Tres grupos de tamaño básicos
Hai tres grupos básicos de motores diésel baseados na potencia: pequeno, medio e grande. Os pequenos motores teñen valores de potencia de menos de 16 quilowatts. Este é o tipo de motor diésel máis común. Estes motores úsanse en automóbiles, camións lixeiros e algunhas aplicacións agrícolas e de construción e como pequenos xeradores de potencia eléctrica estacionaria (como os que están en placer) e como unidades mecánicas. Son motores de inxección directa, en liña, de catro ou seis cilindros. Moitos son turboalimentados con post -coolers.

Os motores medios teñen capacidades de enerxía que oscilan entre 188 e 750 quilowatts, ou 252 a 1.006 cabalos de potencia. A maioría destes motores úsanse en camións pesados. Normalmente son motores turboalimentados e posteriores de inxección directa, en liña, de seis cilindros. Algúns motores V-8 e V-12 tamén pertencen a este grupo de tamaño.

Os motores diésel grandes teñen clasificacións de enerxía superiores a 750 quilowatts. Estes motores únicos úsanse para aplicacións mariñas, locomotoras e de accionamento mecánico e para a xeración de potencia eléctrica. Na maioría dos casos son de inxección directa, sistemas turboalimentados e posteriores. Poderán operar ata 500 revolucións por minuto cando a fiabilidade e a durabilidade son críticas.

Motores de dous tempos e catro tempos
Como se observou anteriormente, os motores diésel están deseñados para operar no ciclo de dous ou catro tempos. No motor típico do ciclo de catro tempos, as válvulas de entrada e escape e a boquilla de inxección de combustible están situadas na cabeza do cilindro (ver figura). Moitas veces, empregan os arranxos de válvulas dobres —cwo inxestión e dúas válvulas de escape.
O uso do ciclo de dous tempos pode eliminar a necesidade dunha ou ambas válvulas no deseño do motor. A escavación e o aire de entrada adoitan ser fornecidos a través de portos do forro do cilindro. O escape pode ser a través de válvulas situadas na cabeza do cilindro ou a través de portos no forro do cilindro. A construción do motor simplifícase ao usar un deseño de porto en lugar de que requira válvulas de escape.

Combustible para diésel
Os produtos petrolíferos normalmente usados ​​como combustible para motores diésel son destilados compostos por hidrocarburos pesados, con polo menos 12 a 16 átomos de carbono por molécula. Estes destilados máis pesados ​​son tomados do petróleo cru despois de que se eliminen as porcións máis volátiles utilizadas na gasolina. Os puntos de ebulición destes destilados máis pesados ​​oscilan entre 177 e 343 ° C (351 a 649 ° F). Así, a súa temperatura de evaporación é moi superior á da gasolina, que ten menos átomos de carbono por molécula.

A auga e os sedimentos en combustibles poden ser prexudiciais para o funcionamento do motor; O combustible limpo é esencial para sistemas de inxección eficientes. Os combustibles cun residuo de alto carbono pódense manexar mellor por motores de rotación de baixa velocidade. O mesmo se aplica a aqueles con alto contido de cinzas e xofre. O número de cetano, que define a calidade de ignición dun combustible, determínase usando ASTM D613 "Método de proba estándar para o número de cetano de aceite de gasóleo."

Desenvolvemento de motores diésel
Traballo temperán
Rudolf Diesel, un enxeñeiro alemán, concibiu a idea do motor que agora leva o seu nome despois de que buscase un dispositivo para aumentar a eficiencia do motor Otto (o primeiro motor de catro ciclos de catro tempos, construído polo enxeñeiro alemán do século XIX Nikolaus Otto). Diesel entendeu que o proceso de ignición eléctrica do motor de gasolina podería eliminarse se, durante o trazo de compresión dun dispositivo de cilindros de pistón, a compresión podería quentar o aire a unha temperatura superior á temperatura de ignición automática dun determinado combustible. Diesel propuxo un ciclo nas súas patentes de 1892 e 1893.
Orixinalmente, o carbón en po ou o petróleo líquido propúxose como combustible. Diesel viu carbón en po, un subproduto das minas de carbón Saar, como un combustible facilmente dispoñible. O aire comprimido debía usarse para introducir po de carbón no cilindro do motor; Non obstante, o control da taxa de inxección de carbón foi difícil e, despois de que o motor experimental fose destruído por unha explosión, o gasóleo converteuse no petróleo líquido. Continuou introducindo o combustible no motor con aire comprimido.
O primeiro motor comercial construído nas patentes de Diesel foi instalado en St. Louis, Mo., por Adolphus Busch, un cervexeiro que vira un exposto nunha exposición en Múnic e comprara unha licenza de Diesel para a fabricación e venda do motor nos Estados Unidos e Canadá. O motor funcionou con éxito durante anos e foi o precursor do motor Busch-Sulzer que alimentou moitos submarinos da armada estadounidense na Primeira Guerra Mundial. Outro motor diésel usado para o mesmo propósito foi o Nelseco, construído pola New London Buy and Engine Company En Groton, Conn.

