저도 전문가는 아니지만, 인젝터가 연소실에 가까워질 수록 공기와 혼합되는 시간이 짧아지게 됩니다. 직분사의 경우 이런 믹싱시간이 극도로 짧아지는데요, 그 때문에 엄청난 고압의 연료펌프가 필요하고 (atomizing), 고압에서의 정확한 연료분사및 제어기술이 필요합니다. 결국 인젝터 기술의 발달과 전기제어기술의 발달로 직분사가 가능해졌다고 보면 되지 않을까 싶네요...

직접분사에 의한 연소실온도하락 ==> 열효율증가, 노킹저감, 압축비 상향 가능 ==> 출력, 연비 상승

직접분사에 의한 월필름 미생성 ==> 배기가스 저감 및 연비 상승

분사타이밍의  비교적 자유로움  ==> 시동 초기 빠른 촉매 가열 ==> 배기가스 저감 

출력, 연비에도 좋지만, 배기가스 규제에 효율적으로 대응키 위해 좋지요

근래 자동차에 적용되는 기술은 거의 100 년전에 항공기에 이용되었던 기술이 대부분인것 같습니다. 아마도 온도, 공기 밀도가 고도에 따라 변하는 공중의 열악한 조건에서도 최선의 성능을 내기 위한 많은 고민들을 했었겠죠. 구글에게 물어보니 최초의 가솔린 직분사 엔진은 1902년 프랑스제 단엽기 앙트와네트7에 장착되었던 100 마력짜리 8기통 엔진이라고 하네요. 그 밖에도 터보차져, 수퍼챠저등의 과급 시스템은 1920년대부터 항공기용 내연기관에 쓰이던 기술이며, 얼마전에 눈길을 끌었던 실린더내 물 분사 시스템은 2차대전때 전투기들이 공중전 벌일때 오버부스트 비슷하게 사용되었던 기술이라고 하더군요. 이런 기술들이 그 동안 자동차에 적용해야할 필요성을 못 느끼다가, 어느덧 시대상황이 바뀌고 관련기술이나 소재, 제어 시스템이 정교하게 발전되어, 이제는 자동차 엔진에도 부담없는(?) 비용과 노력으로 적용 가능하게 된게 아닌가 싶습니다. 궁금해 하시는 부분들중에 개념적인 내용들은 아마도 웬만한 내연기관 관련 교과서에 기술되어 있지 않을까 싶습니다.

영문위키가 정답은 아니지만 정보가 가장 많습니다. 저도 짧은영어로 찾아보곤 하죠 ㅎㅎ

김우진님이 언급하셧 부분도 영문위키에서 발견할수 있었습니다.

실린더에 가까워진 그러나 다른 느낌의 직분사는 TJI 시스템이라고 또 있습니다. 프리-챔버를 이용하는 방식인데 구조 사진 이나 개요를 읽어보면 디젤의 예연소실식 과 비슷한 모습을 하고 이죠.

HCCI엔진와 강제점화엔진 사이에 있는듯한 느낌을 많이 받았습니다. 내용은 제가 보드게시판에 쓴글 검색해보시면 TJI 이야기를 보실수 있습니다.