Üç temel boyut grubu
Güce dayalı olarak küçük, orta ve büyük olmak üzere üç temel dizel motor boyutu grubu vardır.Küçük motorların güç çıkış değerleri 16 kilovattan azdır.En çok üretilen dizel motor türüdür.Bu motorlar otomobillerde, hafif kamyonlarda ve bazı tarım ve inşaat uygulamalarında ve küçük sabit elektrik gücü jeneratörleri (gezi teknelerindekiler gibi) ve mekanik tahrikler olarak kullanılır.Bunlar genellikle direkt enjeksiyonlu, sıralı, dört veya altı silindirli motorlardır.Çoğu, son soğutucularla turboşarjlıdır.

Orta boy motorların güç kapasiteleri 188 ila 750 kilovat veya 252 ila 1.006 beygir gücü arasında değişiyor.Bu motorların çoğunluğu ağır hizmet kamyonlarında kullanılmaktadır.Bunlar genellikle direkt enjeksiyonlu, sıralı, altı silindirli, turboşarjlı ve son soğutmalı motorlardır.Bazı V-8 ve V-12 motorları da bu boyut grubuna aittir.

Büyük dizel motorların güç değerleri 750 kilovatın üzerindedir.Bu benzersiz motorlar denizcilik, lokomotif ve mekanik tahrik uygulamaları ile elektrik enerjisi üretimi için kullanılır.Çoğu durumda bunlar doğrudan enjeksiyonlu, turboşarjlı ve son soğutmalı sistemlerdir.Güvenilirlik ve dayanıklılığın kritik olduğu durumlarda dakikada 500 devir kadar düşük bir hızda çalışabilirler.

İki Zamanlı ve Dört Zamanlı Motorlar
Daha önce belirtildiği gibi dizel motorlar iki veya dört zamanlı çevrimde çalışacak şekilde tasarlanmıştır.Tipik dört zamanlı çevrimli motorda, emme ve egzoz valfleri ve yakıt enjeksiyon memesi silindir kafasında bulunur (şekle bakın).Çoğunlukla ikili valf düzenlemeleri (iki emme ve iki egzoz valfi) kullanılır.
İki zamanlı çevrimin kullanılması, motor tasarımında bir veya her iki valfe olan ihtiyacı ortadan kaldırabilir.Temizleme ve emme havası genellikle silindir gömleğindeki portlar aracılığıyla sağlanır.Egzoz, silindir kafasında bulunan valflerden veya silindir gömleğindeki portlardan olabilir.Egzoz valfleri gerektiren bir tasarım yerine bir port tasarımı kullanıldığında motor yapısı basitleştirilmiştir.

Dizel yakıt
Normalde dizel motorlar için yakıt olarak kullanılan petrol ürünleri, molekül başına en az 12 ila 16 karbon atomu içeren ağır hidrokarbonlardan oluşan damıtıklardır.Bu daha ağır damıtma ürünleri, benzinde kullanılan daha uçucu kısımlar çıkarıldıktan sonra ham petrolden alınır.Bu daha ağır distilatların kaynama noktaları 177 ila 343 °C (351 ila 649 °F) arasındadır.Bu nedenle buharlaşma sıcaklıkları, molekül başına daha az karbon atomuna sahip olan benzininkinden çok daha yüksektir.

Yakıtlardaki su ve tortu, motorun çalışmasına zarar verebilir;Verimli enjeksiyon sistemleri için temiz yakıt şarttır.Yüksek karbon kalıntısına sahip yakıtlar, düşük hızlı dönüş motorları tarafından en iyi şekilde işlenebilir.Aynı durum kül ve kükürt içeriği yüksek olanlar için de geçerlidir.Bir yakıtın tutuşma kalitesini tanımlayan setan sayısı, ASTM D613 “Dizel Fuel Oil Setan Sayısı için Standart Test Yöntemi” kullanılarak belirlenir.

Dizel motorların geliştirilmesi
Erken iş
Alman mühendis Rudolf Diesel, Otto motorunun (19. yüzyıl Alman mühendisi tarafından inşa edilen ilk dört zamanlı çevrimli motor) verimliliğini artıracak bir cihaz aradıktan sonra, şimdi kendi adını taşıyan motor fikrini ortaya attı. Nikolaus Otto).Diesel, bir piston-silindir cihazının sıkıştırma stroku sırasında, sıkıştırmanın havayı belirli bir yakıtın kendiliğinden tutuşma sıcaklığından daha yüksek bir sıcaklığa ısıtabilmesi durumunda, benzinli motorun elektrikle ateşleme sürecinin ortadan kaldırılabileceğini fark etti.Diesel 1892 ve 1893 tarihli patentlerinde böyle bir döngüyü 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 vermek için basınçlı hava kullanılacaktı;ancak kömür enjeksiyon hızını kontrol etmek zordu ve deneysel motor bir patlama sonucu tahrip olduktan sonra Dizel sıvı petrole dönüştü.Yakıtı basınçlı havayla motora vermeye devam etti.
Diesel'in patentleri üzerine inşa edilen ilk ticari motor, Münih'teki bir fuarda sergilenen bir bira üreticisi olan ve motorun üretimi ve satışı için Diesel'den lisans satın alan bir bira üreticisi olan Adolphus Busch tarafından St. Louis, Mo.'da kuruldu. Amerika Birleşik Devletleri ve Kanada'da.Motor yıllarca başarıyla çalıştı ve I. Dünya Savaşı'nda ABD Donanması'nın birçok denizaltısına güç veren Busch-Sulzer motorunun öncüsü oldu. Aynı amaçla kullanılan bir diğer dizel motor ise New London Ship and Engine Company tarafından inşa edilen Nelseco'ydu. Groton, Conn'da.

