우리는 가끔 차량 뒷편이나 엔진룸을 열어보면 GDI가 적혀있는것을 심심하지 않게 볼수 있었다. GDI는 엔진의 종류중 하나인데 이 엔진은 놀랍게도 그 이론 자체가 오래됐고, 자동차 부흥기였던 1925년 스위스 엔지니어 요나스 하셀만이 실제로 제작했다.
이는 혼합 비율이 매우 낮은 혼합기를 만들어 점화 플러그로 점화시키는 방법이었다.
그러나 헤셀만 엔진은 순수 가솔린 엔진이 아니라 디젤 엔진(가솔린으로 시작하여 가열하면 디젤 또는 등유로 되돌아옴)을 혼합한 엔진이었으며, 이후 독일에서 최초로 대량 생산된 가솔린 직분사 엔진은 융커스 주모 210G를 시작으로 다임러-벤츠 DB 601 엔진으로 만들어졌다.
1952년, 보쉬는 이 차를 시제품 차량에 실었고, 1955년 메르세데스-벤츠 300SL은 직분사 엔진을 장착한 최초의 스포츠카였다. 주행 제어의 어려움 등 기술적 문제로 한동안 폐기됐던 기계식 펌프 작동식 시스템이었고, 이제 전자연료분사 GDI는 1996년 미쓰비시자동차가 일반 차량용으로 처음 양산해 이후 다양한 이름으로 출시됐다.
다소 특이한 경우, 2행정 엔진의 미연소 혼합기가 작은 스트로크 시 배기로 누출되는 문제를 해결하기 위해 직접 주입을 적용하였다. 1997년 이탈리아의 첨단 오토바이 제조업체 비모타가 만든 500V 듀는 아쉽게도 이탈리아에서 전자공학 기술이 열악한 내구 인젝터를 만들 수 없어 초기 생산된 차량은 모두 회수·환불됐다.
이후 2010년대 들어 KTM 등이 2행정 엔진에 직분사 방식을 적용했지만, 도로 주행이 불가능한 레이싱 카트, 모터크로스 레이스 차량 등 극히 일부 분야에 적용됐다.
원래 엔진에 연료를 공급하는 가장 대표적인 방법은 카뷰레터 안에서 연료와 산소를 혼합해 가스믹서를 만든 뒤 실린더에 주입하는 것인데, 제대로 혼합하지 않으면 불완전연소를 일으켜 연비와 출력이 떨어진다.
그렇다면 '실린더에 공기를 많이 넣고 많은 공기로 소량의 연료를 태우면 불완전 연소가 쉽게 일어나지 않는다'는 개념에서 나온 것이 린번 엔진(3)이었다.
기존의 공기 대 연료비인 14.7:1보다 얇은 22 내지 23:1의 혼합비가 가능하나, 이는 여전히 상기 혼합기를 형성하여 실린더에 주입하기 때문에 제한적이다.
여기서는 흡기 행정에 공기만 삽입하고 연료를 주입하여 믹서형 엔진을 만든다. 이론적으로 25:1 내지 40:1의 혼합비로 연료를 사용할 수 없으며, 연료를 주입 및 기화하면 주위 열을 빼앗기므로 연소실 내의 온도가 낮아지고, 연비가 향상되며, 혼합비 조절에 의해 출력이 향상된다.
여기에 불완전 연소에 따른 일산화탄소 배출량도 대폭 줄였다. 또, 전술한 바와 같이, 연료 분사시에 연료에 의한 냉각 효과가 있으므로, 고온에 의한 노킹이 방지되어, 압축비를 높일 수 있다. 흡기행정에는 공기만 주입되기 때문에 밸브 오버랩이 길어져도 연료가 고갈되지 않으며, 터보 등 슈퍼차저와의 호환성이 좋아 엔진 다운사이징에 널리 활용되고 있다. 여기에 시동 시 촉매 온도 상승이 용이해 기존 엔진에 비해 유럽 자동차 배기가스 규제인 유로5 대응이 쉽다.
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