तीन मूलभूत आकार गट
पॉवरवर आधारित डिझेल इंजिनचे तीन मूलभूत आकाराचे गट आहेत—लहान, मध्यम आणि मोठे.लहान इंजिनमध्ये 16 किलोवॅटपेक्षा कमी पॉवर-आउटपुट व्हॅल्यू असतात.हा सर्वात सामान्यपणे उत्पादित डिझेल इंजिन प्रकार आहे.ही इंजिने ऑटोमोबाईल, लाइट ट्रक आणि काही कृषी आणि बांधकाम अनुप्रयोगांमध्ये आणि लहान स्थिर विद्युत-उर्जा जनरेटर (जसे की आनंद क्राफ्टवर) आणि यांत्रिक ड्राइव्ह म्हणून वापरली जातात.ते सामान्यत: थेट-इंजेक्शन, इन-लाइन, चार- किंवा सहा-सिलेंडर इंजिन असतात.अनेकांना आफ्टरकूलरने टर्बोचार्ज केले जाते.

मध्यम इंजिनांची उर्जा क्षमता 188 ते 750 किलोवॅट किंवा 252 ते 1,006 अश्वशक्ती असते.यातील बहुतांश इंजिन हेवी-ड्युटी ट्रकमध्ये वापरले जातात.ते सहसा डायरेक्ट-इंजेक्शन, इन-लाइन, सिक्स-सिलेंडर टर्बोचार्ज केलेले आणि आफ्टर कूल्ड इंजिन असतात.काही V-8 आणि V-12 इंजिन देखील या आकाराच्या गटाशी संबंधित आहेत.

मोठ्या डिझेल इंजिनांची पॉवर रेटिंग 750 किलोवॅटपेक्षा जास्त असते.ही अनोखी इंजिने मरीन, लोकोमोटिव्ह आणि मेकॅनिकल ड्राईव्ह ॲप्लिकेशन्स आणि इलेक्ट्रिकल-वीज निर्मितीसाठी वापरली जातात.बहुतेक प्रकरणांमध्ये ते थेट-इंजेक्शन, टर्बोचार्ज्ड आणि आफ्टर कूल्ड सिस्टम असतात.जेव्हा विश्वासार्हता आणि टिकाऊपणा महत्त्वाचा असतो तेव्हा ते प्रति मिनिट 500 पेक्षा कमी वेगाने कार्य करू शकतात.

दोन-स्ट्रोक आणि चार-स्ट्रोक इंजिन
आधी नमूद केल्याप्रमाणे, डिझेल इंजिन दोन- किंवा चार-स्ट्रोक सायकलवर ऑपरेट करण्यासाठी डिझाइन केलेले आहेत.ठराविक चार-स्ट्रोक-सायकल इंजिनमध्ये, सेवन आणि एक्झॉस्ट वाल्व्ह आणि इंधन-इंजेक्शन नोजल सिलेंडरच्या डोक्यात स्थित असतात (आकृती पहा).बऱ्याचदा, ड्युअल व्हॉल्व्ह व्यवस्था—दोन सेवन आणि दोन एक्झॉस्ट वाल्व्ह—नियुक्त केले जातात.
दोन-स्ट्रोक सायकलचा वापर इंजिन डिझाइनमधील एक किंवा दोन्ही वाल्वची आवश्यकता दूर करू शकतो.सिलेंडर लाइनरमधील पोर्ट्सद्वारे स्कॅव्हेंजिंग आणि इनटेक एअर प्रदान केले जाते.एक्झॉस्ट एकतर सिलेंडर हेडमध्ये असलेल्या वाल्व्हद्वारे किंवा सिलेंडर लाइनरमधील बंदरांमधून असू शकते.एक्झॉस्ट व्हॉल्व्हच्या ऐवजी पोर्ट डिझाइन वापरताना इंजिनचे बांधकाम सोपे केले जाते.

डिझेलसाठी इंधन
पेट्रोलियम उत्पादने सामान्यतः डिझेल इंजिनसाठी इंधन म्हणून वापरली जाणारी डिस्टिलेट असतात ज्यात जड हायड्रोकार्बन्स असतात, ज्यामध्ये प्रत्येक रेणूमध्ये कमीतकमी 12 ते 16 कार्बन अणू असतात.गॅसोलीनमध्ये वापरलेले अधिक अस्थिर भाग काढून टाकल्यानंतर हे जड डिस्टिलेट्स कच्च्या तेलापासून घेतले जातात.या जड डिस्टिलेटचे उत्कलन बिंदू 177 ते 343 °C (351 ते 649 °F) पर्यंत असतात.अशाप्रकारे, त्यांचे बाष्पीभवन तापमान गॅसोलीनपेक्षा बरेच जास्त असते, ज्यामध्ये प्रति रेणू कमी कार्बन अणू असतात.

