Gasoline direct injection
गैसोलीन डायरेक्ट इंजेक्शन (जी. डी. आई.), जिसे पेट्रोल डायरेक्ट इंजेक्शन (पी. डी. आई.) के रूप में भी जाना जाता है, आंतरिक दहन इंजनों के लिए एक मिश्रण निर्माण प्रणाली है जो गैसोलीन (पेट्रोल) पर चलती है, जहां ईंधन को दहन कक्ष में इंजेक्ट किया जाता है। यह मैनिफोल्ड इंजेक्शन सिस्टम से अलग है, जो अंतर्ग्रहण मैनिफोल्ड (इनलेट मैनिफोल्ड) में ईंधन इंजेक्ट करता है। जी. डी. आई. का उपयोग इंजन दक्षता और विशिष्ट बिजली उत्पादन को बढ़ाने के साथ-साथ निकास उत्सर्जन को कम करने में मदद कर सकता है। उत्पादन तक पहुँचने वाला पहला जी. डी. आई. इंजन 1925 में कम संपीड़न वाले ट्रक इंजन के लिए पेश किया गया था। कई जर्मन कारों ने 1950 के दशक में बॉश मैकेनिकल जी. डी. आई. प्रणाली का उपयोग किया, हालांकि प्रौद्योगिकी का उपयोग दुर्लभ रहा जब तक कि 1996 में मित्सुबिशी द्वारा बड़े पैमाने पर उत्पादित कारों के लिए एक इलेक्ट्रॉनिक जी. डी. आई. प्रणाली पेश नहीं की गई। जी. डी. आई. ने हाल के वर्षों में मोटर वाहन उद्योग द्वारा तेजी से अपनाए जाने को देखा है, जो संयुक्त राज्य अमेरिका में मॉडल वर्ष 2008 के वाहनों के उत्पादन के 2.3% से बढ़कर मॉडल वर्ष 2016 के लिए लगभग 50% हो गया है। संचालन सिद्धांत चार्ज मोड एक प्रत्यक्ष-इंजेक्टेड इंजन का 'चार्ज मोड' इस बात को संदर्भित करता है कि ईंधन को पूरे दहन कक्ष में कैसे वितरित किया जाता हैः 'सजातीय चार्ज मोड' में ईंधन को कई गुना इंजेक्शन के अनुसार पूरे दहन कक्ष में हवा के साथ समान रूप से मिलाया जाता है। स्तरीकृत चार्ज मोड में स्पार्क प्लग के आसपास ईंधन के उच्च घनत्व के साथ एक क्षेत्र होता है, और स्पार्क प्लग से आगे एक दुबला मिश्रण (ईंधन का कम घनत्व) होता है। सजातीय चार्ज मोड सजातीय चार्ज मोड में, इंजन एक सजातीय हवा/ईंधन मिश्रण () पर काम करता है, जिसका अर्थ है कि सिलेंडर में ईंधन और हवा का (लगभग) सही मिश्रण होता है। अंतर्ग्रहण आघात की शुरुआत में ईंधन को इंजेक्ट किया जाता है ताकि इंजेक्ट किए गए ईंधन को हवा के साथ मिश्रण करने के लिए सबसे अधिक समय मिल सके, ताकि एक सजातीय हवा/ईंधन मिश्रण बन सके। यह मोड निकास गैस उपचार के लिए एक पारंपरिक तीन-तरफा उत्प्रेरक का उपयोग करने की अनुमति देता है। मैनिफोल्ड इंजेक्शन की तुलना में, ईंधन दक्षता में केवल बहुत थोड़ी वृद्धि होती है, लेकिन विशिष्ट बिजली उत्पादन बेहतर होता है, यही कारण है कि सजातीय मोड तथाकथित इंजन डाउनसाइज़िंग के लिए उपयोगी है। अधिकांश डायरेक्ट-इंजेक्टेड पैसेंजर कार पेट्रोल इंजन सजातीय चार्ज मोड का उपयोग करते हैं। स्तरीकृत चार्ज मोड स्तरीकृत चार्ज मोड स्पार्क प्लग के चारों ओर ईंधन/वायु मिश्रण का एक छोटा क्षेत्र बनाता है, जो शेष सिलेंडर में हवा से घिरा होता है। इसके परिणामस्वरूप सिलेंडर में कम ईंधन डाला जाता है, जिससे मध्यम भार पर और पूर्ण भार पर औसत वायु-ईंधन अनुपात के साथ बहुत अधिक समग्र वायु-ईंधन अनुपात होता है। आदर्श रूप से, थ्रोटलिंग नुकसान