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

मध्यम इंजनों की शक्ति क्षमता 188 से 750 किलोवाट या 252 से 1,006 अश्वशक्ति तक होती है।इनमें से अधिकांश इंजनों का उपयोग हेवी-ड्यूटी ट्रकों में किया जाता है।वे आम तौर पर डायरेक्ट-इंजेक्शन, इन-लाइन, छह-सिलेंडर टर्बोचार्ज्ड और आफ्टरकूल्ड इंजन होते हैं।कुछ V-8 और V-12 इंजन भी इसी आकार समूह के हैं।

बड़े डीजल इंजनों की पावर रेटिंग 750 किलोवाट से अधिक होती है।इन अद्वितीय इंजनों का उपयोग समुद्री, लोकोमोटिव और मैकेनिकल ड्राइव अनुप्रयोगों और विद्युत-ऊर्जा उत्पादन के लिए किया जाता है।ज्यादातर मामलों में वे डायरेक्ट-इंजेक्शन, टर्बोचार्ज्ड और आफ्टरकूल्ड सिस्टम होते हैं।विश्वसनीयता और स्थायित्व महत्वपूर्ण होने पर वे प्रति मिनट कम से कम 500 क्रांतियों पर काम कर 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 में स्थित होते हैं (आंकड़ा देखें)।अक्सर, दोहरी वाल्व व्यवस्था-दो सेवन और दो निकास वाल्व-का उपयोग किया जाता है।
दो-स्ट्रोक चक्र के उपयोग से इंजन डिज़ाइन में एक या दोनों वाल्वों की आवश्यकता समाप्त हो सकती है।सफाई और सेवन हवा आमतौर पर सिलेंडर लाइनर में बंदरगाहों के माध्यम से प्रदान की जाती है।निकास या तो सिलेंडर हेड में स्थित वाल्वों के माध्यम से या सिलेंडर लाइनर में बंदरगाहों के माध्यम से हो सकता है।निकास वाल्व की आवश्यकता के बजाय पोर्ट डिज़ाइन का उपयोग करने पर इंजन निर्माण सरल हो जाता है।

डीजल के लिए ईंधन
आमतौर पर डीजल इंजनों के लिए ईंधन के रूप में उपयोग किए जाने वाले पेट्रोलियम उत्पाद भारी हाइड्रोकार्बन से बने डिस्टिलेट होते हैं, जिनमें प्रति अणु कम से कम 12 से 16 कार्बन परमाणु होते हैं।गैसोलीन में उपयोग किए जाने वाले अधिक अस्थिर भागों को हटा दिए जाने के बाद ये भारी डिस्टिलेट कच्चे तेल से लिए जाते हैं।इन भारी आसुतों का क्वथनांक 177 से 343 डिग्री सेल्सियस (351 से 649 डिग्री फारेनहाइट) तक होता है।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 सकते हैं;कुशल इंजेक्शन प्रणालियों के लिए स्वच्छ ईंधन आवश्यक है।उच्च कार्बन अवशेष वाले ईंधन को कम गति वाले रोटेशन वाले इंजनों द्वारा सबसे अच्छी तरह से नियंत्रित किया जा सकता है।यही बात उन पर भी लागू होती है जिनमें राख और सल्फर की मात्रा अधिक होती है।सीटेन संख्या, जो ईंधन की प्रज्वलन गुणवत्ता को परिभाषित करती है, एएसटीएम डी613 "डीजल ईंधन तेल की सीटेन संख्या के लिए मानक परीक्षण विधि" का उपयोग करके निर्धारित की जाती है।

