Tiga kumpulan saiz asas
Terdapat tiga kumpulan saiz asas enjin diesel berdasarkan kuasa kecil, sederhana, dan besar. Enjin kecil mempunyai nilai output kuasa kurang daripada 16 kilowatt. Ini adalah jenis enjin diesel yang paling biasa dihasilkan. Enjin-enjin ini digunakan dalam kereta, trak ringan, dan beberapa aplikasi pertanian dan pembinaan dan sebagai penjana kuasa elektrik yang kecil (seperti kerajinan kesenangan) dan sebagai pemacu mekanikal. Mereka biasanya suntikan langsung, dalam talian, enjin empat atau enam silinder. Ramai turbocharged dengan aftercoolers.

Enjin sederhana mempunyai kapasiti kuasa antara 188 hingga 750 kilowatt, atau 252 hingga 1,006 kuasa kuda. Majoriti enjin ini digunakan dalam trak tugas berat. Mereka biasanya suntikan langsung, dalam talian, enam silinder turbocharged dan enjin selepas itu. Beberapa enjin V-8 dan V-12 juga tergolong dalam kumpulan saiz ini.

Enjin diesel besar mempunyai penarafan kuasa melebihi 750 kilowatt. Enjin unik ini digunakan untuk aplikasi marin, lokomotif, dan mekanikal dan untuk penjanaan kuasa elektrik. Dalam kebanyakan kes, mereka adalah suntikan langsung, sistem turbocharged dan aftercooled. Mereka boleh beroperasi serendah 500 revolusi seminit apabila kebolehpercayaan dan ketahanan adalah kritikal.

Enjin dua strok dan empat stroke
Seperti yang dinyatakan sebelum ini, enjin diesel direka untuk beroperasi sama ada kitaran dua atau empat strok. Dalam enjin kitaran empat strok biasa, injap pengambilan dan ekzos dan muncung suntikan bahan api terletak di kepala silinder (lihat angka). Sering kali, pengaturan injap dua -dua pengambilan dan dua injap ekzos -digunakan.
Penggunaan kitaran dua strok boleh menghapuskan keperluan untuk satu atau kedua-dua injap dalam reka bentuk enjin. Udara pengambilan dan pengambilan biasanya disediakan melalui pelabuhan dalam pelapik silinder. Ekzos boleh sama ada melalui injap yang terletak di kepala silinder atau melalui pelabuhan dalam pelapik silinder. Pembinaan enjin dipermudahkan apabila menggunakan reka bentuk port dan bukannya yang memerlukan injap ekzos.

Bahan api untuk diesel
Produk petroleum yang biasanya digunakan sebagai bahan bakar untuk enjin diesel adalah penyulingan terdiri daripada hidrokarbon berat, dengan sekurang -kurangnya 12 hingga 16 atom karbon setiap molekul. Ini penyulingan yang lebih berat diambil dari minyak mentah selepas bahagian yang lebih tidak menentu yang digunakan dalam petrol dikeluarkan. Titik mendidih dari penyulingan yang lebih berat ini berkisar antara 177 hingga 343 ° C (351 hingga 649 ° F). Oleh itu, suhu penyejatan mereka jauh lebih tinggi daripada petrol, yang mempunyai atom karbon yang lebih sedikit setiap molekul.

Air dan sedimen dalam bahan api boleh berbahaya kepada operasi enjin; Bahan api bersih adalah penting untuk sistem suntikan yang cekap. Bahan api dengan sisa karbon yang tinggi boleh dikendalikan dengan baik oleh enjin putaran kelajuan rendah. Begitu juga dengan mereka yang mempunyai kandungan abu dan sulfur yang tinggi. Nombor cetane, yang mentakrifkan kualiti pencucuhan bahan bakar, ditentukan menggunakan ASTM D613 "Kaedah Ujian Standard untuk Bilangan Cetane Minyak Bahan Bakar Diesel."

Pembangunan enjin diesel
Kerja awal
Rudolf Diesel, seorang jurutera Jerman, mengandung idea untuk enjin yang kini menamakan namanya selepas dia mencari peranti untuk meningkatkan kecekapan enjin Otto (enjin kitaran empat strok pertama, yang dibina oleh jurutera Jerman abad ke-19 Nikolaus Otto). Diesel menyedari bahawa proses pencucuhan elektrik enjin petrol dapat dihapuskan jika, semasa strok mampatan peranti silinder omboh, pemampatan dapat memanaskan udara ke suhu yang lebih tinggi daripada suhu auto-penyalaan bahan api yang diberikan. Diesel mencadangkan kitaran sedemikian dalam patennya pada tahun 1892 dan 1893.
Pada asalnya, sama ada arang batu atau petroleum cecair dicadangkan sebagai bahan bakar. Diesel menyaksikan arang batu serbuk, hasil sampingan dari lombong arang batu Saar, sebagai bahan bakar yang tersedia. Udara termampat digunakan untuk memperkenalkan habuk arang batu ke dalam silinder enjin; Walau bagaimanapun, mengawal kadar suntikan arang batu adalah sukar, dan, selepas enjin eksperimen dimusnahkan oleh letupan, diesel bertukar menjadi petroleum cecair. Dia terus memperkenalkan bahan api ke dalam enjin dengan udara termampat.
Enjin komersil pertama yang dibina di atas paten diesel dipasang di St Louis, Mo., oleh Adolphus Busch, seorang pembuat bir yang telah melihat satu paparan di pameran di Munich dan telah membeli lesen dari Diesel untuk pembuatan dan penjualan enjin di Amerika Syarikat dan Kanada. Enjin itu berjaya beroperasi selama bertahun-tahun dan merupakan pelopor enjin Busch-Sulzer yang menguasai banyak kapal selam Tentera Laut AS di Perang Dunia I. Satu lagi enjin diesel yang digunakan untuk tujuan yang sama adalah Nelseco, yang dibina oleh kapal dan enjin London yang baru di Groton, Conn.