से बचने के लिए थ्रोटल वाल्व जितना संभव हो उतना खुला रहता है। टॉर्क को तब पूरी तरह से गुणवत्ता टॉर्क नियंत्रण के माध्यम से निर्धारित किया जाता है, जिसका अर्थ है कि इंजन के टॉर्क को निर्धारित करने के लिए केवल इंजेक्ट किए गए ईंधन की मात्रा में हेरफेर किया जाता है, लेकिन अंतर्ग्रहण हवा की मात्रा में नहीं। स्तरीकृत चार्ज मोड भी लौ को सिलेंडर की दीवारों से दूर रखता है, जिससे थर्मल नुकसान कम होता है। चूँकि बहुत दुबले मिश्रणों को स्पार्क-प्लग (ईंधन की कमी के कारण) से प्रज्वलित नहीं किया जा सकता है, इसलिए आवेश को स्तरीकृत करने की आवश्यकता होती है (जैसे कि स्पार्क प्लग के चारों ओर ईंधन/वायु मिश्रण का एक छोटा क्षेत्र बनाने की आवश्यकता होती है)। इस तरह के आवेश को प्राप्त करने के लिए, एक स्तरीकृत आवेश इंजन संपीड़न आघात के बाद के चरणों के दौरान ईंधन को इंजेक्ट करता है। पिस्टन के शीर्ष में एक "स्वर्ल गुहा" का उपयोग अक्सर ईंधन को स्पार्क प्लग के आसपास के क्षेत्र में निर्देशित करने के लिए किया जाता है। यह तकनीक अल्ट्रा-लीन मिश्रणों के उपयोग को सक्षम बनाती है जो कार्ब्युरेटर या पारंपरिक मैनिफोल्ड ईंधन इंजेक्शन के साथ असंभव होगा। स्तरीकृत चार्ज मोड (जिसे "अल्ट्रा लीन-बर्न मोड" भी कहा जाता है) का उपयोग कम भार पर किया जाता है, ताकि ईंधन की खपत और निकास उत्सर्जन को कम किया जा सके। हालांकि, स्तरीकृत चार्ज मोड को उच्च भार के लिए अक्षम कर दिया जाता है, जिसमें इंजन मध्यम भार के लिए स्टोइकिओमेट्रिक वायु-ईंधन अनुपात और उच्च भार पर एक समृद्ध वायु-ईंधन अनुपात के साथ सजातीय मोड में बदल जाता है। सिद्धांत रूप में, एक स्तरीकृत चार्ज मोड ईंधन दक्षता में और सुधार कर सकता है और निकास उत्सर्जन को कम कर सकता है, हालांकि, व्यवहार में, स्तरीकृत चार्ज अवधारणा एक पारंपरिक सजातीय चार्ज अवधारणा की तुलना में महत्वपूर्ण दक्षता लाभ साबित नहीं हुई है, लेकिन इसके अंतर्निहित दुबले जलने के कारण, अधिक नाइट्रोजन ऑक्साइड बनते हैं, जिन्हें कभी-कभी उत्सर्जन नियमों को पूरा करने के लिए निकास प्रणाली में एक एनओएक्स अधिशोषक की आवश्यकता होती है। एन. ओ. एक्स. अधिशोषकों के उपयोग के लिए कम सल्फर ईंधन की आवश्यकता हो सकती है, क्योंकि सल्फर एन. ओ. एक्स. अधिशोषकों को ठीक से काम करने से रोकता है। स्तरीकृत ईंधन इंजेक्शन वाले जी. डी. आई. इंजन भी कई गुना इंजेक्ट किए गए इंजनों की तुलना में अधिक मात्रा में कण पदार्थ का उत्पादन कर सकते हैं, कभी-कभी वाहन उत्सर्जन नियमों को पूरा करने के लिए निकास में कण फिल्टर (डीजल कण फिल्टर के समान) की आवश्यकता होती है। इसलिए कई यूरोपीय कार निर्माताओं ने स्तरीकृत चार्ज अवधारणा को छोड़ दिया है या कभी भी इसका उपयोग नहीं किया है, जैसे कि 2000 रेनो 2 आईडीई पेट्रोल इंजन (एफ5आर), जो कभी भी स्तरीकृत चार्ज मोड के साथ नहीं आया, या 2009 बीएमडब्ल्यू एन55 और 2017 मर्सिडीज-बेंज एम256 इंजन अपने पूर्ववर्तियों द्वारा उपयोग किए जाने वाले स्तरीकृत चार्ज मोड