3つの基本サイズグループ
電力に基づいたディーゼルエンジンの3つの基本サイズグループがあります。小さなエンジンの電力出力値は16キロワット未満です。これは、最も一般的に生成されるディーゼルエンジンタイプです。これらのエンジンは、自動車、軽度のトラック、一部の農業および建設用途、および小さな静止した電力発電機（プレジャークラフトなど）および機械的ドライブとして使用されます。通常、直接注射、インライン、4気筒エンジンまたは6気筒エンジンです。多くはアフタークーラーでターボチャージャーされています。

中型エンジンには、188〜750キロワット、つまり252〜1,006馬力の範囲の電力容量があります。これらのエンジンの大部分は、頑丈なトラックで使用されています。それらは通常、直接注射、インライン、6気筒ターボ過給エンジン、および後クーリングエンジンです。一部のV-8およびV-12エンジンは、このサイズグループにも属します。

大型ディーゼルエンジンは、750キロワットを超える電力評価を持っています。これらのユニークなエンジンは、海洋、機関車、および機械的駆動アプリケーションと電力発電に使用されます。ほとんどの場合、それらは直接注射、ターボチャージュ、およびアフタークーリングシステムです。信頼性と耐久性が重要な場合、1分あたり500回限りの回転率で動作する場合があります。

2ストロークおよび4ストロークエンジン
前述のように、ディーゼルエンジンは、2ストロークサイクルまたは4ストロークサイクルのいずれかで動作するように設計されています。典型的な4ストロークサイクルエンジンでは、摂取量と排気バルブと燃料噴射ノズルがシリンダーヘッドにあります（図を参照）。多くの場合、デュアルバルブの配置（2つの摂取量と2つの排気バルブ）が採用されています。
2ストロークサイクルを使用すると、エンジンの設計で片方または両方のバルブが必要になります。通常、シリンダーライナーのポートを介して清掃と吸気空気が提供されます。排気は、シリンダーヘッドにあるバルブを介して、またはシリンダーライナーのポートを通ることができます。排気バルブを必要とするものではなく、ポート設計を使用する場合、エンジンの構造は簡素化されます。

ディーゼル用の燃料
通常、ディーゼルエンジンの燃料として使用される石油製品は、分子あたり少なくとも12〜16個の炭素原子を持つ重炭化水素で構成される蒸留物です。これらの重い蒸留物は、ガソリンで使用されるより揮発性の部分が除去された後、原油から採取されます。これらの重い蒸留物の沸点は、177〜343°C（351〜649°F）の範囲です。したがって、それらの蒸発温度は、分子あたりの炭素原子が少ないガソリンの蒸発温度よりもはるかに高くなっています。

燃料の水と堆積物は、エンジンの動作に有害です。効率的な注入システムには、きれいな燃料が不可欠です。高い炭素残基の燃料は、低速回転のエンジンによって最適に処理できます。同じことが、灰と硫黄の含有量が高い人にも当てはまります。燃料の点火品質を定義するセタン数は、ASTM D613「ディーゼル燃料油のセタン数の標準試験方法」を使用して決定されます。

ディーゼルエンジンの開発
初期の仕事
ドイツのエンジニアであるRudolf Dieselは、Ottoエンジン（19世紀のドイツのエンジニアによって構築された最初の4ストロークサイクルエンジン）の効率を高めるためにデバイスを求めた後、彼の名前を冠したエンジンのアイデアを思いつきました。ニコラウスオットー）。ディーゼルは、ピストンシリンダーデバイスの圧縮ストローク中に、圧縮が特定の燃料の自動点火温度よりも高い温度まで空気を加熱できる場合、ガソリンエンジンの電気点火プロセスを排除できることに気付きました。ディーゼルは、1892年と1893年の彼の特許でこのようなサイクルを提案しました。
もともと、粉末石炭または液体石油のいずれかが燃料として提案されていました。ディーゼルは、Saar石炭鉱山の副産物である粉末石炭を、すぐに利用できる燃料と見なしました。圧縮された空気を使用して、石炭ダストをエンジンシリンダーに導入しました。しかし、石炭注射の速度を制御することは困難であり、爆発によって実験エンジンが破壊された後、ディーゼルは液体石油に変わりました。彼は圧縮空気でエンジンに燃料を導入し続けました。
ディーゼルの特許の上に建設された最初の商用エンジンは、ミズーリ州のセントルイス、ミネソタ州のブッシュ、ミュンヘンの博覧会で展示されている醸造家であり、エンジンの製造と販売のためにディーゼルからライセンスを購入した醸造家によって設置されました。米国とカナダ。エンジンは長年にわたって正常に動作し、第一次世界大戦で米国海軍の多くの潜水艦を駆動したブッシュ - スルザーエンジンの先駆者でした。コネチカット州グロトン。

