汽油缸内直喷早在世纪年代就已经在德国出现。德国第一台汽油喷射航空发动机型发动机就是汽油直接喷射发动机。相比化油器式汽油机它有了很大进步,由于汽油直接喷入气缸,燃油蒸发冷却了缸内充气,提高了进气效率,减少燃烧过程中炽热点火和爆震倾向可能利用纯空气扫气,减少由于燃油进入排气道带来的损失另外直接喷射容易造成充量分层,便于实现稀薄燃烧。
直喷式汽油机直接将燃油喷入气缸,避免了进气道湿壁现象的问题,对每一燃烧循环供给精确计量的燃油,相应地降低了冷启动过程中的排放,提高了发动机的瞬态响应速度,发动机一般在个工作循环之内就能顺利启动。与进气道喷射相比直喷式汽油机的喷油压力较高，使得进入气缸的燃油得到更好的雾化。雾化良好的燃油燃烧更完全,加之直喷式汽油机直接将燃油喷入气缸消除了燃油供给的滞后效应,当发动机减速时可迅速断油,从而提高了燃油经济性。
燃油经济性优势。进气道喷射发动机负荷变化是通过节气门调节混合气的进气量实现。节气门的存在会造成泵气损失,尽管现在其控制技术已相当成熟,但是低负荷时热效率降低不可避免。相反,直喷式汽油机不再依靠节气门来调节负荷,通过调整喷油量来改变缸内空燃比以适应发动机负荷的变化,这一变化提高了发动机在部分负荷时的热效率,燃油经济性得到改善。
发动机寿命优势。燃油的汽化潜热可以降低混合气的温度和容积,从而影响着发动机的充气效率和爆震趋势。进气道喷射发动机燃油的蒸发主要依赖于进气道等热源对油膜的热传递,因而不能显著地冷却充质。而缸内直喷式汽油机其燃油直接喷入到气缸,从气缸内周围空气吸取热量蒸发,可以冷却缸内温度,提高充气效率。缸内直喷低负荷在压缩冲程中喷油,喷油之前由于空气温度较高,缸壁对空气的传热率降低,当燃油喷入后其蒸发对充质的冷却效果保持的时间较长,到点火时刻燃气温度较低,最终降低了爆震趋势。