डीजल इंजनों का विकास
जल्दी काम
रुडोल्फ डीजल, एक जर्मन इंजीनियर, ने उस इंजन के विचार की कल्पना की थी जो अब उनके नाम पर है, उन्होंने ओटो इंजन (पहला चार-स्ट्रोक-साइकिल इंजन, जो 19वीं सदी के जर्मन इंजीनियर द्वारा बनाया गया था) की दक्षता बढ़ाने के लिए एक उपकरण की मांग की थी। निकोलस ओटो)।डीजल को एहसास हुआ 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।डीज़ल ने 1892 और 1893 के अपने पेटेंट में ऐसी साइकिल का प्रस्ताव रखा था।
मूल रूप से, या तो पाउडर कोयला या तरल पेट्रोलियम को ईंधन के रूप में प्रस्तावित किया गया था।डीजल में आसानी से उपलब्ध ईंधन के रूप में, सार कोयला खदानों के उप-उत्पाद, पाउडर वाले कोयले को देखा गया।इंजन सिलेंडर में कोयले की धूल डालने के लिए संपीड़ित हवा का उपयोग किया जाना था;हालाँकि, कोयला इंजेक्शन की दर को नियंत्रित करना मुश्किल था, और एक विस्फोट से प्रायोगिक इंजन के नष्ट हो जाने के बाद, डीजल तरल पेट्रोलियम में बदल गया।उन्होंने संपीड़ित हवा के साथ इंजन में ईंधन डालना जारी रखा।
डीज़ल के पेटेंट पर निर्मित पहला वाणिज्यिक इंजन सेंट लुइस, मो. में एक शराब बनाने वाले एडोल्फस बुश द्वारा स्थापित किया गया था, जिसने म्यूनिख में एक प्रदर्शनी में इसे प्रदर्शित होते देखा था और इंजन के निर्माण और बिक्री के लिए डीज़ल से लाइसेंस खरीदा था। संयुक्त राज्य अमेरिका और कनाडा में.इंजन वर्षों तक सफलतापूर्वक संचालित हुआ और बुश-सुल्ज़र इंजन का अग्रदूत था जिसने प्रथम विश्व युद्ध में अमेरिकी नौसेना की कई पनडुब्बियों को संचालित किया था। इसी उद्देश्य के लिए इस्तेमाल किया जाने वाला एक अन्य डीजल इंजन नेल्सेको था, जिसे न्यू लंदन शिप एंड इंजन कंपनी द्वारा बनाया गया था। ग्रोटन, कॉन में।

प्रथम विश्व युद्ध के दौरान डीजल इंजन पनडुब्बियों के लिए प्राथमिक बिजली संयंत्र बन गया। यह न केवल ईंधन के उपयोग में किफायती था बल्कि युद्धकालीन परिस्थितियों में भी विश्वसनीय साबित हुआ।डीजल ईंधन, गैसोलीन की तुलना में कम अस्थिर, अधिक सुरक्षित रूप से संग्रहीत और संभाला जाता था।
युद्ध के अंत में कई लोग, जिन्होंने डीजल इंजन चलाया था, शांतिकाल की नौकरियों की तलाश में थे।निर्माताओं ने शांतिकाल की अर्थव्यवस्था के लिए डीजल को अपनाना शुरू कर दिया।एक संशोधन तथाकथित सेमीडीज़ल का विकास था जो कम संपीड़न दबाव पर दो-स्ट्रोक चक्र पर संचालित होता था और ईंधन चार्ज को प्रज्वलित करने के लिए एक गर्म बल्ब या ट्यूब का उपयोग करता था।इन परिवर्तनों के परिणामस्वरूप एक इंजन का निर्माण और रखरखाव कम खर्चीला हो गया।

ईंधन-इंजेक्शन तकनीक
पूर्ण डीजल की एक आपत्तिजनक विशेषता उच्च दबाव, इंजेक्शन एयर कंप्रेसर की आवश्यकता थी।एयर कंप्रेसर को चलाने के लिए न केवल ऊर्जा की आवश्यकता थी, बल्कि एक रेफ्रिजरेटिंग प्रभाव के कारण प्रज्वलन में देरी हुई, जब संपीड़ित हवा, आमतौर पर 6.9 मेगापास्कल (1,000 पाउंड प्रति वर्ग इंच) अचानक सिलेंडर में फैल गई, जो लगभग 3.4 के दबाव पर थी। से 4 मेगापास्कल (493 से 580 पाउंड प्रति वर्ग इंच)।डीजल को सिलेंडर में पाउडर कोयला डालने के लिए उच्च दबाव वाली हवा की आवश्यकता थी;जब तरल पेट्रोलियम ने ईंधन के रूप में पाउडर वाले कोयले की जगह ले ली, तो उच्च दबाव वाले वायु कंप्रेसर की जगह लेने के लिए एक पंप बनाया जा सकता था।

