तीन बुनियादी आकार समूह
बिजली के आधार पर डीजल इंजन के तीन बुनियादी आकार समूह हैं- स्मॉल, मीडियम और बड़े। छोटे इंजनों में 16 किलोवाट से कम के पावर-आउटपुट मूल्य होते हैं। यह सबसे अधिक उत्पादित डीजल इंजन प्रकार है। इन इंजनों का उपयोग ऑटोमोबाइल, हल्के ट्रकों और कुछ कृषि और निर्माण अनुप्रयोगों और छोटे स्थिर विद्युत-शक्ति जनरेटर (जैसे कि आनंद शिल्प पर) और यांत्रिक ड्राइव के रूप में किया जाता है। वे आम तौर पर प्रत्यक्ष-इंजेक्शन, इन-लाइन, चार या छह-सिलेंडर इंजन हैं। कई आफ्टरकूलर के साथ टर्बोचार्ज्ड हैं।

मध्यम इंजन में 188 से 750 किलोवाट, या 252 से 1,006 हॉर्सपावर तक बिजली की क्षमता होती है। इन इंजनों में से अधिकांश का उपयोग भारी शुल्क वाले ट्रकों में किया जाता है। वे आमतौर पर प्रत्यक्ष-इंजेक्शन, इन-लाइन, छह-सिलेंडर टर्बोचार्ज्ड और आफ्टरकोल्ड इंजन होते हैं। कुछ V-8 और V-12 इंजन भी इस आकार के समूह के हैं।

बड़े डीजल इंजन में 750 किलोवाट से अधिक बिजली रेटिंग होती है। इन अद्वितीय इंजनों का उपयोग समुद्री, लोकोमोटिव और मैकेनिकल ड्राइव अनुप्रयोगों और विद्युत-शक्ति पीढ़ी के लिए किया जाता है। ज्यादातर मामलों में वे प्रत्यक्ष-इंजेक्शन, टर्बोचार्ज्ड और आफ्टरकोल्ड सिस्टम हैं। वे विश्वसनीयता और स्थायित्व महत्वपूर्ण होने पर प्रति मिनट 500 क्रांतियों के रूप में कम संचालित हो सकते हैं।

दो-स्ट्रोक और चार-स्ट्रोक इंजन
जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, डीजल इंजन को दो या चार-स्ट्रोक चक्र पर संचालित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। विशिष्ट चार-स्ट्रोक-चक्र इंजन में, सेवन और निकास वाल्व और ईंधन-इंजेक्शन नोजल सिलेंडर हेड (चित्र देखें) में स्थित हैं। अक्सर, दोहरी वाल्व व्यवस्था -दो सेवन और दो निकास वाल्व -नियोजित होते हैं।
दो-स्ट्रोक चक्र का उपयोग इंजन डिजाइन में एक या दोनों वाल्व की आवश्यकता को समाप्त कर सकता है। स्कैवेंजिंग और सेवन हवा आमतौर पर सिलेंडर लाइनर में बंदरगाहों के माध्यम से प्रदान की जाती है। निकास या तो सिलेंडर सिर में स्थित वाल्व के माध्यम से या सिलेंडर लाइनर में बंदरगाहों के माध्यम से हो सकता है। एक निकास वाल्व की आवश्यकता के बजाय पोर्ट डिज़ाइन का उपयोग करते समय इंजन निर्माण को सरल बनाया जाता है।

डिसेल्स के लिए ईंधन
पेट्रोलियम उत्पाद आमतौर पर डीजल इंजन के लिए ईंधन के रूप में उपयोग किए जाते हैं, जो भारी हाइड्रोकार्बन से बना है, जिसमें कम से कम 12 से 16 कार्बन परमाणु प्रति अणु होते हैं। गैसोलीन में उपयोग किए जाने वाले अधिक वाष्पशील भागों को हटा दिए जाने के बाद इन भारी डिस्टिलेट को कच्चे तेल से लिया जाता है। इन भारी डिस्टिलेट्स के उबलते बिंदु 177 से 343 ° C (351 से 649 ° F) तक होते हैं। इस प्रकार, उनका वाष्पीकरण तापमान गैसोलीन की तुलना में बहुत अधिक है, जिसमें प्रति अणु कम कार्बन परमाणु होते हैं।

ईंधन में पानी और तलछट इंजन संचालन के लिए हानिकारक हो सकता है; कुशल इंजेक्शन प्रणालियों के लिए स्वच्छ ईंधन आवश्यक है। एक उच्च कार्बन अवशेषों के साथ ईंधन को कम गति वाले रोटेशन के इंजनों द्वारा सबसे अच्छा संभाला जा सकता है। उच्च राख और सल्फर सामग्री वाले लोगों पर भी यही लागू होता है। Cetane नंबर, जो एक ईंधन की इग्निशन गुणवत्ता को परिभाषित करता है, को ASTM D613 "डीजल ईंधन तेल के Cetane संख्या के लिए मानक परीक्षण विधि का उपयोग करके निर्धारित किया जाता है।"