को छोड़ रहे हैं। वोक्सवैगन समूह ने एफ. एस. आई. लेबल वाले प्राकृतिक रूप से एस्पिरेटेड इंजनों में ईंधन स्तरीकृत इंजेक्शन का उपयोग किया था, हालांकि, इन इंजनों को स्तरीकृत चार्ज मोड को अक्षम करने के लिए एक इंजन नियंत्रण इकाई अद्यतन प्राप्त हुआ है। टी. एफ. एस. आई. और टी. एस. आई. लेबल वाले टर्बोचार्ज्ड वोक्सवैगन इंजनों ने हमेशा सजातीय मोड का उपयोग किया है। बाद के वीडब्ल्यू इंजनों की तरह, नए प्रत्यक्ष इंजेक्टेड पेट्रोल इंजन (2017 के बाद से) भी आमतौर पर अच्छी दक्षता प्राप्त करने के लिए परिवर्तनीय वाल्व समय के संयोजन के साथ अधिक पारंपरिक सजातीय चार्ज मोड का उपयोग करते हैं। स्तरीकृत आवेश अवधारणाओं को ज्यादातर छोड़ दिया गया है। इंजेक्शन मोड पूरे दहन कक्ष में ईंधन का वांछित वितरण बनाने के लिए सामान्य तकनीकें या तो स्प्रे-निर्देशित, वायु-निर्देशित, या दीवार-निर्देशित इंजेक्शन हैं। हाल के वर्षों में स्प्रे-निर्देशित इंजेक्शन की ओर रुझान है, क्योंकि इसके परिणामस्वरूप वर्तमान में उच्च ईंधन दक्षता होती है। दीवार-निर्देशित प्रत्यक्ष इंजेक्शन दीवार-निर्देशित इंजेक्शन वाले इंजनों में, स्पार्क प्लग और इंजेक्शन नोजल के बीच की दूरी अपेक्षाकृत अधिक होती है। ईंधन को स्पार्क प्लग के करीब लाने के लिए, इसे पिस्टन के ऊपर एक घुमक्कड़ गुहा के खिलाफ छिड़का जाता है (जैसा कि दाईं ओर फोर्ड इकोबूस्ट इंजन की तस्वीर में देखा गया है), जो ईंधन को स्पार्क प्लग की ओर ले जाता है। विशेष चक्कर या टम्बल वायु अंतर्ग्रहण बंदरगाह इस प्रक्रिया में सहायता करते हैं। इंजेक्शन का समय पिस्टन की गति पर निर्भर करता है, इसलिए, उच्च पिस्टन गति पर, इंजेक्शन का समय और इग्निशन समय को बहुत सटीक रूप से उन्नत करने की आवश्यकता होती है। कम इंजन तापमान पर, अपेक्षाकृत ठंडे पिस्टन पर ईंधन के कुछ हिस्से इतने ठंडा हो जाते हैं कि वे ठीक से दहन नहीं कर सकते हैं। कम इंजन भार से मध्यम इंजन भार (और इस प्रकार इंजेक्शन समय को आगे बढ़ाते हुए) पर स्विच करते समय, ईंधन के कुछ हिस्सों को चक्कर गुहा के पीछे इंजेक्ट किया जा सकता है, जिसके परिणामस्वरूप अपूर्ण दहन भी हो सकता है। इसलिए दीवार-निर्देशित प्रत्यक्ष इंजेक्शन वाले इंजन उच्च हाइड्रोकार्बन उत्सर्जन से पीड़ित हो सकते हैं। एयर-गाइडेड डायरेक्ट इंजेक्शन दीवार-गाइडेड इंजेक्शन वाले इंजनों की तरह, एयर-गाइडेड इंजेक्शन वाले इंजनों में, स्पार्क प्लग और इंजेक्शन नोजल के बीच की दूरी अपेक्षाकृत अधिक होती है। हालांकि, दीवार-निर्देशित इंजेक्शन इंजनों के विपरीत, ईंधन सिलेंडर की दीवार और पिस्टन जैसे (अपेक्षाकृत) ठंडे इंजन भागों के संपर्क में नहीं आता है। एक घुमावदार गुहा के खिलाफ ईंधन का छिड़काव करने के बजाय, वायु-निर्देशित इंजेक्शन इंजनों में ईंधन को केवल अंतर्ग्रहण हवा द्वारा स्पार्क प्लग की ओर निर्देशित किया जाता है। इसलिए ईंधन को स्पार्क प्लग की ओर निर्देशित करने के लिए अंतर्ग्रहण हवा में एक विशेष चक्कर या टम्बल गति होनी चाहिए। इस चक्कर या गिरने