瞬变工况烃类化合物的排放。
然而，GDI发动机对燃油蒸发和混合物形成有严格的要求，并且需要通过提高喷油压力来提高燃油雾化率，提高了GDI发动机设计难度和制造加工成本。
PFI发动机另一个限制是使用节气门控制负荷，由于节气门节流作用使PFI发动机中小负荷时具有较大的进气节流损失。GDI发动机在中小负荷时，采用分层充气工作模式，通过控制喷人气缸油量来控制发动机的负荷，不存在节气门的节流损失，能够显著提高发动机的热效率。
目前，技术完善的PFI发动机仍在使用节气门进行负荷控制，仍存在气门口附近的油膜现象，这两方的限制是继续提高PFI发动机的经济性和降低排放的主要障碍。GDI发动机理论上不存在上述两方面的限制。除了具有消除油膜湿壁现象和无节气门节流损失的优点外，GDI发动机还具有优于PFI发动机的热力学优点。
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