ガソリン直噴エンジン
排気ガス悪化 筒内で混合気を作り出す関係で、ポート噴射エンジン以上に霧化が難しく、結果として高圧多孔インジェクターで強制的に霧化させている。ポート噴射エンジンでは、液体のままポート壁面に付着した燃料も時間をかけて気化がされるが、直噴エンジンでは燃料噴射後に気化する時間が十分にないため、黒煙発生の元となる。 通常のガソリンエンジンに比べ、ガソリン由来のPM2.5(粒子状物質)の排出量が5 - 10倍以上あるため、対策が必要とされている。2019年の国土交通省の発表によると、その量はディーゼルを凌ぐという。また下記のようなすす(カーボン)由来の問題を発生させる。
オイル汚れ 上記のススの一部は燃焼室内に残留してエンジンオイルによって回収されるためオイル汚れが激しいので、ポート噴射式に比べてオイル交換サイクルを短くしたほうがよい。実際、GDIエンジンが登場した当時は現在のオイルほど清浄分散剤(すすなどを微粒化させる)の添加量がなかったために、主にこの配合量を増やした「GDIエンジン専用オイル」なるものが三菱のGDI車用純正オイルとして使用されていた。この問題と三菱の不祥事が起因する経営不振が、GDIを主力エンジンとするプロジェクトを頓挫させる原因となった。
ポート噴射エンジンと比べ、エンジン始動直後の冷間時には燃料の気化・霧化に優れるため、排気ガス低減に寄与する。
またポート噴射よりも直噴の方が排気温度の制御が行いやすいため、冷間時の触媒の温度上昇を速めるように制御できることも、排気ガスの有害成分低減に寄与する。
1999年:PSA(プジョー・シトロエン)、ヒュンダイ、ボルボが三菱自動車からGDI技術のライセンスを獲得し、ヒュンダイはGDIのV型8気筒エンジンを開発している。 ルノーが2.0 IDE (Injection Direct Essence)という名称で、メガーヌとラグナに投入する。なおルノーのシステムはリーンバーンよりむしろ、低負荷時のEGR効率を高める設計であった。
2000年:フォルクスワーゲンが、ルポにFSI (Fuel Stratified Injection) の名称で、直列4気筒 1.4Lのガソリン直噴エンジンを投入する。その後アウディ・A4などにもFSIエンジンを採用し、同グループ内の主流ガソリンエンジンとなる。 PSAも三菱からライセンスを受けたGDI技術をHPiの名称で、シトロエン・C5とプジョー・406に採用する(EW10 D型エンジン、2L 16V 140hp/104kW)。
2002年:アルファロメオもGDIのパテントを得て、JTSという名称で156から採用し、以後同ブランドの主流ガソリンエンジンとなる。 ダイハツはミラに軽自動車としては初となるガソリン直噴エンジンEF-VD型を追加。これにアイドリングストップシステム「DAIHATSU STOP AND GO SYSTEM」を組み合わせることにより、30.5 km/Lという低燃費を実現させた。
2003年:ホンダが排ガス規制強化後、成層燃焼を可能にしたi-VTEC IのK20B(直列4気筒 2.0L)をストリーム・アブソルートに採用する。しかしながら、後のストリームのフルモデルチェンジによりエンジンが変更され、2007年1月時点でiVTEC Iを搭載した車種はなくなった。
高温・高圧に耐える、噴霧を最適化した専用のインジェクターや高圧の噴射ポンプ、特殊な形状(冠面がくぼんだ)のピストンなどを必要とするため、エンジン全体の製造に必要な費用が上がる。
なお、熟成が進んだポート噴射式の燃料噴射装置はこの限りではなく、現在では安価に生産できる。
世界初の実用筒内直噴ガソリンエンジンとしては、第二次世界大戦中においてドイツでメッサーシュミットMe109用に開発された航空機用エンジンJumo 210Gがある。現代の自動車用エンジンとは異なり、主目的は、高G下での燃料の安定供給と、過給機による高ブースト圧状態での高出力化のためであった。この技術はドイツのボッシュが世界に先駆けて完成させた、ディーゼルエンジンの無気噴射システムの応用である。その後ダイムラー・ベンツにより開発されたDB 601エンジンがMe109に搭載されたため、直噴ガソリンエンジンとしてはこちらのほうがより有名である。またこのエンジンは日本でもライセンス生産 (川崎 ハ40、愛知 アツタ)されている。航空機用エンジンで自動車用エンジンに先んじて実用化できたのは、航空機は自動車と比較してエンジンのスロットル操作の頻度が極めて少ないからである。
これを自動車用としたものが、戦後の1954年、メルセデス・ベンツ・300SLに搭載されている。ただし明らかに当時の技術では無理があり、燃料ポンプは点火を止めてもエンジンが停止するまでガソリンを噴射しつづけたため、シリンダの壁面からオイルが洗い流されてしまい、頻繁なオイル交換が必要になるという問題が生じた。
1990年代以降は電子制御スロットルの技術が確立したため、三菱自動車工業のGDIを先駆けとして、各メーカーが次々と直噴エンジンを投入する事となった。三菱以外にはトヨタ自動車のD-4、本田技研工業のi-VTEC I、日産自動車のNEO Di、マツダのDISI TURBO/DISI、欧州ではフォルクスワーゲングループのFSI/TSI、メルセデス・ベンツのCGI、アルファロメオのJTSなどがある(アルファロメオJTSは三菱自動車からの技術供与によってGDIエンジンを元に開発されたもの)。