Trè gruppi di dimensioni basi
Ci sò trè gruppi di dimensioni basi di motori diesel basatu nantu à a putenza-picculu, mediu è grande.I picculi mutori anu un valore di putenza di menu di 16 kilowatts.Questu hè u tipu di mutore diesel più cumunimenti pruduciutu.Questi mutori sò usati in l'automobile, i camioni ligeri, è alcune applicazioni agricule è di custruzzione è cum'è picculi generatori di energia elettrica stazionarii (cum'è quelli in imbarcazioni di piacè) è cum'è unità meccaniche.Sò tipicamente motori à iniezione diretta, in linea, quattru o sei cilindri.Parechji sò turbocharged cù aftercoolers.

I motori mediani anu capacità di putenza chì varieghja da 188 à 750 kilowatts, o 252 à 1.006 cavalli.A maiò parte di sti mutori sò usati in camioni pisanti.Di solitu sò motori à iniezione diretta, in linea, sei cilindri turbocharged è aftercooled.Certi motori V-8 è V-12 appartenenu ancu à stu gruppu di dimensioni.

I grandi motori diesel anu una putenza di più di 750 kilowatts.Questi motori unichi sò usati per l'applicazioni marini, locomotive è meccaniche è per a generazione di energia elettrica.In a maiò parte di i casi sò sistemi di iniezione diretta, turbocharged è aftercooled.Puderanu funziunà à 500 rivoluzioni per minutu quandu l'affidabilità è a durabilità sò critichi.

Motori à dui tempi è à quattru tempi
Comu nutatu prima, i motori di diesel sò pensati per uperà nantu à u ciculu di dui o quattru tempi.In u tipicu mutore di quattru tempi, i valvuli d'admission è di scarico è l'injezione di carburante sò situati in a testa di u cilindru (vede a figura).Spessu, l'arrangii di doppia valvula-due valvole di ingressu è duie valvole di scarico-sò impiegati.
L'usu di u ciculu di dui tempi pò eliminà a necessità di una o duie valvole in u disignu di u mutore.Scavenging è aria intake hè di solitu furnitu attraversu porti in u cilindru liner.L'exhaust pò esse sia attraversu valvule situate in a testa di cilindru sia attraversu porti in u liner di cilindru.A custruzzione di u mutore hè simplificata quandu si usa un disegnu portu invece di quellu chì richiede valvole di scarico.

Carburante per i diesel
I prudutti di petroliu chì sò normalment utilizati com'è carburante per i motori diesel sò distillati cumposti da idrocarburi pesanti, cù almenu 12 à 16 atomi di carbonu per molécula.Questi distillati più pesanti sò pigliati da l'oliu crudu dopu chì i porzioni più volatili utilizati in gasoline sò eliminati.I punti di ebollizione di sti distillati più pesanti varienu da 177 à 343 ° C (351 à 649 ° F).Cusì, a so temperatura di evaporazione hè assai più altu ch'è quella di a benzina, chì hà menu atomi di carbonu per molécula.

L'acqua è u sedimentu in i carburanti pò esse preghjudiziu à u funziunamentu di u mutore;u carburante pulitu hè essenziale per i sistemi di iniezione efficienti.I carburanti cù un residu altu di carbone pò esse trattatu megliu da i motori di rotazione à bassa velocità.U stessu s'aplica à quelli chì anu un altu cuntenutu di cendra è sulfuru.U numeru di cetane, chì definisce a qualità di ignizione di un carburante, hè determinatu utilizendu ASTM D613 "Metudu di prova standard per u numeru di cetanu di l'oliu di carburante diesel".

Sviluppu di i motori diesel
I primi travagli
Rudolf Diesel, un ingegneru tedescu, hà cuncipitu l'idea di u mutore chì porta oghje u so nome dopu avè cercatu un dispusitivu per aumentà l'efficienza di u mutore Otto (u primu mutore à quattru tempi, custruitu da l'ingegneru tedescu di u XIX seculu. Nikolaus Otto).Diesel hà capitu chì u prucessu d'ignizione elettricu di u mutore di benzina puderia esse eliminatu se, durante a corsa di compressione di un dispositivu di pistone-cilindru, a compressione puderia calà l'aria à una temperatura più altu ch'è a temperatura d'autoignizione di un carburante.Diesel prupone un tali ciclu in i so patenti di 1892 è 1893.
Originariamente, o carbone in polvere o petroliu liquidu hè statu prupostu cum'è carburante.Diesel hà vistu u carbone in polvere, un subproduttu di e mine di carbone di Saar, cum'è un carburante prontamente dispunibule.L'aria cumpressa duvia esse usata per intruduce u polu di carbone in u cilindru di u mutore;in ogni modu, cuntrullà a tarifa di iniezione di carbone era difficiule, è, dopu à u mutore spirimintali fù distruttu da una splusioni, Diesel turnò à pitroliu liquidu.Cuntinuò à intruduce u carburante in u mutore cù aria compressa.
U primu mutore cummerciale custruitu nantu à i brevetti di Diesel hè statu stallatu in St. Louis, Mo., da Adolphus Busch, un birreru chì avia vistu unu in mostra in una esposizione in Munich è avia acquistatu una licenza da Diesel per a fabricazione è a vendita di u mutore. in i Stati Uniti è Canada.U mutore hà operatu cù successu per anni è era u precursore di u mutore Busch-Sulzer chì hà alimentatu parechji sottumarini di a Marina di i Stati Uniti in a Prima Guerra Munniali. Un altru mutore diesel utilizatu per u listessu scopu era u Nelseco, custruitu da a New London Ship and Engine Company. in Groton, Conn.

