Üç temel boyut grubu
Güce dayalı üç temel boyutlu dizel motor grubu vardır - küçük, orta ve büyük. Küçük motorlar 16 kilowatt'tan daha az güç-çıkış değerlerine sahiptir. Bu en yaygın olarak üretilen dizel motor tipidir. Bu motorlar otomobillerde, hafif kamyonlarda ve bazı tarım ve inşaat uygulamalarında ve küçük sabit elektrik gücü jeneratörleri (zevk zanaatındakiler gibi) ve mekanik sürücüler olarak kullanılır. Bunlar tipik olarak doğrudan enjeksiyon, sıralı, dört veya altı silindirli motorlardır. Birçoğu küme aracı ile turboşarjlıdır.

Orta motorlar, 188 ila 750 kilowatt veya 252 ila 1.006 beygir gücü arasında değişen güç kapasitelerine sahiptir. Bu motorların çoğu ağır hizmet kamyonlarında kullanılmaktadır. Genellikle doğrudan enjeksiyon, sıralı, altı silindirli turboşarjlı ve dışa dönük motorlardır. Bazı V-8 ve V-12 motorları da bu boyut grubuna aittir.

Büyük dizel motorlarda 750 kilowatttan fazla güç derecelendirmeleri vardır. Bu benzersiz motorlar deniz, lokomotif ve mekanik tahrik uygulamaları ve elektrik gücü üretimi için kullanılır. Çoğu durumda doğrudan enjeksiyon, turboşarjlı ve sonradan soğutulmuş sistemlerdir. Güvenilirlik ve dayanıklılık kritik olduğunda dakikada 500 devir kadar düşük çalışabilirler.

İki zamanlı ve dört zamanlı motorlar
Daha önce belirtildiği gibi, dizel motorlar iki veya dört zamanlı döngüde çalışacak şekilde tasarlanmıştır. Tipik dört zamanlı döngü motorunda, emme ve egzoz valfleri ve yakıt enjeksiyon nozeri silindir kafasında bulunur (bkz. Şekil). Genellikle, çift valf düzenlemeleri - iki alım ve iki egzoz valfi - kullanılır.
İki zamanlı döngünün kullanımı, motor tasarımında bir veya her iki valf ihtiyacını ortadan kaldırabilir. Çöpçü ve emme havası genellikle silindir astarındaki bağlantı noktaları aracılığıyla sağlanır. Egzoz, silindir kafasında bulunan vanalardan veya silindir astarındaki bağlantı noktalarından olabilir. Motor yapısı, egzoz valfleri gerektiren bir port tasarımı kullanılırken basitleştirilir.

Dizeller için yakıt
Normalde dizel motorlar için yakıt olarak kullanılan petrol ürünleri, molekül başına en az 12 ila 16 karbon atomu olan ağır hidrokarbonlardan oluşan damıtılmış distilatlardır. Benzinde kullanılan daha uçucu kısımlar çıkarıldıktan sonra bu daha ağır damıtanlar ham petrolden alınır. Bu daha ağır damıtmaların kaynama noktaları 177 ila 343 ° C (351 ila 649 ° F) arasında değişmektedir. Bu nedenle, buharlaşma sıcaklığı, molekül başına daha az karbon atomu olan benzinden çok daha yüksektir.

Yakıtlardaki su ve tortu motor çalışması için zararlı olabilir; Verimli enjeksiyon sistemleri için temiz yakıt gereklidir. Yüksek karbon kalıntısına sahip yakıtlar en iyi düşük hızlı rotasyon motorları tarafından kullanılabilir. Aynı şey yüksek kül ve kükürt içeriğine sahip olanlar için de geçerlidir. Bir yakıtın ateşleme kalitesini tanımlayan setan numarası, ASTM D613 “Setan dizel akaryakıt sayısı için standart test yöntemi” kullanılarak belirlenir.

Dizel motorların geliştirilmesi
Erken iş
Bir Alman mühendis olan Rudolf Diesel, Otto motorunun (19. yüzyıl Alman mühendisi tarafından inşa edilen ilk dört zamanlı döngü motorunun verimliliğini artırmak için bir cihaz aradıktan sonra adını taşıyan motor fikrini tasarladı. Nikolaus Otto). Dizel, piston silindirli bir cihazın sıkıştırma stroku sırasında, havai bir yakıtın otomatik ateşleme sıcaklığından daha yüksek bir sıcaklığa kadar havayı ısıtabilirse, benzinli motorun elektrikli ateşleme işleminin ortadan kaldırılabileceğini fark etti. Dizel, 1892 ve 1893 tarihli patentlerinde böyle bir döngü önerdi.
Başlangıçta, yakıt olarak toz kömür veya sıvı petrol önerildi. Dizel, Saar kömür madenlerinin bir yan ürünü olan toz kömürü, hazır bir yakıt olarak gördü. Motor silindirine kömür tozu eklemek için sıkıştırılmış hava kullanılacaktı; Bununla birlikte, kömür enjeksiyon oranının kontrol edilmesi zordu ve deney motoru bir patlama ile yok edildikten sonra dizel sıvı petrolüne döndü. Yakıtı basınçlı hava ile motora sokmaya devam etti.
Dizel'in patentleri üzerine inşa edilen ilk ticari motor, Münih'te bir sergide sergilenen ve motorun üretimi ve satışı için dizelden bir lisans satın alan bir bira fabrikası olan Adolphus Busch tarafından St. Louis, Mo.'da kuruldu. Amerika Birleşik Devletleri ve Kanada'da. Motor yıllarca başarılı bir şekilde çalıştı ve I. Dünya Savaşı'nda ABD Donanması'nın birçok denizaltısını güçlendiren Busch-Sulzer motorunun öncüsü oldu. Groton, Conn.