ऐसे कई तरीके थे जिनसे एक पंप का उपयोग किया जा सकता था।इंग्लैंड में विकर्स कंपनी ने कॉमन-रेल पद्धति का इस्तेमाल किया, जिसमें पंपों की एक बैटरी प्रत्येक सिलेंडर तक इंजन की लंबाई तक चलने वाले पाइप में दबाव में ईंधन को बनाए रखती थी।इस रेल (या पाइप) ईंधन-आपूर्ति लाइन से, इंजेक्शन वाल्वों की एक श्रृंखला ने प्रत्येक सिलेंडर को उसके चक्र में सही बिंदु पर ईंधन चार्ज प्रदान किया।एक अन्य विधि में सही समय पर प्रत्येक सिलेंडर के इंजेक्शन वाल्व तक क्षणिक उच्च दबाव के तहत ईंधन पहुंचाने के लिए कैम-संचालित जर्क या प्लंजर-प्रकार के पंपों का उपयोग किया जाता है।

इंजेक्शन एयर कंप्रेसर का उन्मूलन सही दिशा में एक कदम था, लेकिन अभी भी एक और समस्या का समाधान किया जाना बाकी था: इंजन के निकास में अत्यधिक मात्रा में धुआं था, यहां तक ​​कि इंजन की हॉर्सपावर रेटिंग के भीतर आउटपुट पर भी और फिर भी सिलेंडर में ईंधन चार्ज को जलाने के लिए पर्याप्त हवा थी, बिना रंगहीन निकास छोड़े जो सामान्य रूप से ओवरलोड का संकेत देता था।इंजीनियरों को अंततः एहसास हुआ कि समस्या यह थी कि इंजन सिलेंडर में विस्फोटित होने वाली क्षणिक उच्च दबाव वाली इंजेक्शन हवा ने ईंधन चार्ज को स्थानापन्न यांत्रिक ईंधन नोजल की तुलना में अधिक कुशलता से फैलाया था, जिसके परिणामस्वरूप हवा कंप्रेसर के बिना ईंधन को भरना पड़ा। दहन प्रक्रिया को पूरा करने के लिए ऑक्सीजन परमाणुओं की खोज करें, और, चूंकि ऑक्सीजन हवा का केवल 20 प्रतिशत हिस्सा बनाती है, इसलिए ईंधन के प्रत्येक परमाणु के पास ऑक्सीजन के एक परमाणु से मिलने का पांच में से केवल एक मौका था।इसका परिणाम ईंधन का अनुचित तरीके से जलना था।

ईंधन-इंजेक्शन नोजल के सामान्य डिज़ाइन ने शंकु स्प्रे के रूप में सिलेंडर में ईंधन डाला, जिसमें धारा या जेट के बजाय नोजल से निकलने वाला वाष्प था।ईंधन को अधिक अच्छी तरह से फैलाने के लिए बहुत कम किया जा सका।बेहतर मिश्रण को हवा में अतिरिक्त गति प्रदान करके पूरा किया जाना था, आमतौर पर प्रेरण-निर्मित वायु घुमाव या हवा की रेडियल गति, जिसे स्क्विश कहा जाता है, या दोनों, पिस्टन के बाहरी किनारे से केंद्र की ओर।इस भंवर और स्क्विश को बनाने के लिए विभिन्न तरीकों को नियोजित किया गया है।सर्वोत्तम परिणाम स्पष्ट रूप से तब प्राप्त होते हैं जब हवा का घुमाव ईंधन-इंजेक्शन दर से एक निश्चित संबंध रखता है।सिलेंडर के भीतर हवा के कुशल उपयोग के लिए एक घूर्णी वेग की आवश्यकता होती है जो चक्रों के बीच अत्यधिक गिरावट के बिना, फंसी हुई हवा को इंजेक्शन अवधि के दौरान एक स्प्रे से दूसरे स्प्रे तक लगातार ले जाने का कारण बनती है।