Trīs pamata lieluma grupas
Ir trīs dīzeļdzinēju pamata lieluma grupas, kuru pamatā ir jauda - maza, vidēja un liela. Mazo dzinēju strāvas padeves vērtības ir mazākas par 16 kilovatiem. Šis ir visbiežāk ražotais dīzeļdzinēja tips. Šie dzinēji tiek izmantoti automašīnās, vieglajās kravas automašīnās un dažos lauksaimniecības un celtniecības lietojumos un kā maziem stacionāriem elektrības enerģijas ģeneratoriem (piemēram, tiem, kas izmanto izpriecas amatus) un kā mehāniskus diskus. Parasti tie ir tiešas injekcijas, tiešsaistes, četru vai sešu cilindru motori. Daudzi ir ar turbokompresoru ar pēcdzēsniekiem.

Vidēju motoru jaudas ir no 188 līdz 750 kilovatiem vai 252 līdz 1006 zirgspēkiem. Lielākā daļa no šiem motoriem tiek izmantoti lieljaudas kravas automašīnās. Parasti tie ir tiešas injekcijas, injekcijas, in-līnijas, sešu cilindru ar turbokompresoru un pēc atdzesētiem motoriem. Daži V-8 un V-12 dzinēji pieder arī šai izmēru grupai.

Lieliem dīzeļdzinējiem ir jaudas vērtējums, kas pārsniedz 750 kilovatus. Šie unikālie dzinēji tiek izmantoti jūras, lokomotīves un mehāniskām piedziņas lietojumiem un elektrības enerģijas ražošanai. Vairumā gadījumu tie ir tiešas injekcijas, ar turbokompresoru un pēcdzemdību sistēmām. Tie var darboties tikai ar 500 apgriezieniem minūtē, kad uzticamība un izturība ir kritiska.

Divtaktu un četrtaktu motori
Kā minēts iepriekš, dīzeļdzinēji ir izstrādāti, lai darbotos vai nu divu vai četrtaktu ciklā. Tipiskajā četrtaktu cikla motorā ieplūdes un izplūdes vārsti un degvielas iesmidzināšanas sprausla atrodas cilindra galvā (sk. Attēlu). Bieži vien tiek izmantoti divu vārstu izkārtojumi - divi ieplūdes un divi izplūdes vārsti.
Divtaktu cikla izmantošana var novērst vajadzību pēc viena vai abiem vārstiem motora projektēšanā. Izmantojot cilindra oderējuma ostas, parasti tiek nodrošināta noņemšana un ieplūdes gaiss. Izplūdes gāze var būt vai nu caur vārstiem, kas atrodas cilindra galvā, vai caur cilindra oderējuma pieslēgvietām. Motora konstrukcija tiek vienkāršota, ja tiek izmantots porta dizains, nevis vienam, kam nepieciešami izplūdes vārsti.

Degviela dīzeļdegvielai
Naftas produkti, ko parasti izmanto kā degvielu dīzeļdzinējiem, ir destilāti, kas sastāv no smagiem ogļūdeņražiem ar vismaz 12 līdz 16 oglekļa atomiem uz molekulu. Šie smagākie destilāti tiek ņemti no jēlnaftas pēc tam, kad tiek noņemtas gaistošākās porcijas, ko izmanto benzīnā. Šo smagāko destilātu viršanas punkti svārstās no 177 līdz 343 ° C (351 līdz 649 ° F). Tādējādi to iztvaikošanas temperatūra ir daudz augstāka nekā benzīna līmenim, kam ir mazāk oglekļa atomu uz molekulu.

Ūdens un nogulumi degvielās var būt kaitīgi motora darbībai; Tīra degviela ir būtiska efektīvām iesmidzināšanas sistēmām. Degvielas ar augstu oglekļa atlikumu vislabāk var apstrādāt ar mazu ātruma rotācijas motoriem. Tas pats attiecas uz tiem, kuriem ir augsts pelnu un sēra saturs. Cetāna skaitlis, kas nosaka degvielas aizdedzes kvalitāti, nosaka, izmantojot ASTM D613 “Dīzeļdegvielas mazuta skaita dīzeļdegvielas skaita standarta testa metode”.

Dīzeļdzinēju attīstība
Agrīns darbs
Vācu inženieris Rūdolfs Dīzels iecerēja ideju par motoru, kam tagad ir viņa vārds pēc tam, kad viņš bija meklējis ierīci, lai palielinātu Otto motora efektivitāti (pirmais četrtaktu cikla motors, kuru uzcēla 19. gadsimta vācu inženieris Nikolaus Otto). Dīzelis saprata, ka benzīna motora elektrisko aizdegšanās procesu var novērst, ja virzuļa cilindra ierīces saspiešanas gājiena laikā saspiešana varētu sasildīt gaisu līdz temperatūrai, kas augstāka nekā noteiktā degvielas automātiskās ignorēšanas temperatūra. Dīzelis ierosināja šādu ciklu viņa 1892. un 1893. gada patentos.
Sākotnēji kā degvielu tika ierosināta ogļu pulvera vai šķidruma nafta. Dīzeļdegviela redzēja ogļu pulveri, SAAR ogļu raktuvju blakusproduktu kā viegli pieejamu degvielu. Saspiestais gaiss bija jāizmanto, lai ieviestu ogļu putekļus motora cilindrā; Tomēr ogļu iesmidzināšanas ātruma kontrole bija sarežģīta, un pēc tam, kad eksperimentālais motors tika iznīcināts ar sprādzienu, dīzeļdegviela pagriezās pret šķidru naftu. Viņš turpināja ievadīt degvielu motorā ar saspiestu gaisu.
Pirmo komerciālo motoru, kas uzbūvēts uz Dīzeļa patentiem, Sentluisā, Mo., uzstādīja alus darītava Adolfs Bušs, kurš bija redzējis vienu izstādē ekspozīcijā Minhenē un bija iegādājies licenci no dīzeļdegvielas ražošanai un pārdošanai. Amerikas Savienotajās Valstīs un Kanādā. Dzinējs gadiem ilgi darbojās veiksmīgi un bija Busch-Sulzer motora priekštecis, kas darbināja daudzas ASV Jūras spēku zemūdenes. Pirmajā pasaules karā. Vēl viens dīzeļdzinējs, ko izmantoja tam pašam mērķim Grotonā, Conn.