Dizel motor I. Dünya Savaşı sırasında denizaltılar için birincil enerji santrali oldu. Sadece yakıt kullanımında ekonomik değil, aynı zamanda savaş zamanı koşullarında da güvenilir oldu. Benzinden daha az uçucu olan dizel yakıt daha güvenli bir şekilde depolandı ve ele alındı.
Savaşın sonunda dizel işleten birçok adam barış zamanı işleri arıyordu. Üreticiler, barış zamanı ekonomisine dizelleri uyarlamaya başladılar. Bir modifikasyon, daha düşük bir sıkıştırma basıncında iki zamanlı bir döngüde çalışan ve yakıt yükünü ateşlemek için sıcak bir ampul veya tüp kullanan semidesel olarak adlandırılan semideselin geliştirilmesiydi. Bu değişiklikler, inşa edilmesi ve sürdürülmesi daha ucuz bir motorla sonuçlandı.

Yakıt enjeksiyon teknolojisi
Tam dizelin sakıncalı bir özelliği, yüksek basınçlı, enjeksiyon hava kompresörünün gerekliliğiydi. Sadece hava kompresörünü sürmek için enerji gerekmekle kalmadı, aynı zamanda sıkıştırılmış hava, tipik olarak 6.9 megapaskal (inç kare başına 1.000 pound), aniden yaklaşık 3.4 basınçta genişleyen gecikmiş ateşleme meydana gelen bir soğutma etkisi meydana geldi. 4 megapaskal (inç kare başına 493 ila 580 pound). Dizel, silindire toz kömür eklemek için yüksek basınçlı havaya ihtiyaç duymuştu; Sıvı petrol, toz kömürü yakıt olarak değiştirdiğinde, yüksek basınçlı hava kompresörünün yerini almak için bir pompa yapılabilir.

Bir pompanın kullanılabileceği birkaç yol vardı. İngiltere'de Vickers Company, bir pompa pilinin, motorun uzunluğunu her bir silindire kurşunla çalıştıran bir boruda basınç altında tuttuğu ortak raylı yöntem olarak adlandırılan şeyi kullandı. Bu ray (veya boru) yakıt tedarik hattından, bir dizi enjeksiyon vanası, döngüsünün sağ noktasında her silindire yakıt yükünü kabul etti. Başka bir yöntem, her silindirin enjeksiyon valfine doğru zamanda anlık olarak yüksek basınç altında yakıt sağlamak için CAM ile çalışan pislik veya piston tipi pompalar kullanılmıştır.

Enjeksiyon hava kompresörünün ortadan kaldırılması doğru yönde bir adımdı, ancak çözülmesi gereken başka bir sorun daha vardı: motor egzozu, motorun beygir gücü derecesi içinde ve orada olsa bile, aşırı miktarda duman içeriyordu. normalde aşırı yüklenmeyi gösteren renksiz bir egzoz bırakmadan yakıt yükünü yakmak için silindirde yeterli hava idi. Mühendisler nihayet sorunun, motor silindirine patlayan anlık yüksek basınçlı enjeksiyon havasının, yakıt yükünü ikame mekanik yakıt nozullarının yapabildiğinden daha verimli bir şekilde yaydığını fark ettiler, bunun sonucunda hava kompresörü olmadan yakıtın Yanma sürecini tamamlamak için oksijen atomlarını arayın ve oksijen havanın sadece yüzde 20'sini oluşturduğundan, her yakıt atomunun bir oksijen atomuyla karşılaşmanın beşinde sadece bir şansı vardı. Sonuç, yakıtın uygunsuz yanmasıydı.

Bir yakıt enjeksiyon nozulunun olağan tasarımı, yakıtı bir koni spreyi şeklinde silindire sokdu, buhar bir akarsu veya jet yerine nozülden yayıldı. Yakıtı daha iyi dağıtmak için çok az şey yapılabilir. Geliştirilmiş karıştırma, en yaygın olarak indüksiyonla üretilen hava girdapları veya pistonun dış kenarından merkeze doğru squish veya her ikisi olarak adlandırılan havanın radyal hareketi ile havaya ek hareket sağlayarak gerçekleştirilmelidir. Bu girdap ve ezmek için çeşitli yöntemler kullanılmıştır. Hava girdabı yakıt enjeksiyon oranı ile kesin bir ilişki taşıdığında en iyi sonuçlar elde edilir. Silindir içinde havanın verimli kullanımı, sıkışmış havanın, döngüler arasında aşırı çökme olmadan, enjeksiyon döneminde bir spreyden diğerine sürekli olarak hareket etmesine neden olan bir dönme hızı gerektirir.