की गति को अपेक्षाकृत लंबे समय तक बनाए रखा जाना चाहिए, ताकि सारा ईंधन स्पार्क प्लग की ओर धकेल दिया जा सके। हालाँकि यह इंजन की चार्जिंग दक्षता को कम करता है और इस प्रकार बिजली उत्पादन को कम करता है। व्यवहार में, वायु-निर्देशित और दीवार-निर्देशित इंजेक्शन के संयोजन का उपयोग किया जाता है। केवल एक इंजन मौजूद है जो केवल वायु-निर्देशित इंजेक्शन पर निर्भर करता है। स्प्रे-निर्देशित प्रत्यक्ष इंजेक्शन स्प्रे-निर्देशित प्रत्यक्ष इंजेक्शन वाले इंजनों में, स्पार्क प्लग और इंजेक्शन नोजल के बीच की दूरी अपेक्षाकृत कम होती है। इंजेक्शन नोजल और स्पार्क प्लग दोनों सिलेंडर के वाल्व के बीच में स्थित होते हैं। संपीड़न आघात के बाद के चरणों के दौरान ईंधन को इंजेक्ट किया जाता है, जिससे बहुत जल्दी (और असमान) मिश्रण बनता है। इसके परिणामस्वरूप बड़े ईंधन स्तरीकरण प्रवणता होते हैं, जिसका अर्थ है कि इसके केंद्र में बहुत कम वायु अनुपात के साथ ईंधन का एक बादल होता है, और इसके किनारों पर बहुत अधिक वायु अनुपात होता है। ईंधन को केवल इन दो "क्षेत्रों" के बीच में प्रज्वलित किया जा सकता है। इंजन की दक्षता बढ़ाने के लिए इंजेक्शन के लगभग तुरंत बाद इग्निशन होता है। स्पार्क प्लग को इस तरह से रखा जाना चाहिए, कि यह बिल्कुल उस क्षेत्र में हो जहां मिश्रण ज्वलनशील हो। इसका मतलब है कि उत्पादन सहिष्णुता बहुत कम होनी चाहिए, क्योंकि केवल बहुत कम गलत संरेखण के परिणामस्वरूप दहन में भारी गिरावट आ सकती है। इसके अलावा, ईंधन स्पार्क प्लग को दहन गर्मी के संपर्क में आने से तुरंत पहले ठंडा कर देता है। इस प्रकार, स्पार्क प्लग को थर्मल झटकों का बहुत अच्छी तरह से सामना करने में सक्षम होना चाहिए। कम पिस्टन (और इंजन) गति पर, सापेक्ष हवा/ईंधन का वेग कम होता है, जिससे ईंधन ठीक से वाष्पित नहीं हो सकता है, जिसके परिणामस्वरूप एक बहुत समृद्ध मिश्रण होता है। समृद्ध मिश्रण ठीक से दहन नहीं करते हैं, और कार्बन के निर्माण का कारण बनते हैं। उच्च पिस्टन गति पर, ईंधन सिलेंडर के भीतर और फैल जाता है, जो मिश्रण के ज्वलनशील हिस्सों को स्पार्क प्लग से इतनी दूर धकेल सकता है कि यह अब हवा/ईंधन मिश्रण को प्रज्वलित नहीं कर सकता है। कम्पेनियन प्रौद्योगिकियाँ अन्य उपकरण जिनका उपयोग एक स्तरीकृत आवेश बनाने में जी. डी. आई. के पूरक के रूप में किया जाता है, उनमें परिवर्तनीय वाल्व समय, परिवर्तनीय वाल्व लिफ्ट और परिवर्तनीय लंबाई सेवन कई गुना शामिल हैं। इसके अलावा, निकास गैस पुनर्चक्रण का उपयोग उच्च नाइट्रोजन ऑक्साइड (एनओएक्स) उत्सर्जन को कम करने के लिए किया जा सकता है जो अल्ट्रा लीन दहन के परिणामस्वरूप हो सकता है। नुकसान गैसोलीन डायरेक्ट इंजेक्शन में वाल्व की सफाई की क्रिया नहीं होती है जो सिलेंडर के ऊपर की ओर इंजन में ईंधन डालने पर प्रदान की जाती है। गैर-जी. डी. आई. इंजनों में, अंतर्ग्रहण बंदरगाह के माध्यम से यात्रा करने वाला गैसोलीन संदूषण के लिए एक सफाई एजेंट के रूप में कार्य करता है, जैसे कि