Trīs pamata izmēru grupas
Pamatojoties uz jaudu, ir trīs dīzeļdzinēju pamatizmēru grupas — mazs, vidējs un liels.Mazo dzinēju jauda ir mazāka par 16 kilovatiem.Šis ir visbiežāk ražotais dīzeļdzinēju tips.Šos dzinējus izmanto automašīnās, vieglajos kravas automobiļos un dažos lauksaimniecības un būvniecības lietojumos, kā arī kā mazus stacionārus elektroenerģijas ģeneratorus (piemēram, izpriecu kuģos) un kā mehāniskās piedziņas.Tie parasti ir tiešās iesmidzināšanas, rindas, četru vai sešu cilindru dzinēji.Daudzi ir ar turbokompresoru ar pēcdzesētājiem.

Vidējo dzinēju jauda ir no 188 līdz 750 kilovatiem jeb 252 līdz 1006 zirgspēkiem.Lielāko daļu šo dzinēju izmanto lieljaudas kravas automašīnās.Parasti tie ir tiešās iesmidzināšanas, rindas, sešu cilindru turbokompresoru un pēcdzesēšanas dzinēji.Šai izmēra grupai pieder arī daži V-8 un V-12 dzinēji.

Lielo dīzeļdzinēju jauda pārsniedz 750 kilovatus.Šos unikālos dzinējus izmanto kuģu, lokomotīvju un mehāniskās piedziņas lietojumos, kā arī elektroenerģijas ražošanā.Vairumā gadījumu tās ir tiešās iesmidzināšanas, turbokompresoru un pēcdzesēšanas sistēmas.Tie var darboties ar pat 500 apgriezieniem minūtē, kad uzticamība un izturība ir kritiski svarīga.

Divtaktu un četrtaktu dzinēji
Kā minēts iepriekš, dīzeļdzinēji ir paredzēti darbam divtaktu vai četrtaktu ciklā.Tipiskā četrtaktu ciklu dzinējā ieplūdes un izplūdes vārsti un degvielas iesmidzināšanas sprausla atrodas cilindra galvā (skat. attēlu).Bieži tiek izmantoti divu vārstu izkārtojumi — divi ieplūdes un divi izplūdes vārsti.
Divtaktu cikla izmantošana var novērst vajadzību pēc viena vai abiem vārstiem dzinēja konstrukcijā.Nosūkšanas un ieplūdes gaiss parasti tiek nodrošināts caur balona čaulas atverēm.Izplūde var būt vai nu caur vārstiem, kas atrodas cilindra galvā, vai caur atverēm cilindra čaulā.Dzinēja konstrukcija ir vienkāršota, ja tiek izmantots porta dizains, nevis tāds, kam nepieciešami izplūdes vārsti.

Degviela dīzeļiem
Naftas produkti, ko parasti izmanto kā degvielu dīzeļdzinējos, ir destilāti, kas sastāv no smagajiem ogļūdeņražiem, kuru molekulā ir vismaz 12 līdz 16 oglekļa atomi.Šie smagākie destilāti tiek ņemti no jēlnaftas pēc tam, kad tiek noņemtas benzīnā izmantotās gaistošākās daļas.Šo smagāko destilātu viršanas temperatūra svārstās no 177 līdz 343 °C (351 līdz 649 °F).Tādējādi to iztvaikošanas temperatūra ir daudz augstāka nekā benzīnam, kura molekulā ir mazāk oglekļa atomu.

Ūdens un nogulsnes degvielā var kaitēt dzinēja darbībai;tīra degviela ir būtiska efektīvām iesmidzināšanas sistēmām.Degvielu ar augstu oglekļa atlikumu vislabāk var apstrādāt zema ātruma dzinēji.Tas pats attiecas uz tiem, kuriem ir augsts pelnu un sēra saturs.Cetāna skaitlis, kas nosaka degvielas aizdegšanās kvalitāti, tiek noteikts, izmantojot ASTM D613 “Dīzeļdegvielas cetānskaitļa standarta testa metodi”.

Dīzeļdzinēju izstrāde
Agrs darbs
Vācu inženieris Rūdolfs Dīzels radīja ideju par dzinēju, kas tagad nes viņa vārdu pēc tam, kad viņš bija meklējis ierīci Otto dzinēja (pirmā četrtaktu ciklu dzinēja, ko uzbūvēja 19. gadsimta vācu inženieris) efektivitātes palielināšanai. Nikolauss Otto).Dīzelis saprata, ka benzīna dzinēja elektriskās aizdedzes procesu var novērst, ja virzuļa cilindra ierīces kompresijas gājiena laikā kompresija varētu uzsildīt gaisu līdz temperatūrai, kas ir augstāka par konkrētās degvielas pašaizdegšanās temperatūru.Dīzelis ierosināja šādu ciklu savos 1892. un 1893. gada patentos.
Sākotnēji par degvielu tika piedāvāts vai nu ogļu pulveris, vai šķidrā nafta.Dīzeļdegviela zāģēja ogļu pulveri, kas ir Zāras ogļraktuvju blakusprodukts, kā viegli pieejamu degvielu.Bija paredzēts izmantot saspiestu gaisu, lai dzinēja cilindrā ievadītu ogļu putekļus;tomēr kontrolēt ogļu iesmidzināšanas ātrumu bija grūti, un pēc tam, kad sprādziens iznīcināja eksperimentālo dzinēju, dīzelis pārvērtās par šķidro naftu.Viņš turpināja ievadīt degvielu dzinējā ar saspiestu gaisu.
Pirmo komerciālo dzinēju, kas būvēts uz Diesel patentiem, uzstādīja Sentluisā, Mo., Alus darītājs Ādolfs Bušs, kurš bija redzējis tādu izstādītu izstādē Minhenē un bija iegādājies Diesel licenci dzinēja ražošanai un pārdošanai. ASV un Kanādā.Dzinējs gadiem ilgi darbojās veiksmīgi un bija Busch-Sulzer dzinēja priekštecis, kas pirmajā pasaules karā darbināja daudzas ASV flotes zemūdenes. Cits dīzeļdzinējs, ko izmantoja šim pašam mērķim, bija Nelseco, ko uzbūvēja New London Ship and Engine Company. Grotonā, Konn.

