Tre grunnleggende størrelsesgrupper
Det er tre grunnleggende størrelsesgrupper av dieselmotorer basert på strøm - små, middels og store. De små motorene har power-output-verdier på mindre enn 16 kilowatt. Dette er den mest produserte dieselmotortypen. Disse motorene brukes i biler, lette lastebiler og noen landbruks- og konstruksjonsapplikasjoner og som små stasjonære elektriske kraftgeneratorer (for eksempel de på nytelseshåndverk) og som mekaniske stasjoner. De er typisk direkte-injeksjon, in-line, fire- eller sekssylindrede motorer. Mange er turboladet med etterkjølere.

Mediummotorer har kraftkapasiteter fra 188 til 750 kilowatt, eller 252 til 1 006 hestekrefter. Flertallet av disse motorene brukes i tunge lastebiler. De er vanligvis direkte injeksjon, in-line, seks-sylindret turboladede og etterkjølte motorer. Noen V-8- og V-12-motorer tilhører også denne størrelsesgruppen.

Store dieselmotorer har strømvurderinger på over 750 kilowatt. Disse unike motorene brukes til marine, lokomotiv og mekaniske stasjonsapplikasjoner og for generering av elektrisk kraft. I de fleste tilfeller er de direkte-injeksjon, turboladede og etterkjølte systemer. De kan operere på så lave som 500 revolusjoner per minutt når pålitelighet og holdbarhet er kritisk.

To-takts og firetakters motorer
Som nevnt tidligere, er dieselmotorer designet for å operere på enten to- eller firetaktssyklusen. I den typiske firetakters-syklusmotoren er inntaks- og eksosventilene og drivstoffinjeksjonsdysen plassert i sylinderhodet (se figur). Ofte er doble ventilarrangementer - to inntak og to eksosventiler - ansatt.
Bruk av totaktssyklusen kan eliminere behovet for en eller begge ventiler i motorutformingen. Scavenging og inntaksluft leveres vanligvis gjennom porter i sylinderforingen. Eksos kan enten være gjennom ventiler som ligger i sylinderhodet eller gjennom porter i sylinderforingen. Motorkonstruksjon er forenklet når du bruker en portdesign i stedet for en som krever eksosventiler.

Drivstoff for diesler
Petroleumsprodukter som vanligvis brukes som drivstoff for dieselmotorer, er destillater sammensatt av tunge hydrokarboner, med minst 12 til 16 karbonatomer per molekyl. Disse tyngre destillatene er hentet fra råolje etter at de mer flyktige delene som brukes i bensin fjernes. Kokepunktene til disse tyngre destillater varierer fra 177 til 343 ° C (351 til 649 ° F). Dermed er fordampningstemperaturen mye høyere enn bensin, som har færre karbonatomer per molekyl.

Vann og sediment i drivstoff kan være skadelig for motorens drift; Rent drivstoff er viktig for effektive injeksjonssystemer. Drivstoff med høy karbonrester kan håndteres best av motorer med lavhastighetsrotasjon. Det samme gjelder de med høyt aske- og svovelinnhold. Ketannummeret, som definerer tenningskvaliteten til et drivstoff, bestemmes ved bruk av ASTM D613 “Standard testmetode for cetan antall dieselolje.”

Utvikling av dieselmotorer
Tidlig arbeid
Rudolf Diesel, en tysk ingeniør, unnfanget ideen til motoren som nå bærer navnet hans etter at han hadde søkt en enhet for å øke effektiviteten til Otto-motoren (den første firetakts-syklusmotoren, bygget av 1800-tallets tyske ingeniør Nikolaus Otto). Diesel innså at den elektriske tenningsprosessen til bensinmotoren kunne elimineres hvis kompresjonen under kompresjonsslaget til en stempel-sylindret enhet kan varme luft til en temperatur høyere enn automatisk ignoreringstemperatur for et gitt drivstoff. Diesel foreslo en slik syklus i sine patenter i 1892 og 1893.
Opprinnelig ble enten pulverisert kull eller flytende petroleum foreslått som drivstoff. Diesel så pulverisert kull, et biprodukt av SAAR-kullgruvene, som et lett tilgjengelig drivstoff. Trykkluft skulle brukes til å introdusere kullstøv i motorsylinderen; Å kontrollere frekvensen av kullinjeksjon var imidlertid vanskelig, og etter at den eksperimentelle motoren ble ødelagt av en eksplosjon, vendte diesel seg til flytende petroleum. Han fortsatte å introdusere drivstoffet i motoren med trykkluft.
Den første kommersielle motoren bygget på Diesels patenter ble installert i St. Louis, Mo., av Adolphus Busch, en brygger som hadde sett en utstilt på en utstilling i München og hadde kjøpt en lisens fra Diesel for produksjon og salg av motoren i USA og Canada. Motoren opererte med suksess i årevis og var forløperen for Busch-Sulzer-motoren som drev mange ubåter av den amerikanske marinen i første verdenskrig. En annen dieselmotor som ble brukt til samme formål var Nelseco, bygget av det nye London-skipet og motorselskapet I Groton, Conn.