Dīzeļdzinējs kļuva par galveno zemūdeņu spēkstaciju Pirmā pasaules kara laikā. Tas bija ne tikai ekonomisks degvielas lietošanā, bet arī izrādījās ticams kara apstākļos. Dīzeļdegviela, kas ir mazāk gaistoša nekā benzīns, tika drošāk uzglabāta un apstrādāta.
Kara beigās daudzi vīrieši, kuri bija pārvaldījuši dīzeļdegvielu, meklēja miera laika darbus. Ražotāji sāka pielāgot dīzeļdegvielu miera laika ekonomikai. Viena modifikācija bija tā dēvētā semidīzeļa izstrāde, kas darbojās divtaktu ciklā pie zemāka kompresijas spiediena un izmantoja karstu spuldzi vai cauruli, lai aizdedzinātu degvielas lādiņu. Šīs izmaiņas radīja motoru lētāku, lai izveidotu un uzturētu.

Degvielas iesmidzināšanas tehnoloģija
Viena neapšaubāma pilna dīzeļdegvielas iezīme bija augsta spiediena, injekcijas gaisa kompresora nepieciešamība. Gaisa kompresora vadīšanai bija nepieciešama ne tikai enerģija, bet arī atdzesēšanas efekts, kas aizkavēja aizdedzi, notika, kad saspiestais gaiss, parasti pie 6,9 ​​megapaskāliem (1000 mārciņu uz kvadrātcollu), pēkšņi izvērsās cilindrā, kura spiediens bija aptuveni 3,4. līdz 4 megapascals (no 493 līdz 580 mārciņām uz kvadrātcollu). Dīzeļdegvielai bija nepieciešams augsta spiediena gaiss, ar kuru cilindrā ienest pulverveida ogles; Kad šķidruma nafta nomainīja ogļu pulveri kā degvielu, var izgatavot sūkni, lai ieņemtu augstspiediena gaisa kompresora vietu.

Bija vairāki veidi, kā varēja izmantot sūkni. Anglijā Vickers Company izmantoja tā saukto parasto sliedes metodi, kurā sūkņu akumulators saglabāja degvielu zem spiediena caurulē, kas vada motora garumu ar vadiem uz katru cilindru. No šīs sliedes (vai caurules) degvielas padeves līnijas virkne iesmidzināšanas vārstus atzina degvielas lādiņu katram cilindram tā cikla labajā punktā. Cita metode, kas izmantota CAM darbinātā parautā vai virziena tipa, sūkņi, lai īslaicīgi augstu spiedienu piegādātu katra cilindra iesmidzināšanas vārstam īstajā laikā.

Injekcijas gaisa kompresora likvidēšana bija solis pareizajā virzienā, taču bija vēl viena problēma, kas jāatrisina: motora izplūdes gāzes saturēja pārmērīgu dūmu daudzumu, pat pie izejām, kas labi jaudas vērtējumā motora vērtējumā un kaut arī tur Bija pietiekami daudz gaisa cilindrā, lai sadedzinātu degvielas lādiņu, neatstājot krāsas izplūdes gāzi, kas parasti norādīja uz pārslodzi. Inženieri beidzot saprata, ka problēma ir tāda, ka īslaicīgi augstspiediena iesmidzināšanas gaiss, kas eksplodē motora cilindrā Meklējiet skābekļa atomus, lai pabeigtu sadegšanas procesu, un, tā kā skābeklis veido tikai 20 procentus no gaisa, katram degvielas atomam bija tikai viena iespēja piecās saskarties ar skābekļa atomu. Rezultāts bija nepareiza degvielas sadedzināšana.

Parastais degvielas iesmidzināšanas sprauslas dizains ieviesa degvielu cilindrā konusa aerosola formā ar tvaikiem, kas izstaro no sprauslas, nevis straumē vai strūklā. Ļoti maz varēja darīt, lai rūpīgāk izkliedētu degvielu. Uzlabota sajaukšana bija jāveic, nodrošinot gaisam papildu kustību, visbiežāk ar indukcijas ražotu gaisa virpuļiem vai gaisa radiālu kustību, ko sauc par Squish vai abiem no virzuļa ārējās malas uz centru. Lai izveidotu šo virpuļošanu un šķipsnu, ir izmantotas dažādas metodes. Vislabākie rezultāti acīmredzot tiek iegūti, ja gaisa virpuļošanai ir noteikta saistība ar degvielas iesmidzināšanas ātrumu. Efektīvai gaisa izmantošanai cilindrā ir nepieciešams rotācijas ātrums, kas izraisa ieslodzīto gaisu nepārtraukti pārvietoties no viena aerosola uz nākamo iesmidzināšanas periodā, bez ārkārtējas nogrimšanas starp cikliem.