परमाणु तेल। सफाई कार्रवाई की कमी से जी. डी. आई. इंजनों में कार्बन जमा हो सकता है। तीसरे पक्ष के निर्माता तेल पकड़ने वाले टैंक बेचते हैं जो उन कार्बन जमा को रोकने या कम करने के लिए माना जाता है। उच्च इंजन गति (आर. पी. एम.) पर चरम शक्ति का उत्पादन करने की क्षमता जी. डी. आई. के लिए अधिक सीमित है, क्योंकि आवश्यक मात्रा में ईंधन डालने के लिए कम समय उपलब्ध है। मैनिफोल्ड इंजेक्शन (साथ ही कार्ब्युरेटर और थ्रॉटल-बॉडी फ्यूल इंजेक्शन) में, किसी भी समय अंतर्ग्रहण वायु मिश्रण में ईंधन जोड़ा जा सकता है। हालांकि एक जी. डी. आई. इंजन अंतर्ग्रहण और संपीड़न चरणों के दौरान ईंधन को इंजेक्ट करने तक सीमित है। यह उच्च इंजन गति (आर. पी. एम.) पर एक प्रतिबंध बन जाता है, जब प्रत्येक दहन चक्र की अवधि कम होती है। इस सीमा को दूर करने के लिए, कुछ जी. डी. आई. इंजनों (जैसे टोयोटा 2जी. आर.-एफ. एस. ई. वी. 6 और वोक्सवैगन ई. ए. 888 आई. 4 इंजन) में भी उच्च आर. पी. एम. पर अतिरिक्त ईंधन प्रदान करने के लिए कई गुना ईंधन इंजेक्टर का एक सेट होता है। ये कई गुना ईंधन इंजेक्टर अंतर्ग्रहण प्रणाली से कार्बन जमा को साफ करने में भी सहायता करते हैं। गैसोलीन इंजेक्टर घटकों के लिए डीजल के समान स्तर का स्नेहन प्रदान नहीं करता है, जो कभी-कभी जी. डी. आई. इंजनों द्वारा उपयोग किए जाने वाले इंजेक्शन दबाव में एक सीमित कारक बन जाता है। एक जी. डी. आई. इंजन का इंजेक्शन दबाव आमतौर पर लगभग सीमित होता है, ताकि इंजेक्टर पर अत्यधिक घिसाव को रोका जा सके। प्रतिकूल जलवायु और स्वास्थ्य प्रभाव जबकि इस तकनीक को ईंधन दक्षता बढ़ाने और CO2 उत्सर्जन को कम करने का श्रेय दिया जाता है, जी. डी. आई. इंजन पारंपरिक बंदरगाह ईंधन इंजेक्शन इंजनों की तुलना में अधिक काले कार्बन एरोसोल का उत्पादन करते हैं। सौर विकिरण का एक मजबूत अवशोषक, ब्लैक कार्बन में महत्वपूर्ण जलवायु-वार्मिंग गुण होते हैं। जनवरी 2020 में जर्नल एनवायरनमेंटल साइंस एंड टेक्नोलॉजी में प्रकाशित एक अध्ययन में, जॉर्जिया विश्वविद्यालय (यू. एस. ए.) के शोधकर्ताओं की एक टीम ने भविष्यवाणी की कि जी. डी. आई.-संचालित वाहनों से काले कार्बन उत्सर्जन में वृद्धि से यू. एस. के शहरी क्षेत्रों में जलवायु वार्मिंग में वृद्धि होगी। शोधकर्ताओं का यह भी मानना है कि पारंपरिक बंदरगाह ईंधन इंजेक्शन (पी. एफ. आई.) इंजनों से जी. डी. आई. प्रौद्योगिकी के उपयोग में बदलाव से वाहन उत्सर्जन से जुड़ी समयपूर्व मृत्यु दर लगभग दोगुनी हो जाएगी, संयुक्त राज्य अमेरिका में सालाना 855 मौतों से 1,599 हो जाएगी। वे इन समय से पहले होने वाली मौतों की वार्षिक सामाजिक लागत $5.95 बिलियन का अनुमान लगाते हैं। गैसोलीन डायरेक्ट इंजेक्शन का प्रयास करने वाले शुरुआती आविष्कारकों में से एक डॉ. आर्चीबाल्ड लो थे जिन्होंने अपने इंजन को फोर्स्ड इंडक्शन इंजन का भ्रामक शीर्षक दिया, जबकि यह केवल ईंधन का प्रवेश था जिसे मजबूर किया गया था। उन्होंने 1912 की शुरुआत में अपने प्रोटोटाइप इंजन के विवरण