इंधनातील पाणी आणि गाळ इंजिनच्या ऑपरेशनसाठी हानिकारक असू शकतात;कार्यक्षम इंजेक्शन प्रणालीसाठी स्वच्छ इंधन आवश्यक आहे.उच्च कार्बन अवशेष असलेले इंधन कमी-स्पीड रोटेशनच्या इंजिनद्वारे उत्तम प्रकारे हाताळले जाऊ शकते.राख आणि सल्फरचे प्रमाण जास्त असलेल्यांनाही हेच लागू होते.cetane क्रमांक, जो इंधनाची प्रज्वलन गुणवत्ता परिभाषित करतो, ASTM D613 "डिझेल इंधन तेलाच्या Cetane क्रमांकासाठी मानक चाचणी पद्धत" वापरून निर्धारित केला जातो.

डिझेल इंजिनचा विकास
लवकर काम
रुडॉल्फ डिझेल या जर्मन अभियंत्याने ओट्टो इंजिनची कार्यक्षमता वाढवण्यासाठी उपकरणाची मागणी केल्यानंतर आता त्याचे नाव धारण केलेल्या इंजिनची कल्पना सुचली (पहिले चार-स्ट्रोक-सायकल इंजिन, १९व्या शतकातील जर्मन अभियंत्याने तयार केले. निकोलॉस ओटो).डिझेलच्या लक्षात आले की, पिस्टन-सिलेंडर उपकरणाच्या कॉम्प्रेशन स्ट्रोक दरम्यान, दिलेल्या इंधनाच्या स्वयं-इग्निशन तापमानापेक्षा जास्त तापमानात हवा गरम केल्यास गॅसोलीन इंजिनची इलेक्ट्रिक इग्निशन प्रक्रिया नष्ट केली जाऊ शकते.डिझेलने 1892 आणि 1893 च्या पेटंटमध्ये अशा सायकलचा प्रस्ताव दिला होता.
मूलतः, एकतर चूर्ण कोळसा किंवा द्रव पेट्रोलियम इंधन म्हणून प्रस्तावित होते.डिझेलने पावडर कोळसा, सार कोळसा खाणींचे उप-उत्पादन, सहज उपलब्ध इंधन म्हणून पाहिले.इंजिन सिलेंडरमध्ये कोळशाची धूळ घालण्यासाठी कॉम्प्रेस्ड हवा वापरली जाणार होती;तथापि, कोळसा इंजेक्शनचा दर नियंत्रित करणे कठीण होते, आणि प्रायोगिक इंजिन स्फोटाने नष्ट झाल्यानंतर, डिझेल द्रव पेट्रोलियमकडे वळले.संकुचित हवेसह त्याने इंजिनमध्ये इंधन टाकणे सुरू ठेवले.
डिझेलच्या पेटंटवर बनवलेले पहिले व्यावसायिक इंजिन सेंट लुईस, मो. येथे ॲडॉल्फस बुश या मद्यविक्रेत्याने स्थापित केले होते, ज्याने म्युनिकमधील प्रदर्शनात एक प्रदर्शनात पाहिले होते आणि इंजिनच्या निर्मिती आणि विक्रीसाठी डिझेलकडून परवाना खरेदी केला होता. युनायटेड स्टेट्स आणि कॅनडा मध्ये.हे इंजिन वर्षानुवर्षे यशस्वीरीत्या कार्यरत होते आणि पहिल्या महायुद्धात यूएस नौदलाच्या अनेक पाणबुड्यांना शक्ती देणारे बुश-सुल्झर इंजिनचे अग्रदूत होते. त्याच उद्देशासाठी वापरलेले दुसरे डिझेल इंजिन नेल्सेको होते, जे न्यू लंडन शिप अँड इंजिन कंपनीने बनवले होते. Groton, Conn मध्ये.

पहिल्या महायुद्धात डिझेल इंजिन पाणबुड्यांसाठी प्राथमिक ऊर्जा केंद्र बनले. ते केवळ इंधनाच्या वापरासाठी किफायतशीर नव्हते तर युद्धकाळातही ते विश्वसनीय ठरले.डिझेल इंधन, गॅसोलीनपेक्षा कमी अस्थिर, अधिक सुरक्षितपणे साठवले आणि हाताळले गेले.
युद्धाच्या शेवटी डिझेल चालवणारे बरेच लोक शांततेच्या काळात नोकरीच्या शोधात होते.निर्मात्यांनी शांतताकालीन अर्थव्यवस्थेसाठी डिझेल स्वीकारण्यास सुरुवात केली.एक बदल म्हणजे तथाकथित सेमीडिझेलचा विकास होता जो कमी दाबाने दोन-स्ट्रोक सायकलवर चालतो आणि इंधन चार्ज प्रज्वलित करण्यासाठी गरम बल्ब किंवा ट्यूबचा वापर करतो.या बदलांमुळे इंजिन तयार करणे आणि देखभाल करणे कमी खर्चिक झाले.

