ત્રણ મૂળભૂત કદ જૂથો
પાવર પર આધારિત ડીઝલ એન્જિનના ત્રણ મૂળભૂત કદના જૂથો છે - નાના, મધ્યમ અને મોટા.નાના એન્જિનમાં 16 કિલોવોટથી ઓછા પાવર-આઉટપુટ મૂલ્યો હોય છે.આ સૌથી સામાન્ય રીતે ઉત્પાદિત ડીઝલ એન્જિન પ્રકાર છે.આ એન્જિનોનો ઉપયોગ ઓટોમોબાઈલ, લાઇટ ટ્રક્સ અને કેટલાક કૃષિ અને બાંધકામ કાર્યક્રમોમાં અને નાના સ્થિર ઇલેક્ટ્રિકલ-પાવર જનરેટર (જેમ કે પ્લેઝર ક્રાફ્ટ પર) અને યાંત્રિક ડ્રાઇવ તરીકે થાય છે.તે સામાન્ય રીતે ડાયરેક્ટ-ઇન્જેક્શન, ઇન-લાઇન, ચાર- અથવા છ-સિલિન્ડર એન્જિન હોય છે.ઘણાને આફ્ટરકૂલરથી ટર્બોચાર્જ કરવામાં આવે છે.

મધ્યમ એન્જિન 188 થી 750 કિલોવોટ અથવા 252 થી 1,006 હોર્સપાવર સુધીની પાવર ક્ષમતા ધરાવે છે.આમાંના મોટાભાગના એન્જિનનો ઉપયોગ હેવી-ડ્યુટી ટ્રકમાં થાય છે.તે સામાન્ય રીતે ડાયરેક્ટ-ઇન્જેક્શન, ઇન-લાઇન, સિક્સ-સિલિન્ડર ટર્બોચાર્જ્ડ અને આફ્ટરકૂલ્ડ એન્જિન હોય છે.કેટલાક V-8 અને V-12 એન્જિન પણ આ કદના જૂથના છે.

મોટા ડીઝલ એન્જિનમાં 750 કિલોવોટથી વધુ પાવર રેટિંગ હોય છે.આ અનન્ય એન્જિનોનો ઉપયોગ દરિયાઈ, લોકોમોટિવ અને મિકેનિકલ ડ્રાઈવ એપ્લીકેશન અને વિદ્યુત-પાવર જનરેશન માટે થાય છે.મોટાભાગના કિસ્સાઓમાં તે ડાયરેક્ટ-ઇન્જેક્શન, ટર્બોચાર્જ્ડ અને આફ્ટરકૂલ્ડ સિસ્ટમ્સ છે.જ્યારે વિશ્વસનીયતા અને ટકાઉપણું નિર્ણાયક હોય ત્યારે તેઓ પ્રતિ મિનિટ 500 જેટલા ઓછા રિવોલ્યુશન પર કામ કરી શકે છે.

ટુ-સ્ટ્રોક અને ફોર-સ્ટ્રોક એન્જિન
અગાઉ નોંધ્યું છે તેમ, ડીઝલ એન્જિનો બે અથવા ચાર-સ્ટ્રોક ચક્ર પર કામ કરવા માટે રચાયેલ છે.લાક્ષણિક ચાર-સ્ટ્રોક-સાયકલ એન્જિનમાં, ઇન્ટેક અને એક્ઝોસ્ટ વાલ્વ અને ફ્યુઅલ-ઇન્જેક્શન નોઝલ સિલિન્ડર હેડમાં સ્થિત છે (આકૃતિ જુઓ).મોટે ભાગે, ડ્યુઅલ વાલ્વ ગોઠવણી-બે ઇન્ટેક અને બે એક્ઝોસ્ટ વાલ્વ-નો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે.
ટુ-સ્ટ્રોક ચક્રનો ઉપયોગ એન્જિન ડિઝાઇનમાં એક અથવા બંને વાલ્વની જરૂરિયાતને દૂર કરી શકે છે.સ્કેવેન્જિંગ અને ઇન્ટેક એર સામાન્ય રીતે સિલિન્ડર લાઇનરમાં બંદરો દ્વારા પૂરી પાડવામાં આવે છે.એક્ઝોસ્ટ કાં તો સિલિન્ડર હેડમાં સ્થિત વાલ્વ દ્વારા અથવા સિલિન્ડર લાઇનરમાં બંદરો દ્વારા થઈ શકે છે.એક્ઝોસ્ટ વાલ્વની જરૂરિયાતને બદલે પોર્ટ ડિઝાઇનનો ઉપયોગ કરતી વખતે એન્જિનનું બાંધકામ સરળ બનાવવામાં આવે છે.

