Три групи от основни размери
Има три групи с основни размери дизелови двигатели, базирани на мощност - Mall, средни и големи. Малките двигатели имат стойности на мощност-изход по-малко от 16 киловата. Това е най -често произвежданият тип дизелов двигател. Тези двигатели се използват в автомобили, леки камиони и някои селскостопански и строителни приложения и като малки стационарни генератори на електрическа сила (като тези на занаят за удоволствие) и като механични задвижвания. Обикновено са двигатели с директно впръскване, в линия, четири- или шестцилиндрови двигатели. Мнозина са с турбо с последващи охладители.

Средните двигатели имат мощност на мощност от 188 до 750 киловата, или 252 до 1 006 конски сили. По-голямата част от тези двигатели се използват в тежкотоварни камиони. Те обикновено са с директно инжектиране, вгради, шестцилиндрови двигатели с турбо и след охлаждане. Някои двигатели V-8 и V-12 също принадлежат към тази група размери.

Големите дизелови двигатели имат оценки на мощността над 750 киловата. Тези уникални двигатели се използват за приложения за морски, локомотив и механично задвижване и за производство на електрическа сила. В повечето случаи те са директни инжектирани, турбо и след охлаждане на системи. Те могат да работят с 500 оборота в минута, когато надеждността и издръжливостта са от решаващо значение.

Двутактови и четиритактови двигатели
Както бе отбелязано по-рано, дизеловите двигатели са проектирани да работят или на дву- или четиритактов цикъл. В типичния четиритактов цикъл двигателят всмукателните и изпускателните клапани и дюзата за впръскване на гориво са разположени в главата на цилиндъра (виж фигурата). Често се използват сделки с двойни клапани - два всмукателни и два изпускателни клапана.
Използването на двутактовия цикъл може да премахне нуждата от един или двата клапана в дизайна на двигателя. Почистване и въздух на всмукване обикновено се осигуряват през портове в облицовката на цилиндъра. Ауспушът може да бъде или чрез клапани, разположени в главата на цилиндъра, или през портове в облицовката на цилиндъра. Конструкцията на двигателя се опростява при използване на дизайн на порт вместо един, изискващ изпускателни клапани.

Гориво за дизели
Петролните продукти, които обикновено се използват като гориво за дизелови двигатели, са дестилати, съставени от тежки въглеводороди, с най -малко 12 до 16 въглеродни атома на молекула. Тези по -тежки дестилати се вземат от суров нефт след отстраняване на по -летливите порции, използвани в бензин. Точките на кипене на тези по -тежки дестилати варират от 177 до 343 ° C (351 до 649 ° F). По този начин температурата на изпаряването им е много по -висока от тази на бензина, който има по -малко въглеродни атоми на молекула.

Водата и утайката при горива могат да бъдат вредни за работата на двигателя; Чистото гориво е от съществено значение за ефективните системи за инжектиране. Горива с висок въглероден остатък може да се обработва най-добре от двигатели с въртене с ниска скорост. Същото се отнася и за тези с високо съдържание на пепел и сяра. Цетановото число, което определя качеството на запалване на гориво, се определя с помощта на ASTM D613 „стандартен метод за изпитване за цетан брой дизелово гориво.“

Разработване на дизелови двигатели
Ранна работа
Рудолф Дизел, немски инженер, замисли идеята за двигателя, който сега носи името му, след като е потърсил устройство за повишаване на ефективността на двигателя на Ото (първият четиритактов цикъл на цикъл, построен от немския инженер от 19 век Николаус Ото). Дизелът разбра, че процесът на електрическо запалване на бензиновия двигател може да бъде елиминиран, ако по време на компресионния ход на бутало-цилиндрово устройство, компресията може да загрява въздуха до температура, по-висока от температурата на авто-подписване на дадено гориво. Дизелът предложи такъв цикъл в патентите си от 1892 и 1893 г.
Първоначално е предложено или прахообразно въглища или течен петрол като гориво. Дизелови триони с прахообразни въглища, страничен продукт от въглищните мини SAAR, като лесно достъпно гориво. Сгъстеният въздух трябваше да се използва за въвеждане на въглищен прах в цилиндъра на двигателя; Въпреки това, контролирането на скоростта на инжектиране на въглища беше трудно и след като експерименталният двигател беше унищожен от експлозия, дизелът се обърна към течен нефт. Той продължи да въвежда горивото в двигателя със сгъстен въздух.
Първият търговски двигател, изграден върху патентите на Дизел, е инсталиран в Сейнт Луис, щата Мексико, от Адолф Буш, пивоварна, която е видяла такъв на показ на експозиция в Мюнхен и е закупил лиценз от Дизел за производството и продажбата на двигателя в Съединените щати и Канада. Двигателят работи успешно от години и беше предшественик на двигателя Busch-Sulzer, който захранва много подводници от ВМС на САЩ през Първата световна война. Друг дизелов двигател, използван за същата цел, беше NELSECO, построен от новата лондонска компания за кораби и двигатели в Groton, Conn.