Dizel motor, Birinci Dünya Savaşı sırasında denizaltıların ana güç santrali haline geldi. Yakıt kullanımı açısından ekonomik olmasının yanı sıra savaş koşullarında da güvenilir olduğunu kanıtladı.Benzinden daha az uçucu olan dizel yakıt daha güvenli bir şekilde depolandı ve kullanıldı.
Savaşın sonunda dizel kullanan birçok erkek barış zamanında iş arıyordu.Üreticiler dizelleri barış zamanı ekonomisine uyarlamaya başladı.Değişikliklerden biri, daha düşük bir sıkıştırma basıncında iki zamanlı bir çevrimle çalışan ve yakıt yükünü ateşlemek için bir sıcak ampul veya tüpten yararlanan yarı dizel olarak adlandırılan aracın geliştirilmesiydi.Bu değişiklikler, motorun yapımı ve bakımının daha ucuz olmasını sağladı.

Yakıt enjeksiyon teknolojisi
Tam dizelin sakıncalı bir özelliği, yüksek basınçlı, enjeksiyonlu hava kompresörünün gerekliliğiydi.Sadece hava kompresörünü çalıştırmak için enerji gerekmiyordu, aynı zamanda, tipik olarak 6,9 megapaskal (inç kare başına 1.000 pound) basınçlı hava, yaklaşık 3,4 basınçta olan silindirin içine aniden genişlediğinde, ateşlemeyi geciktiren bir soğutma etkisi meydana geldi. 4 megapaskal'a kadar (inç kare başına 493 ila 580 pound).Dizelin silindire toz kömür vermek için yüksek basınçlı havaya ihtiyacı vardı;yakıt olarak toz kömürün yerini sıvı petrol aldığında, yüksek basınçlı hava kompresörünün yerini alacak bir pompa yapılabilirdi.

Bir pompanın kullanılabileceği çeşitli yollar vardı.İngiltere'de Vickers Şirketi, bir pompa bataryasının yakıtı, her silindire giden kablolarla birlikte motor boyunca uzanan bir boruda basınç altında tuttuğu, ortak ray yöntemi adı verilen yöntemi kullandı.Bu ray (veya boru) yakıt besleme hattından bir dizi enjeksiyon valfi, yakıt yükünü her bir silindire çevriminin doğru noktasında iletiyordu.Başka bir yöntemde, yakıtı anlık olarak yüksek basınç altında her silindirin enjeksiyon valfına doğru zamanda iletmek için kamla çalıştırılan sarsıntılı veya piston tipi pompalar kullanıldı.

Enjeksiyonlu hava kompresörünün ortadan kaldırılması doğru yönde atılmış bir adımdı ancak çözülmesi gereken başka bir sorun daha vardı: Motorun beygir gücü derecesi dahilindeki çıkışlarda ve orada olmasına rağmen motor egzozu aşırı miktarda duman içeriyordu. normalde aşırı yüke işaret eden rengi solmuş bir egzoz bırakmadan yakıt yükünü yakmak için silindirde yeterli hava vardı.Mühendisler nihayet sorunun, motor silindirine anlık olarak patlayan yüksek basınçlı enjeksiyon havasının, yakıt yükünü yedek mekanik yakıt memelerinin yapabileceğinden daha verimli bir şekilde dağıtması olduğunu ve bunun sonucunda da hava kompresörü olmadan yakıtın Yanma sürecini tamamlamak için oksijen atomlarını araştırın ve oksijen havanın yalnızca yüzde 20'sini oluşturduğundan, her yakıt atomunun bir oksijen atomuyla karşılaşma şansı yalnızca beşte birdi.Sonuç, yakıtın hatalı yanmasıydı.

Yakıt enjeksiyon nozülünün alışılagelmiş tasarımı, yakıtı silindire bir koni sprey şeklinde gönderiyordu; buhar, bir akım veya jet yerine nozülden yayılıyor.Yakıtın daha iyi yayılması için çok az şey yapılabilirdi.İyileştirilmiş karıştırmanın, havaya ilave hareket kazandırılarak, çoğunlukla endüksiyonla üretilen hava girdapları veya havanın, pistonun dış kenarından merkeze doğru ezme adı verilen radyal hareketi veya her ikisi yoluyla gerçekleştirilmesi gerekiyordu.Bu girdap ve ezilmeyi yaratmak için çeşitli yöntemler kullanılmıştır.Görünüşe göre en iyi sonuçlar, hava girdabının yakıt enjeksiyon hızıyla kesin bir ilişkisi olduğu zaman elde edilir.Silindir içindeki havanın verimli kullanımı, döngüler arasında aşırı bir çöküntü olmaksızın, hapsedilen havanın enjeksiyon süresi boyunca sürekli olarak bir spreyden diğerine hareket etmesine neden olan bir dönme hızı gerektirir.