ડીઝલ માટે બળતણ
સામાન્ય રીતે ડીઝલ એન્જિન માટે બળતણ તરીકે ઉપયોગમાં લેવાતા પેટ્રોલિયમ ઉત્પાદનો ભારે હાઇડ્રોકાર્બનથી બનેલા નિસ્યંદન છે, જેમાં પરમાણુ દીઠ ઓછામાં ઓછા 12 થી 16 કાર્બન અણુઓ હોય છે.ગેસોલિનમાં વપરાતા વધુ અસ્થિર ભાગોને દૂર કર્યા પછી આ ભારે નિસ્યંદન ક્રૂડ તેલમાંથી લેવામાં આવે છે.આ ભારે નિસ્યંદનોના ઉત્કલન બિંદુઓ 177 થી 343 °C (351 થી 649 °F) સુધીના હોય છે.આમ, તેમનું બાષ્પીભવન તાપમાન ગેસોલિન કરતા ઘણું વધારે છે, જેમાં પરમાણુ દીઠ ઓછા કાર્બન અણુઓ હોય છે.

ઇંધણમાં પાણી અને કાંપ એન્જિનના સંચાલન માટે હાનિકારક હોઈ શકે છે;કાર્યક્ષમ ઈન્જેક્શન સિસ્ટમ માટે સ્વચ્છ ઈંધણ આવશ્યક છે.ઉચ્ચ કાર્બન અવશેષો સાથેના ઇંધણને ઓછી ગતિના પરિભ્રમણના એન્જિનો દ્વારા શ્રેષ્ઠ રીતે નિયંત્રિત કરી શકાય છે.આ જ એશ અને સલ્ફરની ઉચ્ચ સામગ્રી ધરાવતા લોકો માટે લાગુ પડે છે.cetane નંબર, જે ઇંધણની ઇગ્નીશન ગુણવત્તાને વ્યાખ્યાયિત કરે છે, તે ASTM D613 નો ઉપયોગ કરીને નક્કી કરવામાં આવે છે "ડીઝલ ઇંધણ તેલના Cetane નંબર માટે પ્રમાણભૂત પરીક્ષણ પદ્ધતિ."

ડીઝલ એન્જિનનો વિકાસ
વહેલું કામ
રુડોલ્ફ ડીઝલ નામના જર્મન એન્જિનિયરે ઓટ્ટો એન્જિન (19મી સદીના જર્મન એન્જિનિયર દ્વારા બનાવવામાં આવેલ પ્રથમ ફોર-સ્ટ્રોક-સાયકલ એન્જિન) ની કાર્યક્ષમતા વધારવા માટે ઉપકરણની માંગણી કર્યા પછી તે એન્જિન માટે વિચાર આવ્યો હતો જે હવે તેનું નામ ધરાવે છે. નિકોલોસ ઓટ્ટો).ડીઝલને સમજાયું કે ગેસોલિન એન્જિનની ઇલેક્ટ્રિક ઇગ્નીશન પ્રક્રિયાને દૂર કરી શકાય છે જો, પિસ્ટન-સિલિન્ડર ઉપકરણના કમ્પ્રેશન સ્ટ્રોક દરમિયાન, કમ્પ્રેશન આપેલ ઇંધણના સ્વતઃ-ઇગ્નીશન તાપમાન કરતાં વધુ તાપમાને હવાને ગરમ કરી શકે છે.ડીઝલે તેની 1892 અને 1893ની પેટન્ટમાં આવા ચક્રનો પ્રસ્તાવ મૂક્યો હતો.
મૂળમાં, કાં તો પાવડર કોલસો અથવા પ્રવાહી પેટ્રોલિયમ બળતણ તરીકે પ્રસ્તાવિત કરવામાં આવ્યું હતું.ડીઝલએ પાઉડર કોલસો જોયો, જે સાર કોલસાની ખાણોની આડપેદાશ છે, જે સરળતાથી ઉપલબ્ધ બળતણ તરીકે છે.એન્જિન સિલિન્ડરમાં કોલસાની ધૂળ દાખલ કરવા માટે સંકુચિત હવાનો ઉપયોગ કરવાનો હતો;જો કે, કોલસાના ઇન્જેક્શનના દરને નિયંત્રિત કરવું મુશ્કેલ હતું, અને, પ્રાયોગિક એન્જિન વિસ્ફોટ દ્વારા નાશ પામ્યા પછી, ડીઝલ પ્રવાહી પેટ્રોલિયમ તરફ વળ્યું.તેણે કોમ્પ્રેસ્ડ એર સાથે એન્જિનમાં બળતણ દાખલ કરવાનું ચાલુ રાખ્યું.
ડીઝલના પેટન્ટ પર બનેલ પ્રથમ કોમર્શિયલ એન્જિન એડોલ્ફસ બુશ દ્વારા સેન્ટ લુઈસ, મો.માં સ્થાપિત કરવામાં આવ્યું હતું, જે મ્યુનિકમાં એક પ્રદર્શનમાં પ્રદર્શનમાં જોવા મળ્યું હતું અને તેણે એન્જિનના ઉત્પાદન અને વેચાણ માટે ડીઝલ પાસેથી લાઇસન્સ ખરીદ્યું હતું. યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સ અને કેનેડામાં.આ એન્જિન વર્ષો સુધી સફળતાપૂર્વક કાર્યરત હતું અને તે બુશ-સુલ્ઝર એન્જિનનું અગ્રદૂત હતું જેણે પ્રથમ વિશ્વયુદ્ધમાં યુએસ નેવીની ઘણી સબમરીનને સંચાલિત કરી હતી. આ જ હેતુ માટે વપરાતું બીજું ડીઝલ એન્જિન નેલ્સેકો હતું, જેનું નિર્માણ ન્યૂ લંડન શિપ એન્ડ એન્જિન કંપની દ્વારા કરવામાં આવ્યું હતું. Groton, Conn માં.