इंधन-इंजेक्शन तंत्रज्ञान
संपूर्ण डिझेलचे एक आक्षेपार्ह वैशिष्ट्य म्हणजे उच्च-दाब, इंजेक्शन एअर कॉम्प्रेसरची आवश्यकता.एअर कंप्रेसर चालविण्यासाठी केवळ उर्जा आवश्यक नव्हती, परंतु प्रज्वलित होण्यास उशीर होणारा रेफ्रिजरेटिंग प्रभाव उद्भवतो जेव्हा संकुचित हवा, विशेषत: 6.9 मेगापास्कल्स (1,000 पाउंड प्रति चौरस इंच) सिलेंडरमध्ये अचानक विस्तारते, जे सुमारे 3.4 दाबाने होते. ते 4 मेगापास्कल (493 ते 580 पौंड प्रति चौरस इंच).सिलेंडरमध्ये चूर्ण कोळसा घालण्यासाठी डिझेलला उच्च दाबाची हवा आवश्यक होती;जेव्हा द्रव पेट्रोलियमने चूर्ण कोळसा इंधन म्हणून बदलला, तेव्हा उच्च-दाब एअर कॉम्प्रेसरची जागा घेण्यासाठी पंप बनविला जाऊ शकतो.

पंप वापरण्याचे अनेक मार्ग होते.इंग्लंडमध्ये विकर्स कंपनीने कॉमन-रेल्वे पद्धतीचा वापर केला, ज्यामध्ये पंपांच्या बॅटरीने प्रत्येक सिलिंडरच्या लीड्ससह इंजिनच्या लांबीच्या पाईपमध्ये दबावाखाली इंधन राखले.या रेल्वे (किंवा पाईप) इंधन-पुरवठा लाइनमधून, इंजेक्शन वाल्वच्या मालिकेने प्रत्येक सिलेंडरला त्याच्या सायकलच्या योग्य बिंदूवर इंधन चार्ज स्वीकारला.दुसऱ्या पद्धतीमध्ये कॅम-ऑपरेटेड जर्क, किंवा प्लंजर-प्रकार, पंपांचा वापर करून योग्य वेळी प्रत्येक सिलेंडरच्या इंजेक्शन वाल्वला क्षणभर उच्च दाबाखाली इंधन वितरीत केले जाते.

इंजेक्शन एअर कंप्रेसर काढून टाकणे हे योग्य दिशेने एक पाऊल होते, परंतु आणखी एक समस्या सोडवायची होती: इंजिनच्या एक्झॉस्टमध्ये जास्त प्रमाणात धूर होता, अगदी इंजिनच्या हॉर्सपॉवर रेटिंगमध्ये आउटपुट असताना आणि तरीही सिलेंडरमध्ये इंधन चार्ज जाळण्यासाठी पुरेशी हवा होती जी सामान्यत: ओव्हरलोड दर्शविणारी एक रंगीबेरंगी एक्झॉस्ट न सोडता.अभियंत्यांच्या शेवटी लक्षात आले की समस्या ही होती की इंजिनच्या सिलिंडरमध्ये क्षणार्धात उच्च-दाबाच्या इंजेक्शनच्या हवेच्या स्फोटामुळे इंधनाचा चार्ज पर्यायी यांत्रिक इंधन नोझल्सच्या क्षमतेपेक्षा अधिक कार्यक्षमतेने पसरला होता, परिणामी एअर कॉम्प्रेसरशिवाय इंधन कमी होते. ज्वलन प्रक्रिया पूर्ण करण्यासाठी ऑक्सिजनच्या अणूंचा शोध घ्या, आणि ऑक्सिजन हवेचा फक्त 20 टक्के भाग बनवतो, इंधनाच्या प्रत्येक अणूला ऑक्सिजनच्या अणूला सामोरे जाण्याची केवळ एक संधी होती.परिणामी इंधन अयोग्य बर्न झाले.

फ्युएल-इंजेक्शन नोजलच्या नेहमीच्या डिझाईनमुळे सिलेंडरमध्ये शंकूच्या स्प्रेच्या रूपात इंधनाची ओळख होते, ज्यामध्ये प्रवाह किंवा जेटमध्ये न राहता नोजलमधून वाफ बाहेर पडते.इंधन अधिक चांगल्या प्रकारे विसर्जित करण्यासाठी फारच थोडे केले जाऊ शकते.पिस्टनच्या बाहेरील काठावरुन मध्यभागी असलेल्या प्रेरण-उत्पादित हवेच्या चकरा किंवा हवेच्या रेडियल हालचाली, ज्याला स्क्विश म्हणतात, किंवा दोन्ही, हवेला अतिरिक्त हालचाल देऊन सुधारित मिश्रण पूर्ण करणे आवश्यक होते.हे फिरणे आणि स्क्विश तयार करण्यासाठी विविध पद्धती वापरल्या गेल्या आहेत.जेव्हा हवेच्या फिरण्याचा इंधन-इंजेक्शन दराशी निश्चित संबंध असतो तेव्हा सर्वोत्तम परिणाम स्पष्टपणे प्राप्त होतात.सिलिंडरमधील हवेचा कार्यक्षम वापर एक घूर्णन गतीची मागणी करतो ज्यामुळे इंजेक्शनच्या कालावधी दरम्यान फवारणीच्या काळात अडकलेली हवा सतत एका स्प्रेमधून दुसऱ्या स्प्रेमध्ये फिरते, सायकल दरम्यान अत्यंत कमी न होता.