Pirmā pasaules kara laikā dīzeļdzinējs kļuva par galveno zemūdeņu spēkstaciju. Tas bija ne tikai ekonomisks degvielas izmantošanā, bet arī izrādījās uzticams kara apstākļos.Dīzeļdegviela, kas ir mazāk gaistoša nekā benzīns, tika uzglabāta un apstrādāta drošāk.
Kara beigās daudzi vīrieši, kuri bija darbinājuši ar dīzeļdegvielu, meklēja darbu miera laikā.Ražotāji sāka pielāgot dīzeļus miera laika ekonomikai.Viena no modifikācijām bija tā sauktā pusdīzeļa izstrāde, kas darbojās divtaktu ciklā ar zemāku kompresijas spiedienu un izmantoja karstu spuldzi vai cauruli, lai aizdedzinātu degvielas lādiņu.Šo izmaiņu rezultātā dzinēja uzbūve un apkope kļuva lētāka.

Degvielas iesmidzināšanas tehnoloģija
Viena no nepatīkamām pilnās dīzeļdegvielas īpašībām bija augstspiediena iesmidzināšanas gaisa kompresora nepieciešamība.Gaisa kompresora darbināšanai bija nepieciešama ne tikai enerģija, bet arī dzesēšanas efekts, kas aizkavēja aizdegšanos, kad saspiestais gaiss, kas parasti bija 6,9 megapaskāļi (1000 mārciņas uz kvadrātcollu), pēkšņi izpletās cilindrā, kura spiediens bija aptuveni 3,4 līdz 4 megapaskāļiem (493 līdz 580 mārciņas uz kvadrātcollu).Dīzeļdegvielai bija nepieciešams augstspiediena gaiss, ar kuru cilindrā ievadīt ogļu pulveri;kad šķidrā nafta aizstāj ogļu pulveri kā degvielu, augstspiediena gaisa kompresora vietā varēja izveidot sūkni.

Sūkni varēja izmantot vairākos veidos.Anglijā Vickers uzņēmums izmantoja tā saukto Common-rail metodi, kurā sūkņu akumulators uzturēja degvielu zem spiediena caurulē, kas darbojās dzinēja garumā ar pievadiem uz katru cilindru.No šīs sliedes (vai caurules) degvielas padeves līnijas virkne iesmidzināšanas vārstu ievadīja degvielu katrā cilindrā pareizajā cikla punktā.Vēl viena metode izmantoja ar izciļņu darbināmus jerk jeb virzuļa tipa sūkņus, lai īstajā laikā piegādātu degvielu zem īslaicīgi augsta spiediena katra cilindra iesmidzināšanas vārstam.

Iesmidzināšanas gaisa kompresora likvidēšana bija solis pareizajā virzienā, taču bija vēl viena problēma, kas jāatrisina: dzinēja izplūdes gāzēs bija pārāk daudz dūmu, pat pie jaudas, kas bija krietni dzinēja zirgspēku jaudas robežās un lai gan cilindrā bija pietiekami daudz gaisa, lai sadedzinātu degvielas lādiņu, neatstājot krāsainu izplūdes gāzi, kas parasti liecināja par pārslodzi.Inženieri beidzot saprata, ka problēma ir tā, ka īslaicīgi augstspiediena iesmidzināšanas gaiss, kas eksplodēja dzinēja cilindrā, ir izkliedējis degvielas lādiņu efektīvāk, nekā to spēja aizstāt mehāniskās degvielas sprauslas, kā rezultātā bez gaisa kompresora degvielai vajadzēja meklēt skābekļa atomus, lai pabeigtu sadegšanas procesu, un, tā kā skābeklis veido tikai 20 procentus no gaisa, katram degvielas atomam bija tikai viena iespēja no pieciem sastapt skābekļa atomu.Rezultāts bija nepareiza degvielas sadegšana.

Parastā degvielas iesmidzināšanas sprauslas konstrukcija degvielu cilindrā ievadīja konusa aerosola veidā, tvaikiem izstarojot no sprauslas, nevis strūklā vai strūklā.Ļoti maz varēja darīt, lai kārtīgāk izkliedētu degvielu.Uzlabota sajaukšana bija jāpanāk, piešķirot gaisam papildu kustību, visbiežāk ar indukcijas radītiem gaisa virpuļiem vai gaisa radiālu kustību, ko sauc par skavām, vai abus no virzuļa ārējās malas virzienā uz centru.Lai radītu šo virpuli un svilumu, ir izmantotas dažādas metodes.Acīmredzot vislabākos rezultātus iegūst, ja gaisa virpulim ir noteikta saistība ar degvielas iesmidzināšanas ātrumu.Efektīvai gaisa izmantošanai cilindrā ir nepieciešams rotācijas ātrums, kas liek iesprostotam gaisam nepārtraukti pārvietoties no viena izsmidzināšanas uz nākamo iesmidzināšanas perioda laikā, bez ārkārtējas nosēšanās starp cikliem.