ディーゼルエンジンは、第一次世界大戦中の潜水艦の主要発電所になりました。それは燃料の使用において経済的であるだけでなく、戦時条件下で信頼できることが証明されました。ガソリンよりも揮発性が低いディーゼル燃料は、より安全に保管され、処理されました。
戦争の終わりに、ディーゼルを手術した多くの男性が平時の仕事を探していました。メーカーは、平和経済にディーゼルを適応し始めました。 1つの修正は、圧縮圧力の低い2ストロークサイクルで動作し、燃料電荷を点火するために熱い電球またはチューブを使用したいわゆるセミディエルの開発でした。これらの変更により、エンジンの構築と維持が安価になりました。

燃料噴射技術
フルディーゼルの不快な特徴の1つは、高圧の注入空気圧縮機の必要性でした。空気コンプレッサーを駆動するのに必要なエネルギーだけでなく、圧縮された空気が6.9メガパスカル（1平方インチあたり1,000ポンド）で、圧縮された空気が発生したときに発火を遅らせる冷蔵効果が突然シリンダーに拡大しました。 4メガパスカルズ（1平方インチあたり493〜580ポンド）。ディーゼルは、粉末石炭をシリンダーに導入するために高圧空気を必要としていました。液体石油が燃料として粉体炭を交換すると、高圧空気圧縮機の代わりにポンプを作ることができます。

ポンプを使用できる方法はいくつかありました。イギリスでは、Vickers Companyはコモンレール法と呼ばれるものを使用しました。この方法では、一連のポンプが各シリンダーにつながるエンジンの長さを走るパイプの圧力下で燃料を維持しました。このレール（またはパイプ）燃料供給ラインから、一連の噴射バルブが、サイクルの右側の各シリンダーに燃料充電を認めました。別の方法では、CAM操作のジャーク、またはプランジャータイプのポンプを使用して、適切なタイミングで各シリンダーの注入バルブに瞬間的に高圧下で燃料を供給します。

噴射エアコンプレッサーの除去は正しい方向へのステップでしたが、解決すべき別の問題がありました。エンジン排気には、エンジンの馬力定格内で、そしてそこにあっても、出力であっても過剰な量の煙が含まれていました。通常、過負荷を示す変色した排気を残さずに、燃料電荷を燃やすのに十分な空気でした。エンジニアは最終的に、エンジンシリンダーに爆発する瞬間的に高圧注入空気が、代替機械燃料ノズルが行うことができるよりも効率的に燃料電荷を拡散したことであり、エアコンプレッサーなしでは燃料が必要だった結果であることに気付きました。酸素原子を検索して燃焼プロセスを完了します。酸素は空気の20％しか構成しないため、各燃料の原子は酸素原子に遭遇する5人に1回しかありませんでした。その結果、燃料の不適切な燃焼ができました。

燃料噴射ノズルの通常の設計により、コーンスプレーの形で燃料がシリンダーに導入され、蒸気が小川やジェットではなくノズルから放射されました。燃料をより徹底的に拡散するために、ほとんどできませんでした。改善された混合は、ピストンの外端から中心に向かって、誘導生産された空気の渦巻きまたはスクイッシュ、またはその両方と呼ばれる空気の放射状の動きによって、空気に追加の動きを与えることによって達成されなければなりませんでした。この渦巻きとequishを作成するために、さまざまな方法が採用されています。空気の渦巻きが燃料噴射速度と明確な関係を築くと、最良の結果が得られます。シリンダー内の空気を効率的に利用するには、閉じ込められた空気が噴射期間中にあるスプレーから次のスプレーに連続的に移動する回転速度を必要とします。