U mutore di diesel addivintau a centrale elettrica primaria per i sottumarini durante a Prima Guerra Munniali. Ùn era micca solu ecunomicu in l'usu di carburante, ma ancu dimustratu affidabile in cundizioni di guerra.U carburante di diesel, menu volatile cà a benzina, hè stata almacenata è trattata più sicura.
À a fine di a guerra, parechji omi chì avianu operatu di diesel eranu in cerca di impieghi in tempu di pace.I pruduttori cuminciaru à adattà i diesel per l'ecunumia in tempu di pace.Una mudificazione era u sviluppu di u chjamatu semidiesel chì operava nantu à un ciculu di dui tempi à una pressione di compressione più bassa è facia l'usu di una lampadina calda o tubu per accende a carica di carburante.Questi cambiamenti anu risultatu in un mutore menu caru per custruisce è mantene.

Tecnulugia di iniezione di carburante
Una caratteristica obiettivu di u diesel pienu era a necessità di un compressore d'aria iniezione d'alta pressione.Ùn era micca solu l'energia necessaria per guidà u compressore d'aria, ma un effettu refrigerante chì ritardava l'ignizione hè accadutu quandu l'aria comprimita, tipicamente à 6,9 megapascals (1.000 liri per inch quadratu), si stende di colpu in u cilindru, chì era à una pressione di circa 3,4. à 4 megapascals (493 à 580 liri per inch square).Diesel avia bisognu di l'aria d'alta pressione cù quale intruduce u carbone pulveru in u cilindru;quandu u pitroliu liquidu rimpiazzatu u carbone pulveru cum'è carburante, una pompa puderia esse fatta per piglià u locu di u compressore d'aria d'alta pressione.

Ci era parechje manere in quale una pompa pò esse usata.In l'Inghilterra, a Cumpagnia Vickers hà utilizatu ciò chì era chjamatu u metudu common-rail, in u quale una bateria di pumps mantene u carburante sottu pressione in un tubu chì curria a lunghezza di u mutore cù porta à ogni cilindru.Da questa linea di fornitura di carburante (o pipa), una seria di valvule d'iniezione ammette a carica di carburante à ogni cilindru à u puntu ghjustu in u so ciculu.Un altru mètudu impiegatu jerk cam-operated, o pistu-tipu, pompe à purtà carburante sottu à una pressione momentaneamente alta à a valvula d'iniezione di ogni cilindru à u mumentu ghjustu.

L'eliminazione di u compressore d'aria à iniezione era un passu in a direzzione ghjusta, ma ci era ancu un altru prublema da risolve: l'escavazione di u mutore cuntene una quantità eccessiva di fumu, ancu à emissioni chì sò in a putenza di cavallu di u mutore è ancu s'ellu ci era. era abbastanza aria in u cilindru per brusgià a carica di carburante senza lascià un scarico scoloritu chì normalment indicava una sovraccarico.Infine, l'ingegneri anu capitu chì u prublema era chì l'aria di iniezione d'alta pressione momentaneamente chì esplodeva in u cilindru di u mutore avia diffusatu a carica di carburante in modu più efficau ch'è l'ugelli di carburante meccanicu sustitutu eranu capaci di fà, cù u risultatu chì senza u compressore d'aria, u carburante avia da fà. cercate l'atomi di l'ossigenu per compie u prucessu di combustione, è, postu chì l'ossigenu custituisce solu u 20 per centu di l'aria, ogni atomu di carburante avia solu una chance in cinque di scuntrà un atomu d'ossigenu.U risultatu era una brusgia impropria di u carburante.

U disignu abituale di una bocchetta di iniezione di carburante hà introduttu u carburante in u cilindru in a forma di un spruzzo di cune, cù u vapore chì radiava da a bocchetta, invece di un flussu o un jet.Pocu pò esse fattu per sparghje u carburante più in modu.A mistura mellura hà da esse realizatu impartendu un muvimentu supplementu à l'aria, più cumunimenti da i turbinii d'aria pruduciutu da induzione o un muvimentu radiale di l'aria, chjamatu squish, o i dui, da a punta esterna di u pistone versu u centru.Diversi metudi sò stati impiegati per creà stu swirl è squish.I migliori risultati sò apparentemente ottenuti quandu u turbulente di l'aria porta una relazione definita cù a tarifa di iniezione di carburante.L'utilizazione efficiente di l'aria in u cilindru richiede una velocità di rotazione chì face chì l'aria intrappulata si move continuamente da un spray à l'altru durante u periodu di iniezione, senza subsidenza estrema trà i cicli.