ガソリン直噴エンジン
ポート噴射エンジンと比較して圧縮比を高くできる。これは、ガソリン直噴エンジンでは燃料噴射前はディーゼル機関と同様に空気のみを圧縮するのでノッキングを起こしにくいこと、さらに燃料噴射後の燃料が気化熱を吸収することで筒内温度がポート噴射に比べ下がることによる。その結果、全回転域でのトルクを高められ、高効率すなわち低燃費と出力向上との両立が実現しやすい。
燃料消費削減と高出力&軽量化の両立が出来る事からレース用エンジンとしての採用も増えつつあり、例えばトップカテゴリーであるF1の2014年からのパワーユニットは、ガソリン直噴のV型6気筒1.6 Lシングルターボエンジンを使用するものに限定されている。
これらは初期はリーンバーン(希薄燃焼)を前提としていたため不具合や煤の問題が多く発生したが、その後技術の進歩で00年代半ばにはストイキ(理論空燃比)での直噴も可能となり弱点を克服していった。
特に海外では2000年代以降、年々厳しくなる排ガス規制や燃費基準に対応するために、均質燃焼タイプの直噴エンジンを採用するメーカーが増えてきている。また大排気量自然吸気エンジンを小排気量過給器付きエンジンに置き換えて、パワーと燃費をバランスさせる動き(ダウンサイジングコンセプト)が欧州メーカーを中心に一般化したが、その際過給器との相性が良く燃費の向上も図ることが出来る直噴技術は必要不可欠なものとなってきている。日本でも2010年代半ばからダウンサイジングコンセプトを受けた小排気量過給器付きエンジンを搭載した車種が多数登場し、今では欧州同様大衆車から高級車まで展開されている。
一方で排ガス規制等との兼合いや、メンテナンスの難しさ(カーボン発生による不具合の頻発)などから、ポート噴射再評価の機運もある。メーカーによっては直噴とポート噴射を併用し、ポート噴射でノッキングを起こさない程度の燃料を予混合し均質化した空気をシリンダーに吸入させ、シリンダー内のインジェクタノズルによって噴射した微量の燃料に点火することによって燃料を完全燃焼させるという方法で直噴エンジンの燃費のよさを活かしつつ、カーボンの発生を抑えるという工夫を凝らしている。
50から350気圧という高圧のガソリンを、エンジンの吸気行程から圧縮行程にかけてインジェクターからシリンダー内に直接噴射し、点火プラグによる火花放電により着火するものである。世代によって、以下の分類がなされる。
第一世代(自然吸気で成層燃焼):リーンバーンによる燃費改善
第二世代(自然吸気で均質燃焼):直噴による冷間始動時の排出ガス改善
第三世代(過給吸気で均質燃焼):ダウンサイジングコンセプトによる燃費改善
第四世代(自然吸気で成層燃焼):混合気形成に新技術を使用し、リーンバーンによる燃費改善
有害な排出物の発生を抑えることができるため、直噴の恩恵は2ストロークエンジンにおいてより高まる。従来の2ストロークエンジンでは吸気時に排気口が同時に開くため、排気ガス中に未燃焼ガスが含まれるのを避けることはできなかったが、直噴により解決する。
一般市販の自動二輪車では、イタリアのビモータによる「500 V-Due」(500 ブイ-ドゥエ)で採用され発売された。スピードメーターの目盛りも320 km/hまで刻まれており、500ccでありながら110馬力、トルクは9.0キロと当時のオートバイ専門誌でインパクトのある記事が掲載されていたが、実際には制御用コンピューターはじめ多くの点で技術的に不完全なところも多く、期待されていた性能は出なかったこともあり、モデルチェンジの際に通常のキャブレター仕様になっている。
低圧空気式と高圧式の2種類の直噴が2ストロークエンジンに使用されている。オーストラリアのオービタル社が燃料と空気の混合気を燃焼室に噴射するエンジンを開発した。空気は膨張して燃料は8μm径の油滴になる。他の直噴形式では油滴は20〜30μmである。
2ストローク方式のレシプロ内燃機関は上記クランクケース圧縮式の他に、ルーツブロアによる強制掃気を行うユニフロースカベンジング式が存在する。かつては、バス・トラック用及び電気式ディーゼル機関車用として一世を風靡した中型高速ディーゼルエンジンの1形態であった。
クランクケース圧縮式同様吸気の吹き抜けが起き、またクランクケース圧縮式より構造上複雑になるため、市販車用のガソリンエンジンには使用されていない構造だった。しかし、直接噴射式であれば吸気吹き抜けによる未燃ガソリンの放出がなくなる。
この方式でガソリン直噴エンジンを開発するメリットとしては、4ストロークエンジンと比較した場合、従来キャブレター式やポート噴射インジェクター方式に比してトルク不足となることから、コンパクトカー・軽自動車クラスのエンジンの開発が難しかったが、爆発回数が倍になるためトルクが増しトルクの増大・小排気量化が可能となる。