का खुलासा किया, और 1912 के दौरान बड़े पैमाने पर इंजन निर्माता एफ. ई. बेकर लिमिटेड द्वारा डिजाइन को आगे विकसित किया गया और नवंबर 1912 में ओलंपिया मोटर साइकिल शो में उनके स्टैंड पर परिणाम प्रदर्शित किए गए। इंजन एक उच्च संपीड़न चार-स्ट्रोक मोटरसाइकिल इंजन था, जिसमें गैसोलीन ईंधन अलग से 1000 पी. एस. आई. तक दबाव डाला जाता था और एक छोटे से रोटरी वाल्व द्वारा 'उच्चतम संपीड़न के समय' सिलेंडर में प्रवेश किया जाता था, जिसमें एक स्पार्क प्लग और ट्रेम्बलर कॉइल द्वारा एक साथ इग्निशन होता था, जिससे पूरे दहन चरण में स्पार्किंग जारी रहती थी। इंजेक्ट किए जा रहे ईंधन को वाष्प अवस्था में बताया गया था जिसे इंजन सिलेंडर द्वारा गर्म किया गया था। ईंधन पंप पर ईंधन का दबाव नियंत्रित किया जाता था, और प्रवेश किए गए ईंधन की मात्रा को रोटरी प्रवेश वाल्व पर यांत्रिक साधनों द्वारा नियंत्रित किया जाता था। ऐसा लगता है कि इस कट्टरपंथी डिजाइन को एफ. ई. बेकर ने आगे नहीं बढ़ाया था। हालांकि 2000 के बाद से सीधे इंजेक्शन का उपयोग आमतौर पर केवल गैसोलीन इंजनों में किया जाता है, डीजल इंजनों ने 1894 में पहले सफल प्रोटोटाइप के बाद से सीधे दहन कक्ष (या एक पूर्व-दहन कक्ष) में ईंधन का उपयोग किया है। 1916 में जर्मनी में जंकर्स हवाई जहाज के लिए जी. डी. आई. इंजन का एक प्रारंभिक प्रोटोटाइप बनाया गया था। इंजन को शुरू में एक डीजल इंजन के रूप में डिज़ाइन किया गया था, हालाँकि इसे गैसोलीन के लिए डिज़ाइन किया गया था जब जर्मन युद्ध मंत्रालय ने फैसला सुनाया कि विमान के इंजन को गैसोलीन या बेंजीन पर चलना चाहिए। एक क्रैंककेस-संपीड़न दो-स्ट्रोक डिजाइन होने के कारण, एक मिसफायर इंजन को नष्ट कर सकता है, इसलिए जंकर्स ने इस समस्या को रोकने के लिए एक जी. डी. आई. प्रणाली विकसित की। प्रथम विश्व युद्ध के अंत के कारण विकास बंद होने से कुछ समय पहले विमानन अधिकारियों को इस प्रोटोटाइप इंजन का प्रदर्शन किया गया था। हेस्सेलमैन इंजन एक संकर इंजन डिजाइन है जिसका उत्पादन 1925 से 1951 तक विभिन्न निर्माताओं द्वारा किया गया था। एक हेस्सेलमैन इंजन में ईंधन को हवा के साथ सक्शन स्ट्रोक के दौरान इंजेक्ट नहीं किया जाता है, जैसा कि एक पारंपरिक ओटो साइकिल इंजन में होता है, लेकिन इसके बजाय स्पार्क से थोड़ा पहले संपीड़न स्ट्रोक के दौरान इंजेक्ट किया जाता है। हेस्सेलमैन इंजन गैसोलीन सहित विभिन्न प्रकार के ईंधन का उपयोग कर सकते थे, लेकिन आम तौर पर पारंपरिक डीजल ईंधन पर चलते थे। द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान, अधिकांश जर्मन विमान इंजनों ने जी. डी. आई. का उपयोग किया, जैसे कि बी. एम. डब्ल्यू. 801 रेडियल इंजन, जर्मन इनवर्टेड वी12 डेमलर-बेंज डी. बी. 601, डी. बी. 603 और डी. बी. 605 इंजन, और इसी तरह के लेआउट जंकर्स जूमो 210जी, जूमो 211 और जूमो 233 इनवर्टेड वी12 इंजन। जी. डी. आई. ईंधन इंजेक्शन प्रणाली का उपयोग करने वाले सहयोगी विमान इंजनों में सोवियत संघ का श्वेतसोव ए. एस. एच.