ડીઝલ એન્જિન પ્રથમ વિશ્વયુદ્ધ દરમિયાન સબમરીન માટે પ્રાથમિક પાવર પ્લાન્ટ બની ગયું હતું. તે માત્ર બળતણના ઉપયોગમાં આર્થિક ન હતું પણ યુદ્ધ સમયની પરિસ્થિતિઓમાં પણ તે વિશ્વસનીય સાબિત થયું હતું.ડીઝલ ઇંધણ, ગેસોલિન કરતાં ઓછું અસ્થિર, વધુ સુરક્ષિત રીતે સંગ્રહિત અને નિયંત્રિત કરવામાં આવ્યું હતું.
યુદ્ધના અંતે ડીઝલ ચલાવનારા ઘણા માણસો શાંતિ સમયની નોકરીઓ શોધી રહ્યા હતા.ઉત્પાદકોએ શાંતિ સમયના અર્થતંત્ર માટે ડીઝલને અનુકૂલન કરવાનું શરૂ કર્યું.એક ફેરફાર કહેવાતા સેમીડીઝલનો વિકાસ હતો જે ઓછા કમ્પ્રેશન પ્રેશર પર ટુ-સ્ટ્રોક સાયકલ પર કામ કરે છે અને બળતણ ચાર્જને સળગાવવા માટે ગરમ બલ્બ અથવા ટ્યુબનો ઉપયોગ કરે છે.આ ફેરફારોને કારણે એન્જિન બનાવવા અને જાળવવા માટે ઓછા ખર્ચાળ બન્યા.

ફ્યુઅલ-ઇન્જેક્શન ટેકનોલોજી
સંપૂર્ણ ડીઝલની એક વાંધાજનક વિશેષતા ઉચ્ચ દબાણ, ઈન્જેક્શન એર કોમ્પ્રેસરની આવશ્યકતા હતી.એર કોમ્પ્રેસરને ચલાવવા માટે માત્ર ઉર્જાની જ જરૂર નથી, પરંતુ રેફ્રિજરેટીંગ અસર કે જે ઇગ્નીશનમાં વિલંબ કરે છે ત્યારે થાય છે જ્યારે સંકુચિત હવા, સામાન્ય રીતે 6.9 મેગાપાસ્કલ્સ (1,000 પાઉન્ડ પ્રતિ ચોરસ ઇંચ) પર અચાનક સિલિન્ડરમાં વિસ્તરે છે, જે લગભગ 3.4 ના દબાણ પર હતું. થી 4 મેગાપાસ્કલ્સ (493 થી 580 પાઉન્ડ પ્રતિ ચોરસ ઇંચ).ડીઝલને સિલિન્ડરમાં પાઉડર કોલસો દાખલ કરવા માટે ઉચ્ચ દબાણવાળી હવાની જરૂર હતી;જ્યારે પ્રવાહી પેટ્રોલિયમે પાઉડર કોલસાને બળતણ તરીકે બદલ્યું, ત્યારે ઉચ્ચ દબાણવાળા એર કોમ્પ્રેસરની જગ્યા લેવા માટે પંપ બનાવી શકાય છે.