डीजल इंजनों का विकास
प्रारंभिक कार्य
एक जर्मन इंजीनियर रुडोल्फ डीजल ने इंजन के लिए विचार की कल्पना की, जो अब ओटो इंजन (19 वीं सदी के जर्मन इंजीनियर द्वारा निर्मित पहला चार-स्ट्रोक-साइकिल इंजन (पहले चार-स्ट्रोक-साइकिल इंजन की दक्षता बढ़ाने के लिए एक उपकरण की मांग करने के बाद अपना नाम सहन करता है। निकोलस ओटो)। डीजल ने महसूस किया कि गैसोलीन इंजन की इलेक्ट्रिक इग्निशन प्रक्रिया को समाप्त किया जा सकता है, अगर पिस्टन-सिलेंडर डिवाइस के संपीड़न स्ट्रोक के दौरान, संपीड़न किसी दिए गए ईंधन के ऑटो-इग्निशन तापमान से अधिक तापमान तक हवा को गर्म कर सकता है। डीजल ने 1892 और 1893 के अपने पेटेंट में इस तरह के एक चक्र का प्रस्ताव रखा।
मूल रूप से, या तो पाउडर कोयला या तरल पेट्रोलियम को ईंधन के रूप में प्रस्तावित किया गया था। डीजल ने पाउडर कोयला, सार कोयला खानों का एक उप-उत्पाद देखा, जो आसानी से उपलब्ध ईंधन के रूप में था। इंजन सिलेंडर में कोयला धूल पेश करने के लिए संपीड़ित हवा का उपयोग किया जाना था; हालांकि, कोयला इंजेक्शन की दर को नियंत्रित करना मुश्किल था, और, एक विस्फोट से प्रयोगात्मक इंजन को नष्ट करने के बाद, डीजल ने तरल पेट्रोलियम की ओर रुख किया। उन्होंने संपीड़ित हवा के साथ इंजन में ईंधन का परिचय देना जारी रखा।
डीजल के पेटेंट पर बनाया गया पहला वाणिज्यिक इंजन सेंट लुइस, मो। में स्थापित किया गया था, एडोल्फस बुस्च द्वारा, एक शराब बनाने वाला, जिसने म्यूनिख में एक प्रदर्शनी में एक प्रदर्शन पर देखा था और इंजन के निर्माण और बिक्री के लिए डीजल से एक लाइसेंस खरीदा था। संयुक्त राज्य अमेरिका और कनाडा में। इंजन वर्षों के लिए सफलतापूर्वक संचालित होता था और बुश-सल्ज़र इंजन का अग्रदूत था, जिसने प्रथम विश्व युद्ध में अमेरिकी नौसेना की कई पनडुब्बियों को संचालित किया था। उसी उद्देश्य के लिए उपयोग किया जाने वाला एक अन्य डीजल इंजन नेल्सको, न्यू लंदन शिप एंड इंजन कंपनी द्वारा बनाया गया था। ग्रोटन में, कॉन।

डीजल इंजन प्रथम विश्व युद्ध के दौरान पनडुब्बियों के लिए प्राथमिक बिजली संयंत्र बन गया। यह न केवल ईंधन के उपयोग में किफायती था, बल्कि युद्धकालीन स्थितियों के तहत भी विश्वसनीय साबित हुआ। डीजल ईंधन, गैसोलीन की तुलना में कम अस्थिर, अधिक सुरक्षित रूप से संग्रहीत और संभाला गया था।
युद्ध के अंत में कई लोग जिन्होंने डिसेल का संचालन किया था, वे मयूर की नौकरियों की तलाश कर रहे थे। निर्माताओं ने मयूर अर्थव्यवस्था के लिए डिसेल्स को अनुकूलित करना शुरू कर दिया। एक संशोधन तथाकथित सेमीडिजल का विकास था जो कम संपीड़न दबाव में दो-स्ट्रोक चक्र पर संचालित होता था और ईंधन चार्ज को प्रज्वलित करने के लिए एक गर्म बल्ब या ट्यूब का उपयोग किया था। इन परिवर्तनों के परिणामस्वरूप एक इंजन का निर्माण और बनाए रखने के लिए कम खर्चीला हुआ।

