到2025年，预计将有4000万台汽油直喷式(GDI)发动机售出，但令人惊讶的是，这些发动机排放的有害细颗粒物比燃油喷射(PFI)发动机，甚至比配备微粒过滤器的最新重型柴油都要多。
市场的潜在增长意味着GDI的微粒排放，尽管与未经过滤的柴油相比较低，但现在正受到监管机构和制造商的密切关注。
为了减少有害排放和提高整体性能，工程师们正在研究新的燃烧设计和工程概念，包括提高燃料压力、替代燃料和尾气排放控制等。
福特迪尔伯恩研发创新中心的化学工程和排放技术负责人Matti Maricq表示，将燃料直接注入汽缸，可以实现清洁燃烧，减少燃料浪费，并提供更大的动力。
在这个过程中，汽油被直接喷在燃烧室最热的地方(而不是在进气口)，可更彻底，均匀和稀薄的燃烧。
更清洁的燃烧GDIs释放有害的微粒
但由于燃料不完全挥发、部分富油区以及活塞和气缸表面的“润湿”，GDI发动机会产生不必要的颗粒物。大多数排放通常发生在冷启动和预热阶段的高负荷瞬态条件下，但这可能会根据负载、驱动循环阶段和驾驶员需求而变化。
虽然“环保”批评人士仍对所谓的“发动机管理”方法持怀疑态度，认为与排气过滤器相比，这些方法并不可靠，但大多数OEM厂商和零部件供应商预计，燃烧设计和工程变革将更具成本效益，而且同样有效。
目前的发展表明，更高的燃油压力(可能达到40MPa)以及新的超精密喷油器将极大地改善未来的GDI系统。为了进一步优化系统，工程师们还将继续改进喷油器的定时、匹配、计量和雾化。
SAE最近发布的一项研究表明，燃油系统压力的增加可以改善混合气的均匀性，减少叶尖扩散火焰，从而显著降低GDi发动机均匀燃烧时的颗粒物排放。
此外，在燃料压力为20 MPa至40 MPa时，进气电荷运动增强，颗粒物排放进一步减少。
从燃烧数据可以看出，燃油压力的增加对减少燃烧排放、提高燃油消耗有显著影响。
然而，对于GDI系统来说，在设计和测试阶段正确测量共轨(CR)内燃料的压力是非常重要的，这样ECU就可以相应地进行映射。
CR燃料压力的测量是降低颗粒物排放的关键
直接喷射压力是用传感器测量的，信号用来确定泵的转速或体积。
大多数直接喷射系统在系统的低侧使用压阻式压力传感器。当施加压力时，硅晶片元件产生可测量的电压，随着压力的增加而增加。
在高压侧，传感器通常在电阻桥上使用金属薄膜。当施加压力时，电桥产生电阻的变化，从而导致施加电压的变化。电子控制模块(ECM)将电压转换为计算压力，一般在±2%的精度范围内。
为了保持适当的压力，ECM脉冲低压泵。该系统通常有一个调节器，没有回路。一些系统甚至在线路中集成了温度传感器，用于计算燃料的密度，这样燃料的修整就可以根据燃料中的能量量进行调整。
为了确保精确测量线路压力，重要的是要使用高精度压力传感器来绘制所有发动机和负载条件下CR内的压力。这一过程中的任何错误都可能导致CR压力的不正确调节，从而导致严重的异常，如当高负荷增加燃油供给时，CR平均压力超过喷油器设计压力时，就会产生汽缸清洗。
此外，随着协调驾驶循环的引入，OEM将面临新的压力，以满足监管机构设定的排放目标，而GDI火花点火发动机将处于新一代绿色技术的前沿。然而，为了满足即将出台的法规，这项技术需要减少颗粒物排放，主要是通过对CR燃料压力的精确控制。