Dieselmotoren ble det primære kraftverket for ubåter under første verdenskrig. Det var ikke bare økonomisk i bruken av drivstoff, men viste seg også pålitelig under krigstidforhold. Diesel, mindre flyktig enn bensin, ble trygt lagret og håndtert.
På slutten av krigen var mange menn som hadde drevet diesel på jakt etter fredstidsjobber. Produsentene begynte å tilpasse diesel for fredstidsøkonomien. En modifisering var utviklingen av den såkalte Semidiesel som opererte på en totaktssyklus ved et lavere kompresjonstrykk og benyttet seg av en varm pære eller rør for å tenne drivstoffladningen. Disse endringene resulterte i en motor som er rimeligere å bygge og vedlikeholde.

Drivstoffinjeksjonsteknologi
Ett kritikkverdige trekk ved full diesel var nødvendigheten av en høyt trykk, injeksjonsluftkompressor. Ikke bare var det nødvendig med energi for å drive luftkompressoren, men en kjøleeffekt som forsinket tenning skjedde når trykkluften, typisk med 6,9 megapascals (1000 pund per kvadrat tomme), plutselig utvidet seg til sylinderen, som var på et trykk på omtrent 3,4 til 4 megapascals (493 til 580 pund per kvadrat tomme). Diesel hadde trengt høytrykksluft for å innføre pulverisert kull i sylinderen; Når flytende petroleum erstattet pulverisert kull som drivstoff, kan det gjøres en pumpe for å ta stedet for høytrykksluftkompressoren.

Det var flere måter en pumpe kunne brukes på. I England brukte Vickers-selskapet det som ble kalt fellesrail-metoden, der et batteri med pumper opprettholdt drivstoffet under trykk i et rør som kjørte motorens lengde med fører til hver sylinder. Fra denne skinne (eller røret) drivstoffforsyningslinjen, innrømmet en serie injeksjonsventiler drivstoffladningen til hver sylinder på riktig punkt i syklusen. En annen metode anvendt CAM-operert rykk, eller stempel-type, pumper for å levere drivstoff under øyeblikkelig høyt trykk til injeksjonsventilen til hver sylinder til rett tid.

Eliminering av injeksjonsluftkompressoren var et skritt i riktig retning, men det var nok et problem å løses: motorens eksos inneholdt en overdreven mengde røyk, selv ved utganger godt innenfor hestekreftervurderingen av motoren og selv om det er der der var nok luft i sylinderen til å brenne drivstoffladningen uten å etterlate en misfarget eksos som normalt indikerte overbelastning. Ingeniører innså til slutt at problemet var at den øyeblikkelig høytrykksinjeksjonsluften som eksploderte i motorsylinderen hadde diffus Søk på oksygenatomer for å fullføre forbrenningsprosessen, og siden oksygen bare utgjør 20 prosent av luften, hadde hvert atom av drivstoff bare en sjanse i fem for å møte et atom av oksygen. Resultatet var feil forbrenning av drivstoffet.

Den vanlige utformingen av en drivstoffinjeksjonsdyse introduserte drivstoffet i sylinderen i form av en kjeglespray, med dampen som stråler fra dysen, snarere enn i en strøm eller jet. Svært lite kan gjøres for å diffuse drivstoffet grundigere. Forbedret blanding måtte oppnås ved å formidle ekstra bevegelse til luften, oftest av induksjonsproduserte luft virvler eller en radiell bevegelse av luften, kalt squish, eller begge deler, fra ytterkanten av stempelet mot midten. Ulike metoder har blitt benyttet for å skape denne virvel og klemme. De beste resultatene oppnås tilsynelatende når luftvirvelen bærer en klar forhold til drivstoffinjeksjonshastigheten. Effektiv utnyttelse av luften i sylinderen krever en rotasjonshastighet som får den innlagte luften til å bevege seg kontinuerlig fra en spray til den neste i løpet av injeksjonsperioden, uten ekstrem innsynkning mellom sykluser.