ईंधन इंजेक्शन प्रौद्योगिकी
पूर्ण डीजल की एक आपत्तिजनक विशेषता एक उच्च दबाव, इंजेक्शन एयर कंप्रेसर की आवश्यकता थी। न केवल एयर कंप्रेसर को चलाने के लिए ऊर्जा की आवश्यकता थी, बल्कि एक रेफ्रिजरेटिंग प्रभाव जो विलंबित प्रज्वलन में देरी हुई, जब संपीड़ित हवा, आमतौर पर 6.9 मेगापास्कल्स (1,000 पाउंड प्रति वर्ग इंच) पर, अचानक सिलेंडर में विस्तारित हो गई, जो लगभग 3.4 के दबाव में थी। 4 मेगापास्कल्स (493 से 580 पाउंड प्रति वर्ग इंच)। डीजल को उच्च दबाव वाली हवा की आवश्यकता थी, जिसके साथ सिलेंडर में पाउडर कोयला पेश करना था; जब तरल पेट्रोलियम ने पाउडर कोयले को ईंधन के रूप में बदल दिया, तो उच्च दबाव वाले वायु कंप्रेसर की जगह लेने के लिए एक पंप बनाया जा सकता है।

ऐसे कई तरीके थे जिनमें एक पंप का उपयोग किया जा सकता था। इंग्लैंड में विकर्स कंपनी का इस्तेमाल किया जाता था जिसे कॉमन-रेल विधि कहा जाता था, जिसमें पंपों की एक बैटरी ने प्रत्येक सिलेंडर के साथ इंजन की लंबाई को चलाने वाले पाइप में दबाव में ईंधन को बनाए रखा। इस रेल (या पाइप) ईंधन-आपूर्ति लाइन से, इंजेक्शन वाल्वों की एक श्रृंखला ने अपने चक्र में सही बिंदु पर प्रत्येक सिलेंडर को ईंधन चार्ज को स्वीकार किया। एक अन्य विधि ने कैम-संचालित झटके, या प्लंजर-प्रकार को नियोजित किया, सही समय पर प्रत्येक सिलेंडर के इंजेक्शन वाल्व के लिए उच्च दबाव के तहत ईंधन देने के लिए पंप।

इंजेक्शन एयर कंप्रेसर का उन्मूलन सही दिशा में एक कदम था, लेकिन हल करने के लिए अभी तक एक और समस्या थी: इंजन के निकास में अत्यधिक मात्रा में धुएं थे, यहां तक ​​कि इंजन की हॉर्सपावर रेटिंग के भीतर भी अच्छी तरह से आउटपुट और भले ही वहां सिलेंडर में पर्याप्त हवा थी, जो कि सामान्य रूप से अधिभार को इंगित करने वाले एक विस्थापित निकास को छोड़ने के बिना ईंधन चार्ज को जलाने के लिए था। इंजीनियरों ने आखिरकार महसूस किया कि समस्या यह थी कि इंजन सिलेंडर में क्षण भर के उच्च दबाव वाले इंजेक्शन हवा में विस्फोट हुआ था, जो कि यांत्रिक यांत्रिक ईंधन नलिकाओं की तुलना में अधिक कुशलता से ईंधन चार्ज को विसरित करता था, परिणाम के साथ कि हवा के कंप्रेसर के बिना ईंधन के लिए ईंधन था। दहन प्रक्रिया को पूरा करने के लिए ऑक्सीजन परमाणुओं को खोजें, और, चूंकि ऑक्सीजन हवा का केवल 20 प्रतिशत बनाता है, ईंधन के प्रत्येक परमाणु के पास ऑक्सीजन के परमाणु का सामना करने में पांच में से केवल एक मौका था। परिणाम ईंधन का अनुचित जलन था।

एक ईंधन-इंजेक्शन नोजल के सामान्य डिजाइन ने एक शंकु स्प्रे के रूप में सिलेंडर में ईंधन को पेश किया, जिसमें वाष्प या जेट के बजाय वाष्प से विकिरण होता है। ईंधन को अधिक अच्छी तरह से फैलाने के लिए बहुत कम किया जा सकता है। बेहतर मिश्रण को हवा में अतिरिक्त गति प्रदान करके पूरा किया जाना था, आमतौर पर इंडक्शन-उत्पादित हवा के भंवरों या हवा के रेडियल मूवमेंट द्वारा, जिसे स्क्विश कहा जाता है, या दोनों, केंद्र की ओर पिस्टन के बाहरी किनारे से। इस भंवर और स्क्विश को बनाने के लिए विभिन्न तरीकों को नियोजित किया गया है। सर्वोत्तम परिणाम स्पष्ट रूप से प्राप्त होते हैं जब हवा में घूमता है, तो ईंधन-इंजेक्शन दर के लिए एक निश्चित संबंध होता है। सिलेंडर के भीतर हवा का कुशल उपयोग एक घूर्णी वेग की मांग करता है जो कि चक्रों के बीच चरम उपसमूह के बिना, इंजेक्शन अवधि के दौरान एक स्प्रे से दूसरे स्प्रे से लगातार आगे बढ़ने का कारण बनता है।