Kolme peruskoon ryhmää
Tehon perusteella on kolme peruskokoista dieselmoottoriryhmää - pienet, keskisuuret ja suuret. Pienten moottorien voimanlähtöarvot ovat alle 16 kilowattia. Tämä on yleisimmin tuotettu dieselmoottorityyppi. Näitä moottoreita käytetään autoissa, kevyissä kuorma-autoissa ja joissakin maatalous- ja rakennussovelluksissa sekä pieninä paikallaan olevina sähkövoiman generaattoreina (kuten huviveneisiin) ja mekaanisina asemina. Ne ovat tyypillisesti suoran injektiota, linjaan, neljän tai kuusisylinterisiä moottoreita. Monet ovat turboahdettuja jälkijäähdyttimien kanssa.

Keskikokoisilla moottoreilla on tehokapasiteetit välillä 188 - 750 kilowattia tai 252 - 1 006 hevosvoimaa. Suurin osa näistä moottoreista käytetään raskaissa kuorma-autoissa. Ne ovat yleensä suoraa injektiota, linja-linjaa, kuusisylinterisiä turboahdettuja ja jälkikäteen jäähdytettyjä moottoreita. Jotkut V-8- ja V-12-moottorit kuuluvat myös tähän kokoiseen ryhmään.

Suurten dieselmoottoreiden voimaluotot ovat yli 750 kilowattia. Näitä ainutlaatuisia moottoreita käytetään meren, veturien ja mekaanisten käyttösovellusten ja sähkövoiman muodostumiseen. Useimmissa tapauksissa ne ovat suoraa injektiota, turboahdettuja ja jälkijäähdytteisiä järjestelmiä. Ne voivat toimia jopa 500 kierrosta minuutissa, kun luotettavuus ja kestävyys ovat kriittisiä.

Kaksitahti- ja nelitahtimoottorit
Kuten aiemmin todettiin, dieselmoottorit on suunniteltu toimimaan joko kahden tai nelitahtisen syklin aikana. Tyypillisessä nelilehtisen syklin moottorissa imu- ja pakoventtiilit ja polttoaineen ruiskutussuutin sijaitsevat sylinterin päässä (katso kuva). Usein kaksoisventtiilin järjestelyt - kaksi saantia ja kaksi pakoventtiiliä - käytetään.
Kaksitahtisen syklin käyttö voi poistaa moottorin suunnittelun yhden tai molemmille venttiileille tarpeen. Sylinterin vuorauksen porttien kautta annetaan yleensä poisto- ja imuilma. Pakokaasu voi olla joko sylinterin päässä sijaitsevan venttiilien kautta tai sylinterin vuorauksen porttien läpi. Moottorin rakenne on yksinkertaistettu käytettäessä porttisuunnittelua yhden, joka vaatii pakoventtiilejä.

Polttoaine dieseleille
Petroleumtuotteet, joita yleensä käytetään polttoaineena dieselmoottoreissa Nämä raskaammat tisleet otetaan raakaöljystä sen jälkeen, kun bensiinissä käytetyt haihtuvat osat poistetaan. Näiden raskaampien tisleiden kiehumispisteet vaihtelevat välillä 177 - 343 ° C (351 - 649 ° F). Siten niiden haihtumislämpötila on paljon korkeampi kuin bensiinissä, jossa on vähemmän hiiliatomeja molekyyliä kohti.

Polttoaineiden vesi ja sedimentti voivat olla haitallisia moottorin toimintaan; Puhdas polttoaine on välttämätöntä tehokkaiden ruiskutusjärjestelmien kannalta. Polttoaineet, joilla on korkea hiilitähteitä, voidaan käsitellä parhaiten moottoreilla, joilla on vähä nopeus. Sama pätee niihin, joilla on korkea tuhka- ja rikkipitoisuus. Polttoaineen sytytyslaadun määrittelevä setaaninumero määritetään käyttämällä ASTM D613 “Standarditestomenetelmää dieselpolttoöljyn setaanilukumäärään."

Dieselmoottorien kehittäminen
Varhainen työ
Saksalainen insinööri Rudolf Diesel suunnitteli ajatuksen moottorille, joka nyt kantaa hänen nimensä, kun hän oli etsinyt laitetta Otto-moottorin tehokkuuden lisäämiseksi (ensimmäinen 1800-luvun saksalainen insinööri rakentaa ensimmäinen nelimuotoinen sykli, Nikolaus Otto). Diesel tajusi, että bensiinimoottorin sähköisellä sytytysprosessi voidaan eliminoida, jos mäntäsylinterisen laitteen puristusprosessin aikana puristus voi lämmittää ilmaa lämpötilaan, joka on korkeampi kuin tietyn polttoaineen automaattisen sulatuslämpötila. Diesel ehdotti tällaista sykliä hänen patentteissaan vuosina 1892 ja 1893.
Alun perin polttoaineeksi ehdotettiin joko jauhettua hiiltä tai nestemäistä öljyä. Diesel näki jauhettua hiiltä, ​​SAAR-hiilikaivoksen sivutuote helposti saatavilla olevana polttoaineena. Paineilmaa oli tarkoitus käyttää hiilen pölyn lisäämiseen moottorisylinteriin; Hiilen injektionopeuden hallinta oli kuitenkin vaikeaa, ja sen jälkeen kun kokeellinen moottori tuhoutui räjähdyksellä, diesel kääntyi nestemäiseksi öljyksi. Hän jatkoi polttoaineen käyttöönottoa moottoriin paineilmalla.
Ensimmäisen dieselin patenttien rakennetun kaupallisen moottorin asensi St. Louis, Mo., Adolphus Busch, panimo, joka oli nähnyt yhden näytöllä Münchenin näyttelyssä ja ostanut lisenssin Dieseliltä moottorin valmistusta ja myyntiä varten. Yhdysvalloissa ja Kanadassa. Moottori toimi menestyksekkäästi vuosia ja oli Busch-Sulzer-moottorin edelläkävijä, joka käytti monia Yhdysvaltain merivoimien sukellusveneitä ensimmäisessä maailmansodassa. Toinen samaan tarkoitukseen käytetty dieselmoottori oli New London Ship and Engine Company -yrityksen rakentama Nelseco, Grotonissa, Conn.