-82एफ. एन. वी. रेडियल इंजन और अमेरिकी 54.9 लीटर विस्थापन राइट आर.-3350 डुप्लेक्स चक्रवात 18-सिलेंडर रेडियल इंजन शामिल थे। जर्मन कंपनी बॉश 1930 के दशक से कारों के लिए एक यांत्रिक जी. डी. आई. प्रणाली विकसित कर रही थी और 1952 में इसे गोलिअथ जी. पी. 700 और गुटब्रॉड सुपीरियर में दो-स्ट्रोक इंजनों पर पेश किया गया था। यह प्रणाली मूल रूप से एक उच्च दबाव वाला डीजल डायरेक्ट-इंजेक्शन पंप था जिसमें एक अंतर्ग्रहण थ्रॉटल वाल्व स्थापित किया गया था। इन इंजनों ने अच्छा प्रदर्शन दिया और मुख्य रूप से कम इंजन भार के तहत कार्बोरेटर संस्करण की तुलना में 30 प्रतिशत तक कम ईंधन की खपत हुई। प्रणाली का एक अतिरिक्त लाभ इंजन तेल के लिए एक अलग टैंक होना था जिसे स्वचालित रूप से ईंधन मिश्रण में जोड़ा गया था, जिससे मालिकों को अपने स्वयं के दो-स्ट्रोक ईंधन मिश्रण को मिलाने की आवश्यकता नहीं थी। 1955 मर्सिडीज-बेंज 300एसएल ने भी एक प्रारंभिक बॉश मैकेनिकल जी. डी. आई. प्रणाली का उपयोग किया, इसलिए जी. डी. आई. का उपयोग करने वाला पहला चार-स्ट्रोक इंजन बन गया। 2010 के दशक के मध्य तक, अधिकांश ईंधन-इंजेक्टेड कारों में कई गुना इंजेक्शन का उपयोग किया जाता था, जिससे यह काफी असामान्य हो गया कि इन शुरुआती कारों में यकीनन अधिक उन्नत जी. डी. आई. प्रणाली का उपयोग किया जाता था। 1970 के दशक के दौरान, संयुक्त राज्य अमेरिका के निर्माता अमेरिकन मोटर्स कॉर्पोरेशन और फोर्ड ने क्रमशः स्ट्रैटिचार्ज और प्रोग्राम्ड कंबशन (पी. आर. ओ. सी. ओ.) नामक प्रोटोटाइप मैकेनिकल जी. डी. आई. सिस्टम विकसित किए। इनमें से कोई भी प्रणाली उत्पादन तक नहीं पहुंची। 1997-वर्तमान 1996 जापानी बाजार मित्सुबिशी गैलैंट जी. डी. आई. इंजन का उपयोग करने वाली पहली बड़े पैमाने पर उत्पादित कार थी, जब मित्सुबिशी 4जी93 इनलाइन-चार इंजन का जी. डी. आई. संस्करण पेश किया गया था। बाद में इसे 1997 में करिश्मा में यूरोप में लाया गया था। इसने 1997 में पहला छह-सिलेंडर वाला जी. डी. आई. इंजन, मित्सुबिशी 6जी74 वी6 इंजन भी विकसित किया। मित्सुबिशी ने इस तकनीक को व्यापक रूप से लागू किया, 2001 तक चार परिवारों में दस लाख से अधिक जी. डी. आई. इंजनों का उत्पादन किया। हालांकि कई वर्षों से उपयोग में, 11 सितंबर 2001 को एम. एम. सी. ने संक्षिप्त नाम 'जी. डी. आई.' के लिए एक ट्रेडमार्क का दावा किया। कई अन्य जापानी और यूरोपीय निर्माताओं ने बाद के वर्षों में जी. डी. आई. इंजन पेश किए। मित्सुबिशी जी. डी. आई. तकनीक को प्यूज़ो, सिट्रोएन, हुंडई, वोल्वो और वोक्सवैगन द्वारा भी लाइसेंस दिया गया था। 2005 टोयोटा 2जी. आर.-एफ. एस. ई. वी. 