采用气体燃料直接喷射技术具有诸多优点，由此证实了研究人员采用此类技术的合理性。在发动机进行高压喷射时，可通过预喷燃油点燃气体燃料，并使气体燃料在燃烧过程中得以充分转化，从而使未燃甲烷排放降至最低。此外，这种燃烧过程还充分改善了爆燃现象，从而能使整机具有与柴油机相似的高升功率。同时，由于采用了直接喷射的方式，并且不产生节流损失，从而可实现较高的效率和快速的动态响应特性。
通过可再生电能制取的燃料(E-燃料)通常被视为降低温室气体排放的有效对策。通过采用此类高压直接喷射方式，内燃机燃用E-燃料的可能性显著提升。
由于在采用E-燃料的情况下涉及到低热值燃料，因此所需要的喷油量明显高于柴油喷油器的喷油量(图3)。同时，因为其总体情况较为相似，在进行燃料切换时，研究人员仅需要对设备进行微调整。
图3 各种低热值燃料与柴油喷油当量的比较
为了能在高功率船用发动机上使用这些气体燃料技术，WoodwardL''Orange公司已开发了1种全新的双燃料喷油器，其不仅能以高压状态喷射气态燃料，而且也能用于喷射部分液态燃料。
2 挑战和设计方式
发动机在喷射高压气体燃料和其他低热值燃料时需要较高的点火能量，以实现稳定的燃烧过程。为了点燃气体燃料与空气的混合气，通常会以柴油引燃混合气，该类方案也能将新型喷油器的柴油喷射装置用作双燃料机型的备用燃料系统。为了充分优化燃烧过程，其前提条件是使气体燃料与柴油在喷射时间上能进行灵活调整。为了在以纯柴油运行时能满足废气排放标准，柴油喷射系统必须以高度现代化的技术状态投入运作，这就意味着其需要具有与传统柴油喷油器相同的喷油压力(220 MPa)和液压特性。为了满足上述要求，新型喷油器的柴油喷射系统通常会采用共轨柴油喷油方式。研究人员在设计柴油喷射系统时采用的唯一折中方案是减小储油容积，以此满足布置需求。
气体燃料系统针对50 MPa气体燃料喷嘴设计，为此应具有较高的压力。即使在较高的气缸峰值压力(约为25 MPa)影响下，气体也能以大于2的压比实现超临界流动。该设计可避免气流马赫数在低于1的情况下流动，并能在整个喷射过程中获得确定的质量流量，同时降低因发动机背压产生的影响。研究人员对这种喷油嘴的结构布置型式进行了设计优化，使喷射过程中的气体燃料喷束能分布在柴油喷束的周围(图4)。