Dieselmoottorista tuli sukellusveneiden ensisijainen voimalaitos ensimmäisen maailmansodan aikana. Polttoaineen käytössä ei ollut vain taloudellista, vaan myös osoittautui luotettavaksi sota -olosuhteissa. Dieselpolttoainetta, vähemmän haihtuvaa kuin bensiini, varastoitiin turvallisemmin ja käsiteltiin.
Sodan lopussa monet miehet, jotka olivat hoitaneet dieseliä, etsivät rauhan aikatyötä. Valmistajat alkoivat mukauttaa dieseliä rauhan talouden kannalta. Yksi modifikaatio oli ns. Semidieselin kehittäminen, joka toimi kaksitahtisella syklillä alemmassa puristuspaineessa ja käytti hot-polttimoa tai putkea polttoaineen varauksen sytyttämiseksi. Nämä muutokset johtivat moottorin rakentamiseen ja ylläpitämiseen.

Polttoaineen ruiskutustekniikka
Yksi täydellisen dieselin kiistanalainen piirre oli korkeapaineisen, injektioilmakompressorin välttämättömyys. Ilmakompressorin ajamiseksi ei vain tarvinnut energiaa, vaan myös jäähdytysvaikutus, joka viivästyi sytytystä, kun paineilma, tyypillisesti 6,9 megapaskissa (1000 puntaa neliötuumaa kohti), laajeni yhtäkkiä sylinteriin, joka oli noin 3,4 paineessa 3,4 4 megapassille (493 - 580 kiloa neliötuumaa kohti). Diesel oli tarvinnut korkeapaineista ilmaa jauhemaisen hiilen lisäämiseksi sylinteriin; Kun nestemäinen öljy korvasi jauhemaisen hiilen polttoaineena, korkeapaineisen ilmakompressorin tilalle voidaan valmistaa pumppu.

Oli useita tapoja, joilla pumppua voitiin käyttää. Englannissa Vickers Company käytti niin kutsuttuja yleisen rautatietason menetelmää, jossa pumppujen akku ylläpitää polttoainetta paineessa putkessa, joka kuljetti moottorin pituuden kunkin sylinterin johdolla. Tästä kisko (tai putken) polttoaineen tarjontaviivasta ruiskutusventtiilien sarja hyväksyi polttoaineen varauksen jokaiselle sylinterille syklin oikeassa pisteessä. Toisessa menetelmässä käytettiin CAM-operaattua ääliötä tai männän tyyppistä pumput polttoaineen toimittamiseksi hetkellisesti korkean paineen alaisena kunkin sylinterin injektioventtiiliin oikeaan aikaan.

Injektioilmakompressorin eliminointi oli askel oikeaan suuntaan, mutta oli vielä yksi ratkaistava ongelma: moottorin pakokaasu sisälsi liiallisen määrän savua, jopa tuotoksissa hyvin moottorin hevosvoiman luokituksessa ja vaikka sielläkin olisi oli tarpeeksi ilma sylinterissä polttoaineen polttoaineen polttamiseksi jättämättä värjäytymistä pakokaasua, joka yleensä osoitti ylikuormituksen. Insinöörit tajusivat lopulta, että ongelmana oli, että moottorisylinteriin räjähtävä hetkellisesti korkeapaineinen ruiskutusilma oli levittänyt polttoaineen varauksen tehokkaammin kuin korvaavat mekaaniset polttoainesuuttimet pystyivät tekemään, seurauksena, että ilman ilmakompressoria polttoaineen piti polttoainetta Etsi happiatomeja palamisprosessin loppuun saattamiseksi, ja koska happea on vain 20 prosenttia ilmasta, jokaisella polttoainiatomilla oli vain yksi mahdollisuus viidessä kohtaamassa happeatomia. Tuloksena oli polttoaineen virheellinen polttaminen.

Polttoaineen ruiskutehtävän tavanomainen suunnittelu johti polttoaineen sylinteriin kartiosuihkun muodossa, höyryn säteilyssä suuttimesta eikä purosta tai suihkukoneesta. Polttoaineen levittämiseksi perusteellisemmin voitiin tehdä hyvin vähän. Parannettu sekoitus oli suoritettava antamalla ylimääräistä liikettä ilmalle, yleisimmin induktion tuottamilla ilmakierroksilla tai ilman säteittäisellä liikkumisella, nimeltään Squish tai molemmat männän ulkoreunasta kohti keskustaa. Tämän pyörteen ja squishin luomiseen on käytetty erilaisia ​​menetelmiä. Parhaat tulokset saadaan ilmeisesti, kun ilmakierrossa on selvä suhde polttoaineen injektiota. Ilman tehokas hyödyntäminen sylinterissä vaatii pyörimisnopeutta, joka saa vangtuneen ilman siirtymisen jatkuvasti ruiskutuksesta toiseen injektiojakson aikana ilman äärimmäistä laskua syklien välillä.