પંપનો ઉપયોગ કરવાની ઘણી રીતો હતી.ઈંગ્લેન્ડમાં વિકર્સ કંપનીએ સામાન્ય-રેલ પદ્ધતિ તરીકે ઓળખાતી પદ્ધતિનો ઉપયોગ કર્યો હતો, જેમાં પંપની બેટરી દરેક સિલિન્ડર સાથે એન્જિનની લંબાઈને ચાલતી પાઇપમાં દબાણ હેઠળ બળતણ જાળવી રાખે છે.આ રેલ (અથવા પાઇપ) ઇંધણ-સપ્લાય લાઇનમાંથી, ઇન્જેક્શન વાલ્વની શ્રેણીએ દરેક સિલિન્ડરને તેના ચક્રમાં યોગ્ય બિંદુએ બળતણ ચાર્જ સ્વીકાર્યું.બીજી પદ્ધતિમાં દરેક સિલિન્ડરના ઈન્જેક્શન વાલ્વને યોગ્ય સમયે ક્ષણિક ઊંચા દબાણ હેઠળ ઈંધણ પહોંચાડવા માટે કેમ-ઓપરેટેડ જર્ક, અથવા પ્લન્જર-પ્રકારના પંપનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે.

ઈન્જેક્શન એર કોમ્પ્રેસરને નાબૂદ કરવું એ યોગ્ય દિશામાં એક પગલું હતું, પરંતુ હજી બીજી સમસ્યા હલ કરવાની બાકી હતી: એન્જિનના એક્ઝોસ્ટમાં વધુ પડતો ધુમાડો હતો, એન્જિનના હોર્સપાવર રેટિંગની અંદરના આઉટપુટ પર પણ અને ત્યાં હોવા છતાં. સામાન્ય રીતે ઓવરલોડ દર્શાવતો રંગીન એક્ઝોસ્ટ છોડ્યા વિના બળતણ ચાર્જને બાળવા માટે સિલિન્ડરમાં પૂરતી હવા હતી.એન્જિનિયરોને આખરે સમજાયું કે સમસ્યા એ હતી કે એન્જિનના સિલિન્ડરમાં ક્ષણભરમાં હાઈ-પ્રેશર ઈન્જેક્શન હવાના વિસ્ફોટથી અવેજી યાંત્રિક બળતણ નોઝલ જે કરવા સક્ષમ હતા તેના કરતાં વધુ કાર્યક્ષમ રીતે બળતણ ચાર્જને વિખેરી નાખે છે, પરિણામે એર કોમ્પ્રેસર વિના બળતણનું વિસર્જન કરવું પડતું હતું. દહન પ્રક્રિયાને પૂર્ણ કરવા માટે ઓક્સિજન પરમાણુ શોધો, અને, કારણ કે ઓક્સિજન હવાના માત્ર 20 ટકા જ બનાવે છે, બળતણના દરેક અણુને ઓક્સિજનના અણુનો સામનો કરવા માટેના પાંચમાં માત્ર એક જ તક હતી.પરિણામ બળતણનું અયોગ્ય બર્નિંગ હતું.

ઇંધણ-ઇન્જેક્શન નોઝલની સામાન્ય ડિઝાઇનમાં શંકુ સ્પ્રેના રૂપમાં સિલિન્ડરમાં બળતણ દાખલ કરવામાં આવ્યું હતું, જેમાં પ્રવાહ અથવા જેટને બદલે નોઝલમાંથી વરાળ નીકળતી હતી.બળતણને વધુ સારી રીતે ફેલાવવા માટે બહુ ઓછું કરી શકાય છે.સુધારેલ મિશ્રણને હવામાં વધારાની ગતિ આપીને પરિપૂર્ણ કરવી પડતી હતી, સામાન્ય રીતે ઇન્ડક્શન-ઉત્પાદિત હવાના ઘૂમરાતો અથવા હવાની રેડિયલ હિલચાલ, જેને સ્ક્વિશ કહેવાય છે, અથવા બંને, પિસ્ટનની બહારની ધારથી કેન્દ્ર તરફ.આ ઘૂમરાતો અને સ્ક્વિશ બનાવવા માટે વિવિધ પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો છે.શ્રેષ્ઠ પરિણામો દેખીતી રીતે પ્રાપ્ત થાય છે જ્યારે હવામાં ફરતા ઇંધણ-ઇન્જેક્શન દર સાથે ચોક્કસ સંબંધ ધરાવે છે.સિલિન્ડરની અંદર હવાનો કાર્યક્ષમ ઉપયોગ રોટેશનલ વેગની માંગ કરે છે જેના કારણે ફસાઈ ગયેલી હવા ઈન્જેક્શનના સમયગાળા દરમિયાન સતત એક સ્પ્રેથી બીજા સ્પ્રેમાં જાય છે, ચક્ર વચ્ચેના અતિશય ઘટાડો વિના.