Дизеловият двигател се превърна в основната електроцентрала за подводници по време на Първата световна война. Той беше не само икономичен при използването на гориво, но и се оказа надежден при военни условия. Дизеловото гориво, по -малко летливо от бензина, беше по -безопасно съхранявано и обработвано.
В края на войната много мъже, които са управлявали дизели, търсеха работни места в мирно време. Производителите започнаха да адаптират дизелите за икономиката в мирно време. Една модификация беше развитието на така наречения полудизел, който работи на двутактов цикъл при по-ниско налягане на сгъстяване и използва гореща крушка или тръба, за да запали заряда на горивото. Тези промени доведоха до по -малко скъп двигател за изграждане и поддръжка.

Технология за инжектиране на гориво
Една несъмнена характеристика на пълния дизел беше необходимостта от компресор с високо налягане, инжекционен въздух. Не само енергия беше необходима за задвижване на въздушния компресор, но и хладилен ефект, който забави запалването, възникна, когато сгъстният въздух, обикновено на 6,9 мегапаскали (1000 паунда на квадратен инч), внезапно се разшири в цилиндъра, който беше с налягане от около 3,4 инча), който беше с налягане от около 3,4 до 4 мегапаскали (493 до 580 паунда на квадратен инч). Дизелът се нуждаеше от въздух с високо налягане, с който да въведат прахообразни въглища в цилиндъра; Когато течният петрол замени прахообразните въглища като гориво, може да се направи помпа, която да заеме мястото на въздушния компресор с високо налягане.

Имаше редица начини, по които може да се използва помпа. В Англия компанията Vickers използва това, което се нарича метод за обща релси, при който батерия от помпи поддържа горивото под налягане в тръба, работеща по дължината на двигателя с водещи води към всеки цилиндър. От тази релса (или тръбата) линия за доставка на гориво, серия от инжекционни клапани признаха заряда на горивото към всеки цилиндър в правилната точка на цикъла му. Друг метод, използван с камионен шут или тип бутало, помпи, за да достави гориво при за момент високо налягане до инжекционния клапан на всеки цилиндър в точния момент.

Елиминирането на инжекционния въздушен компресор беше стъпка в правилната посока, но имаше още един проблем, който трябва да бъде решен: изгорелите газове на двигателя съдържаха прекомерно количество дим, дори при изходите и в рамките на рейтинга на конската сила на двигателя и въпреки че там там беше достатъчно въздух в цилиндъра, за да изгори заряда на горивото, без да оставя обезцветен ауспух, който обикновено показва претоварване. Инженерите най-накрая разбраха, че проблемът е, че моментното инжекционно въздух с високо налягане, избухнал в цилиндъра на двигателя, е дифундирал заряда на горивото по-ефективно, отколкото на заместващите механични горивни дюзи са в състояние да направят, в резултат на което без въздушния компресор горивото трябва да го направи, че горивото трябва да го направи горивото, горивото трябва да гориво горивото, горивото трябва да е горивото, горивото е горивото горивото горивото, горивото е горивото горивото горивото, горивото горивото трябва да да Търсете кислородни атоми, за да завършите процеса на горене и тъй като кислородът съставлява само 20 процента от въздуха, всеки атом гориво имаше само един шанс в пет да се срещне с атом на кислород. Резултатът беше неправилно изгаряне на горивото.

Обичайният дизайн на накрайник за впръскване на гориво въведе горивото в цилиндъра под формата на конусен спрей, като парата се излъчва от дюзата, а не в поток или струя. Много малко може да се направи, за да се разсее по -подробно горивото. Подобреното смесване трябваше да се осъществи чрез придаване на допълнително движение на въздуха, най-често чрез индукционно произведено въздух вихри или радиално движение на въздуха, наречено Squish или и двете, от външния ръб на буталото към центъра. Използват се различни методи за създаване на този вихър и нахлуване. Най-добрите резултати очевидно се получават, когато въздушният вихър има определено отношение към скоростта на впръскване на гориво. Ефективното използване на въздуха в цилиндъра изисква скорост на въртене, която кара завзетялия въздух да се движи непрекъснато от един спрей към следващия по време на периода на инжектиране, без изключително спускане между циклите.