有史以来，内燃机广泛采用进气道喷射 (PFI) 设计，即将燃油喷射至进气口并与进入的空气进行混合。事实上，许多新车仍采用这种发动机设计。PFI 的燃油喷射器通常安装在进气歧管中，当进气阀打开时，空气/燃油混合物被吸入气缸。
在 GDI 发动机中，燃油喷射器安装在气缸盖上，燃油被直接喷入气缸中，然后再与空气混合。
与 PFI 设计相比，GDI 系统有许多优点，其中最显著的是其更好的燃油经济性。
监管机构要求汽车制造商大幅提高汽车的燃油效率，GDI 的使用也越来越受欢迎。高达 15% 的燃油经济性改善在 GDI 中并不罕见。
下图描述了全球 GDI 技术的快速增长，在过去 17 年里，GDI 技术占发动机产量的比例从1% 上升到 44%，并预计在未来五年内将增长到 62%。
GDI的另一个优点是性能，由于喷射压力更高，并能更准确地将燃油输送到活塞气缸中，其系统提供的动力更强。在GDI系统中，喷射到气缸中的燃油雾化更好，几乎可以实现瞬间点火。GDI采用精密电控可以实现多次喷射和燃油计量，这有助于提高车辆的性能和效率。
GDI发动机的燃油系统在硬件选择方面精密度要求更高：能够承受更高温度和压力的喷油器和高压燃油泵。燃油喷射器通常采用多孔设计，有助于将燃油精确输送到气缸中，并且喷射器的位置对系统的效率来说也至关重要。喷油器可以侧置，也可以中置，这取决于所需的喷雾模式，对车辆的整体燃油效率都有影响。
为了进一步提高性能，许多GDI发动机都配有涡轮增压器，从而提供更强劲的动力。涡轮增压器利用汽车排放的废气来推动涡轮，涡轮再驱动空气压缩机，使更多的含氧空气进入气缸，从而提高燃烧速度。涡轮增压器和直喷技术在轻型汽车中的应用正在增加，全球汽车制造商预计将出现增长。
借助 GDI 发动机，汽车制造商提供的技术能够满足消费者对高燃油经济性车辆的需求，同时遵守世界各地监管机构实施的严格的燃油经济性改进措施。他们通过直喷技术，无论有无涡轮增压器，都可以在不牺牲动力或性能的情况下实现这一目标。
汽车制造商对这一技术的迅速采用及其新车产量的预期增长，证明GDI汽车将在世界各地汽车保有量中占据相当大的比重。
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