O motor diésel converteuse na central eléctrica principal para os submarinos durante a Primeira Guerra Mundial. Non só foi económico no uso de combustible, senón que tamén resultou fiable en condicións de guerra. O gasóleo, menos volátil que a gasolina, foi almacenado e manexado con máis seguridade.
Ao final da guerra, moitos homes que operaban diésel estaban a buscar traballos en paz. Os fabricantes comezaron a adaptar diésel para a economía en paz. Unha modificación foi o desenvolvemento do chamado semidiesel que operaba nun ciclo de dous tempos a unha presión de compresión máis baixa e utilizou unha lámpada ou tubo quente para acender a carga de combustible. Estes cambios deron como resultado un motor menos caro de construír e manter.

Tecnoloxía de inxección de combustible
Unha das características obxetivas do gasóleo completo foi a necesidade dun compresor de aire de inxección de alta presión. Non só se necesitaba enerxía para conducir o compresor de aire, senón que se produciu un efecto refrixerante que se produciu unha ignición atrasada cando o aire comprimido, normalmente a 6,9 megapascals (1.000 libras por polgada cadrada), de súpeto expandiuse de súpeto no cilindro, que estaba a unha presión de aproximadamente 3,4 a 4 megapascals (493 a 580 libras por polgada cadrada). O gasóleo necesitaba aire de alta presión co que introducir carbón en po no cilindro; Cando o petróleo líquido substituíu o carbón en po como combustible, podería facerse unha bomba para ocupar o lugar do compresor de aire de alta presión.

Houbo varias formas en que se podía usar unha bomba. En Inglaterra, a empresa Vickers usou o que se chamaba o método de carril común, no que unha batería de bombas mantivo o combustible baixo presión nunha tubería que corría a lonxitude do motor con cables a cada cilindro. Desde esta liña de subministración de combustible (ou tubería), unha serie de válvulas de inxección admitiron a carga de combustible a cada cilindro no punto dereito do seu ciclo. Outro método empregou bombas de tipo Cam-operadas con leva, ou de tipo época, para entregar combustible baixo unha presión momentaneamente alta á válvula de inxección de cada cilindro no momento adecuado.

A eliminación do compresor de aire de inxección foi un paso na dirección correcta, pero aínda había outro problema que se solucionou: o escape do motor contiña unha cantidade excesiva de fume, incluso nas saídas ben dentro da clasificación de potencia do motor e aínda que alí Foi o aire suficiente no cilindro para queimar a carga de combustible sen deixar un escape descolorido que normalmente indicaba unha sobrecarga. Os enxeñeiros finalmente déronse conta de que o problema era que o aire de inxección de alta presión que explotaba no cilindro do motor difundira a carga de combustible de xeito máis eficiente do que as boquillas de combustible mecánico substituíron, co resultado de que sen o compresor de aire o combustible tiña que facelo Busque os átomos de osíxeno para completar o proceso de combustión e, dado que o osíxeno só representa o 20 por cento do aire, cada átomo de combustible tivo só unha oportunidade en cinco de atopar un átomo de osíxeno. O resultado foi unha queima inadecuada do combustible.

O deseño habitual dunha boquilla de inxección de combustible introduciu o combustible no cilindro en forma de spray de cono, co vapor que se irradia desde a boquilla, máis que nun regato ou chorro. Pódese facer moi pouco para difundir o combustible máis a fondo. A mestura mellorada tivo que realizarse impartindo un movemento adicional ao aire, máis comúnmente por remolinos de aire producidos pola indución ou un movemento radial do aire, chamado Squish, ou ambos, desde o bordo exterior do pistón cara ao centro. Empregáronse diversos métodos para crear este remuíño e squish. Aparentemente obtense os mellores resultados cando o remolino de aire ten unha relación definitiva coa taxa de inxección de combustible. A utilización eficiente do aire dentro do cilindro esixe unha velocidade de rotación que fai que o aire atrapado se mova continuamente dun spray ao seguinte durante o período de inxección, sen unha subsidencia extrema entre os ciclos.