6 इंजन प्रत्यक्ष और अप्रत्यक्ष इंजेक्शन दोनों को संयोजित करने वाला पहला इंजन था। प्रणाली (जिसे "डी-4एस" कहा जाता है) प्रति सिलेंडर दो ईंधन इंजेक्टरों का उपयोग करती हैः एक पारंपरिक कई गुना ईंधन इंजेक्टर (कम दबाव) और एक प्रत्यक्ष ईंधन इंजेक्टर (उच्च दबाव) और इसका उपयोग अधिकांश टोयोटा इंजनों में किया जाता है। फॉर्मूला वन रेसिंग में, 2014 सीज़न के लिए सीधे इंजेक्शन को अनिवार्य बना दिया गया था, जिसमें विनियमन 5.10.2 में कहा गया थाः "प्रति सिलेंडर केवल एक सीधा इंजेक्टर हो सकता है और किसी भी इंजेक्टर को अंतर्ग्रहण वाल्व के ऊपर की ओर या निकास वाल्व के नीचे की ओर अनुमति नहीं है।" दो-स्ट्रोक इंजनों में दो-स्ट्रोक इंजनों के लिए जी. डी. आई. के अतिरिक्त लाभ हैं, जो निकास गैसों की सफाई और क्रैंककेस के स्नेहन से संबंधित हैं। सफाई का पहलू यह है कि अधिकांश दो-स्ट्रोक इंजनों में निकास स्ट्रोक के दौरान अंतर्ग्रहण और निकास दोनों बंदरगाह खुले होते हैं, ताकि सिलेंडर से निकास गैसों के प्रवाह में सुधार हो सके। इसके परिणामस्वरूप कुछ ईंधन/वायु मिश्रण सिलेंडर में प्रवेश करता है और फिर निकास बंदरगाह के माध्यम से बिना जले सिलेंडर से बाहर निकलता है। सीधे इंजेक्शन के साथ, केवल हवा (और आमतौर पर कुछ तेल) क्रैंककेस से आती है, और ईंधन को तब तक इंजेक्शन नहीं दिया जाता है जब तक कि पिस्टन ऊपर नहीं उठ जाता है और सभी बंदरगाह बंद नहीं हो जाते हैं। क्रैंककेस स्नेहन दो-स्ट्रोक जी. डी. आई. इंजनों में क्रैंककेस में तेल इंजेक्ट करके प्राप्त किया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप क्रैंककेस में ईंधन के साथ मिश्रित तेल इंजेक्ट करने की पुरानी विधि की तुलना में तेल की खपत कम होती है। दो प्रकार के जी. डी. आई. का उपयोग दो-आघातों में किया जाता हैः निम्न-दबाव वायु-सहायता प्राप्त और उच्च-दबाव। कम दबाव प्रणाली-जैसा कि 1992 अप्रैलिया एस. आर. 50 मोटर स्कूटर पर उपयोग किया जाता है-सिलेंडर के सिर में हवा डालने के लिए एक क्रैंकशाफ्ट-संचालित वायु कंप्रेसर का उपयोग करता है। एक कम दबाव वाला इंजेक्टर फिर दहन कक्ष में ईंधन का छिड़काव करता है, जहां यह संपीड़ित हवा के साथ मिश्रित होने पर वाष्पित हो जाता है। 1990 के दशक में जर्मन कंपनी फिक्ट जीएमबीएच द्वारा एक उच्च दबाव वाली जीडीआई प्रणाली विकसित की गई थी और सख्त उत्सर्जन नियमों को पूरा करने के लिए 1997 में आउटबोर्ड मरीन कॉर्पोरेशन (ओएमसी) द्वारा समुद्री इंजनों के लिए पेश की गई थी। हालांकि, इंजनों में विश्वसनीयता की समस्याएं थीं और ओ. एम. सी. ने दिसंबर 2000 में दिवालिया घोषित कर दिया। एविन्रूड ई-टेक फिक्ट प्रणाली का एक बेहतर संस्करण है, जिसे 2003 में जारी किया गया था और 2004 में ईपीए क्लीन एयर एक्सीलेंस अवार्ड जीता था। एनविरोफिट इंटरनेशनल, एक अमेरिकी गैर-लाभकारी संगठन, ने दक्षिण पूर्व एशिया में वायु प्रदूषण को कम करने के लिए एक परियोजना में दो-स्ट्रोक मोटरसाइकिलों (ऑर्बिटल कॉर्पोरेशन लिमिटेड द्वारा विकसित तकनीक का उपयोग करते हुए) के लिए प्रत्यक्ष इंजेक्शन रेट्रोफिट किट विकसित किए हैं। दक्षिण पूर्व एशिया में 100 मिलियन टू-स्ट्रोक टैक्सियाँ और मोटरसाइकिलें इस क्षेत्र के लिए प्रदूषण का एक प्रमुख कारण हैं। सामान्य रेल डीजल इंजन ईंधन इंजेक्शन गैसोलीन संदर्भ ईंधन इंजेक्शन प्रणाली आंतरिक दहन पिस्टन इंजन भी देखें।