Пионером в применении непосредственного впрыска топлива стала компания Mitsubishi, разработавшая систему питания GDI. Сегодня аналогичную технологию используют Mercedes (CGI), BMW (HPI), концерн Volkswagen (FSI, TFSI, TSI – VW, Audi, , Seat) и Toyota (JIS).

Главный принцип работы данной системы питания – подача бензина не во впускной тракт, а непосредственно в камеру сгорания и формирование послойного и однородного смесеобразования в различных режимах работы мотора. Но подобные топливные системы имеют и различия, причем иногда довольно существенные. Основные из них – рабочее давление в топливной системе, расположение форсунок и их конструкция.

Система непосредственного впрыска Volkswagen под названием FSI (Fuel Stratified Injection – многослойный впрыск топлива) представлена в 2000 году. Как и в GDI для японского рынка, FSI может работать в двух режимах – экономичном (при малых и средних нагрузках) и обычном (большие нагрузки). В экономичном (равномерное движение на скоростях до 120 км/ч) впрыск топлива происходит при такте сжатия, а в обычном режиме – при такте впуска, как и в системе питания с распределенным впрыском.

Повышенное давление впрыска (100 бар) обеспечивает более своевременную подачу топлива и качественное его распыление. Увеличен наклон форсунки, а впускной канал разделен специальной перегородкой на две части. Воздух может поступать либо через одну часть его сечения, либо через обе. На малых оборотах поток воздуха проходит через одну половинку канала, что позволяет увеличить его скорость для получения лучшего завихрения потока. На больших оборотах перегородка открывается, воздух поступает через весь канал, и скорость потока остается примерно такой же, как и на малых оборотах.

Если сравнить двигатели Volkswagen рабочим объемом 1,4 л с распределенным и непосредственным впрыском, устанавливаемые на модели Polo, нетрудно заметить, что FSI на 11 л. с. мощнее (86 л. с. против 75 л. с.) и обеспечивает меньший расход горючего (4,7–7,7 л против 5,8–10,2 л/100 км).

В двигателях Mercedes CGI (Stratified-Charged Gasoline Injection – послойный впрыск бензина), представленных в 2002 году, используются пьезоэлектрические форсунки, позволяющие реализовать многослойное смесеобразование за счет подачи топлива несколькими порциями. В открытой форсунке между иглой и корпусом образуется кольцевая щель толщиной в несколько микрон, что позволяет получить чрезвычайно тонкое распыление топлива. Форсунка размещена в центре камеры сгорания, а свеча зажигания расположена между выпускными клапанами, причем ее положение выбрано с учетом формы конуса распыленного горючего. Давление в топливной системе – 200 бар, что дополнительно улучшает качество распыления. Применяется собственная система охлаждения для топлива и электронного блока управления системой впрыска. Работа на переобедненных смесях (примерно 35–40:1) допустима и на скоростях около 120 км/ч, в то же время благодаря точному смесеобразованию сохраняется крутящий момент, достаточный для разгона модели CLS от 60 до 120 км/ч на третьей передаче всего за 6,2 с. Новый двигатель 350 CGI развивает 292 л. с. при 6400 об/мин (у мотора с распределенным впрыском – 272 л. с. при 6000 об/мин) и обеспечивает средний расход топлива 9,1–9,3 л/100 км вместо 10,1. Другими словами, при более высокой мощности двигателя расходуется примерно на 10% меньше бензина.

Система непосредственного впрыска бензина у BMW HPI (High Precision Injection – высокоточный впрыск) представлена в 2006 г. Сочетание систем регулирования фаз газораспределения Double-VANOS, высоты подъема клапанов VALVETRONIC и пьезоэлектрических форсунок с давлением впрыска 200 бар, расположенных в непосредственной близости от свечей зажигания, позволило организовать послойное смесеобразование на всех режимах работы двигателя. Форма топливной струи в сочетании со специальной геометрией днища поршня обеспечивает образование нормальной смеси именно в районе искрового разрядника свечи зажигания. Применение двух турбонагнетателей по одному на каждых три цилиндра позволяет практически устранить эффект «турбоямы» и обеспечить быстрый отклик на нажатие педали газа. Новый трехлитровый двигатель развивает 272 л. с. и 315 Нм (у рядной трехлитровой «шестерки» с распределенным впрыском – 258 л. с. и 300 Нм), при этом расход топлива меньше на 10%.