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 ini digunakan dalam kereta, trak ringan, dan beberapa aplikasi pertanian dan pembinaan dan sebagai penjana kuasa elektrik pegun kecil (seperti yang terdapat pada kapal keseronokan) dan sebagai pemacu mekanikal.Ia biasanya enjin suntikan terus, dalam talian, empat atau enam silinder.Banyak yang dicas turbo dengan penyejuk selepas.

Enjin sederhana mempunyai kapasiti kuasa antara 188 hingga 750 kilowatt, atau 252 hingga 1,006 kuasa kuda.Kebanyakan enjin ini digunakan dalam trak tugas berat.Ia biasanya enjin suntikan terus, sebaris, enam silinder pengecas turbo dan selepas disejukkan.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 pemacu marin, lokomotif dan mekanikal serta untuk penjanaan kuasa elektrik.Dalam kebanyakan kes ia adalah sistem suntikan terus, pengecas turbo dan selepas disejukkan.Mereka mungkin beroperasi serendah 500 pusingan seminit apabila kebolehpercayaan dan ketahanan adalah kritikal.

Enjin Dua lejang dan Empat Lejang
Seperti yang dinyatakan sebelum ini, enjin diesel direka untuk beroperasi sama ada pada kitaran dua atau empat lejang.Dalam enjin empat lejang biasa, injap masuk dan ekzos serta muncung suntikan bahan api terletak di kepala silinder (lihat rajah).Selalunya, susunan dua injap—dua injap masuk dan dua injap ekzos—digunakan.
Penggunaan kitaran dua lejang boleh menghilangkan keperluan untuk satu atau kedua-dua injap dalam reka bentuk enjin.Pengangkutan dan udara pengambilan biasanya disediakan melalui port dalam pelapik silinder.Ekzos boleh sama ada melalui injap yang terletak di kepala silinder atau melalui port 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 api untuk enjin diesel ialah bahan penyulingan yang terdiri daripada hidrokarbon berat, dengan sekurang-kurangnya 12 hingga 16 atom karbon setiap molekul.Sulingan yang lebih berat ini diambil daripada minyak mentah selepas bahagian yang lebih mudah meruap yang digunakan dalam petrol dikeluarkan.Takat didih penyulingan yang lebih berat ini berjulat antara 177 hingga 343 °C (351 hingga 649 °F).Oleh itu, suhu penyejatan mereka jauh lebih tinggi daripada petrol, yang mempunyai lebih sedikit atom karbon setiap molekul.

Air dan sedimen dalam bahan api boleh memudaratkan operasi enjin;bahan api yang bersih adalah penting untuk sistem suntikan yang cekap.Bahan api dengan sisa karbon tinggi boleh dikendalikan dengan terbaik oleh enjin putaran kelajuan rendah.Perkara yang sama berlaku untuk mereka yang mempunyai kandungan abu dan sulfur yang tinggi.Nombor setana, yang mentakrifkan kualiti penyalaan bahan api, ditentukan menggunakan ASTM D613 "Kaedah Ujian Standard untuk Nombor Cetane Minyak Bahan Api Diesel."

Pembangunan enjin diesel
Kerja awal
Rudolf Diesel, seorang jurutera Jerman, mencipta idea untuk enjin yang kini membawa namanya selepas dia mencari peranti untuk meningkatkan kecekapan enjin Otto (enjin kitaran empat lejang pertama, yang dibina oleh jurutera Jerman abad ke-19 Nikolaus Otto).Diesel menyedari bahawa proses penyalaan elektrik enjin petrol boleh dihapuskan jika, semasa lejang mampatan peranti silinder omboh, mampatan boleh memanaskan udara ke suhu yang lebih tinggi daripada suhu penyalaan automatik bahan api tertentu.Diesel mencadangkan kitaran sedemikian dalam patennya pada 1892 dan 1893.
Pada asalnya, sama ada arang serbuk atau petroleum cecair dicadangkan sebagai bahan api.Diesel melihat arang serbuk, hasil sampingan lombong arang batu Saar, sebagai bahan api yang sedia ada.Udara termampat akan digunakan untuk memasukkan habuk arang batu ke dalam silinder enjin;bagaimanapun, mengawal kadar suntikan arang batu adalah sukar, dan, selepas enjin eksperimen dimusnahkan oleh letupan, Diesel bertukar kepada petroleum cecair.Dia terus memasukkan bahan api ke dalam enjin dengan udara termampat.
Enjin komersial pertama yang dibina atas paten Diesel telah dipasang di St. Louis, Mo., oleh Adolphus Busch, seorang pembuat bir yang pernah melihatnya dipamerkan di pameran di Munich dan telah membeli lesen daripada Diesel untuk pembuatan dan penjualan enjin di Amerika Syarikat dan Kanada.Enjin itu beroperasi dengan jayanya selama bertahun-tahun dan merupakan pendahulu kepada enjin Busch-Sulzer yang menggerakkan banyak kapal selam Tentera Laut AS dalam Perang Dunia I. Enjin diesel lain yang digunakan untuk tujuan yang sama ialah Nelseco, dibina oleh New London Ship and Engine Company. dalam Groton, Conn.