Enjin diesel menjadi loji kuasa utama untuk kapal selam semasa Perang Dunia I. Ia bukan sahaja ekonomik dalam penggunaan bahan api tetapi juga terbukti boleh dipercayai di bawah keadaan perang. Bahan api diesel, kurang tidak menentu daripada petrol, lebih selamat disimpan dan dikendalikan.
Pada akhir perang ramai lelaki yang telah mengendalikan diesel sedang mencari pekerjaan damai. Pengilang mula menyesuaikan diesel untuk ekonomi damai. Satu pengubahsuaian adalah perkembangan semidiesel yang dipanggil yang beroperasi pada kitaran dua strok pada tekanan mampatan yang lebih rendah dan menggunakan mentol panas atau tiub untuk menyalakan caj bahan api. Perubahan ini menghasilkan enjin yang lebih murah untuk membina dan mengekalkan.

Teknologi suntikan bahan api
Satu ciri yang tidak menyenangkan diesel penuh adalah keperluan tekanan tinggi, pemampat udara suntikan. Bukan sahaja tenaga yang diperlukan untuk memacu pemampat udara, tetapi kesan penyejuk yang menunda pencucuhan berlaku apabila udara termampat, biasanya pada 6.9 megapascals (1,000 paun per inci persegi), tiba -tiba berkembang ke dalam silinder, yang berada pada tekanan kira -kira 3.4 hingga 4 megapascals (493 hingga 580 paun per inci persegi). Diesel telah memerlukan udara tekanan tinggi untuk memperkenalkan arang batu serbuk ke dalam silinder; Apabila petroleum cecair menggantikan arang batu serbuk sebagai bahan bakar, pam boleh dibuat untuk mengambil tempat pemampat udara tekanan tinggi.

Terdapat beberapa cara di mana pam boleh digunakan. Di England, syarikat Vickers menggunakan apa yang dipanggil kaedah kereta api biasa, di mana bateri pam mengekalkan bahan api di bawah tekanan dalam paip yang menjalankan panjang enjin dengan membawa kepada setiap silinder. Dari kereta api ini (atau paip), satu siri injap suntikan mengakui caj bahan api kepada setiap silinder pada titik yang betul dalam kitarannya. Kaedah lain menggunakan jerk yang dikendalikan oleh cam, atau jenis pelocok, pam untuk menyampaikan bahan api di bawah tekanan tinggi seketika ke injap suntikan setiap silinder pada masa yang tepat.

Penghapusan pemampat udara suntikan adalah satu langkah ke arah yang betul, tetapi ada satu lagi masalah yang perlu diselesaikan: ekzos enjin mengandungi jumlah asap yang berlebihan, walaupun pada output dengan baik dalam penarafan kuasa kuda enjin dan walaupun ada adalah udara yang cukup di dalam silinder untuk membakar caj bahan api tanpa meninggalkan ekzos berwarna yang biasanya menunjukkan beban. Jurutera akhirnya menyedari bahawa masalahnya adalah bahawa udara suntikan tekanan tinggi yang meletup ke dalam silinder enjin telah menyebarkan cas bahan api dengan lebih cekap daripada muncung bahan api mekanikal pengganti dapat dilakukan, dengan hasilnya tanpa pemampat udara bahan api harus Cari atom oksigen untuk menyelesaikan proses pembakaran, dan, kerana oksigen hanya membentuk 20 peratus udara, setiap atom bahan api hanya mempunyai satu peluang dalam lima menghadapi atom oksigen. Hasilnya adalah pembakaran bahan api yang tidak wajar.

Reka bentuk biasa muncung suntikan bahan api memperkenalkan bahan api ke dalam silinder dalam bentuk semburan kon, dengan wap memancar dari muncung, dan bukannya dalam aliran atau jet. Sangat sedikit boleh dilakukan untuk meresap bahan api dengan lebih teliti. Pencampuran yang lebih baik perlu dicapai dengan menyampaikan gerakan tambahan ke udara, yang paling biasa oleh pusaran udara yang dihasilkan induksi atau pergerakan radial udara, yang dipanggil squish, atau kedua-duanya, dari pinggir luar omboh ke arah pusat. Pelbagai kaedah telah digunakan untuk membuat pusaran dan squish ini. Hasil terbaik nampaknya diperolehi apabila pusaran udara menanggung hubungan yang pasti dengan kadar suntikan bahan api. Penggunaan udara yang cekap di dalam silinder menuntut halaju putaran yang menyebabkan udara terperangkap bergerak secara berterusan dari satu semburan ke seterusnya semasa tempoh suntikan, tanpa penenggelaman yang melampau antara kitaran.