Enjin diesel menjadi loji kuasa utama untuk kapal selam semasa Perang Dunia I. Ia bukan sahaja menjimatkan dalam penggunaan bahan api tetapi juga terbukti boleh dipercayai dalam keadaan perang.Bahan api diesel, kurang meruap daripada petrol, disimpan dan dikendalikan dengan lebih selamat.
Pada penghujung perang ramai lelaki yang telah mengendalikan diesel sedang mencari pekerjaan masa aman.Pengilang mula menyesuaikan diesel untuk ekonomi masa aman.Satu pengubahsuaian ialah pembangunan yang dipanggil semidiesel yang beroperasi pada kitaran dua lejang pada tekanan mampatan yang lebih rendah dan menggunakan mentol panas atau tiub untuk menyalakan cas bahan api.Perubahan ini menyebabkan enjin lebih murah untuk dibina dan diselenggara.

Teknologi suntikan bahan api
Satu ciri yang tidak menyenangkan bagi diesel penuh ialah keperluan pemampat udara suntikan bertekanan tinggi.Bukan sahaja tenaga diperlukan untuk memacu pemampat udara, tetapi kesan penyejukan yang melambatkan pencucuhan berlaku apabila udara termampat, biasanya pada 6.9 megapascals (1,000 paun per inci persegi), tiba-tiba mengembang ke dalam silinder, yang berada pada tekanan kira-kira 3.4 kepada 4 megapascal (493 hingga 580 paun setiap inci persegi).Diesel memerlukan udara bertekanan tinggi untuk memasukkan arang serbuk ke dalam silinder;apabila petroleum cecair menggantikan arang batu serbuk sebagai bahan api, pam boleh dibuat untuk menggantikan pemampat udara tekanan tinggi.

Terdapat beberapa cara di mana pam boleh digunakan.Di England Syarikat Vickers menggunakan apa yang dipanggil kaedah common-rail, di mana bateri pam mengekalkan bahan api di bawah tekanan dalam paip yang menjalankan panjang enjin dengan petunjuk kepada setiap silinder.Daripada talian bekalan bahan api rel (atau paip) ini, satu siri injap suntikan memasukkan cas bahan api ke setiap silinder pada titik yang betul dalam kitarannya.Kaedah lain menggunakan pam jerk kendalian cam, atau jenis pelocok, untuk menghantar bahan api di bawah tekanan tinggi seketika ke injap suntikan setiap silinder pada masa yang sesuai.

Penyingkiran pemampat udara suntikan adalah satu langkah ke arah yang betul, tetapi terdapat satu lagi masalah yang perlu diselesaikan: ekzos enjin mengandungi jumlah asap yang berlebihan, walaupun pada output yang baik dalam penarafan kuasa kuda enjin dan walaupun terdapat adalah udara yang mencukupi di dalam silinder untuk membakar cas bahan api tanpa meninggalkan ekzos yang berubah warna yang biasanya menunjukkan beban berlebihan.Jurutera akhirnya menyedari bahawa masalahnya ialah udara suntikan bertekanan tinggi yang seketika meletup ke dalam silinder enjin telah meresapkan cas bahan api dengan lebih cekap daripada yang mampu dilakukan oleh muncung bahan api mekanikal pengganti, dengan keputusan bahawa tanpa pemampat udara bahan api terpaksa cari atom oksigen untuk melengkapkan proses pembakaran, dan, kerana oksigen membentuk hanya 20 peratus daripada udara, setiap atom bahan api hanya mempunyai satu peluang dalam lima untuk menemui atom oksigen.Hasilnya ialah pembakaran bahan api yang tidak betul.

Reka bentuk biasa muncung suntikan bahan api memperkenalkan bahan api ke dalam silinder dalam bentuk semburan kon, dengan wap memancar daripada muncung, bukannya dalam aliran atau jet.Sangat sedikit yang boleh dilakukan untuk meresap bahan api dengan lebih teliti.Percampuran yang lebih baik perlu dilakukan dengan memberikan gerakan tambahan ke udara, selalunya dengan pusaran udara yang dihasilkan aruhan atau pergerakan jejari udara, dipanggil squish, atau kedua-duanya, dari pinggir luar omboh ke arah tengah.Pelbagai kaedah telah digunakan untuk mencipta swirl dan squish ini.Keputusan terbaik nampaknya diperoleh apabila putaran udara mempunyai hubungan yang pasti dengan kadar suntikan bahan api.Penggunaan udara yang cekap dalam silinder memerlukan halaju putaran yang menyebabkan udara terperangkap bergerak secara berterusan dari satu semburan ke semburan seterusnya semasa tempoh suntikan, tanpa penurunan yang melampau antara kitaran.