Tri grŵp maint sylfaenol
Mae tri grŵp maint sylfaenol o beiriannau disel yn seiliedig ar bŵer - bach, canolig a mawr. Mae gan yr injans bach werthoedd allbwn pŵer o lai nag 16 cilowat. Dyma'r math o injan diesel a gynhyrchir amlaf. Defnyddir y peiriannau hyn mewn automobiles, tryciau ysgafn, a rhai cymwysiadau amaethyddol ac adeiladu ac fel generaduron pŵer trydanol llonydd bach (fel y rhai ar grefft pleser) ac fel gyriannau mecanyddol. Maent yn nodweddiadol yn beiriannau pigiad uniongyrchol, mewn-lein, pedwar neu chwe silindr. Mae llawer ohonynt yn turbocharged gydag ôl -drefnwyr.

Mae gan beiriannau canolig alluoedd pŵer sy'n amrywio o 188 i 750 cilowat, neu 252 i 1,006 marchnerth. Defnyddir mwyafrif yr injans hyn mewn tryciau trwm. Maent fel arfer yn beiriannau chwistrelliad uniongyrchol, mewn-lein, chwe-silindr turbocharged ac ôl-oeri. Mae rhai peiriannau V-8 a V-12 hefyd yn perthyn i'r grŵp maint hwn.

Mae gan beiriannau disel mawr raddfeydd pŵer sy'n fwy na 750 cilowat. Defnyddir yr injans unigryw hyn ar gyfer cymwysiadau morol, locomotif a gyriant mecanyddol ac ar gyfer cynhyrchu pŵer trydanol. Yn y rhan fwyaf o achosion maent yn systemau pigiad uniongyrchol, turbocharged ac ôl-lawr. Gallant weithredu mor isel â 500 chwyldro y funud pan fo dibynadwyedd a gwydnwch yn hollbwysig.

Peiriannau dwy strôc a phedair strôc
Fel y nodwyd yn gynharach, mae peiriannau disel wedi'u cynllunio i weithredu naill ai ar y cylch dwy neu bedair strôc. Yn yr injan cylch pedair strôc nodweddiadol, mae'r falfiau cymeriant a gwacáu a'r ffroenell chwistrelliad tanwydd wedi'u lleoli ym mhen y silindr (gweler y ffigur). Yn aml, mae trefniadau falf deuol - dau falf cymeriant a dwy falf wacáu - yn cael eu cyflogi.
Gall defnyddio'r cylch dwy strôc ddileu'r angen am un neu'r ddau falf yn nyluniad yr injan. Fel rheol darperir aer sgwrio a derbyn trwy borthladdoedd yn y leinin silindr. Gall gwacáu fod naill ai trwy falfiau sydd wedi'u lleoli yn y pen silindr neu drwy borthladdoedd yn y leinin silindr. Mae adeiladu injan yn cael ei symleiddio wrth ddefnyddio dyluniad porthladd yn lle un sydd angen falfiau gwacáu.

Tanwydd ar gyfer Disels
Mae cynhyrchion petroliwm a ddefnyddir fel arfer fel tanwydd ar gyfer peiriannau disel yn ddistyllfeydd sy'n cynnwys hydrocarbonau trwm, gydag o leiaf 12 i 16 atom carbon i bob moleciwl. Cymerir y distyllfeydd trymach hyn o olew crai ar ôl i'r dognau mwy cyfnewidiol a ddefnyddir mewn gasoline gael eu tynnu. Mae berwbwyntiau'r distyllfeydd trymach hyn yn amrywio o 177 i 343 ° C (351 i 649 ° F). Felly, mae eu tymheredd anweddu yn llawer uwch na thymheredd gasoline, sydd â llai o atomau carbon fesul moleciwl.

Gall dŵr a gwaddod mewn tanwydd fod yn niweidiol i weithrediad injan; Mae tanwydd glân yn hanfodol i systemau pigiad effeithlon. Gellir trin tanwydd â gweddillion carbon uchel orau gan beiriannau cylchdro cyflym. Mae'r un peth yn berthnasol i'r rhai sydd â chynnwys lludw a sylffwr uchel. Mae'r rhif cetane, sy'n diffinio ansawdd tanio tanwydd, yn cael ei bennu gan ddefnyddio ASTM D613 “Dull Prawf Safonol ar gyfer Cetane Nifer yr Olew Tanwydd Disel.”

Datblygu peiriannau disel
Gwaith Cynnar
Fe wnaeth Rudolf Diesel, peiriannydd Almaeneg, feichiogi'r syniad ar gyfer yr injan sydd bellach yn dwyn ei enw ar ôl iddo geisio dyfais i gynyddu effeithlonrwydd yr injan Otto (yr injan cylch pedair strôc gyntaf, a adeiladwyd gan beiriannydd Almaeneg y 19eg ganrif o'r 19eg ganrif Nikolaus Otto). Sylweddolodd Diesel y gallai proses tanio trydan yr injan gasoline gael ei dileu pe gallai cywasgu, yn ystod strôc cywasgu dyfais silindr piston, gynhesu aer i dymheredd uwch na thymheredd auto-danio tanwydd penodol. Cynigiodd Diesel gylch o'r fath yn ei batentau ym 1892 a 1893.
Yn wreiddiol, cynigiwyd naill ai glo powdr neu betroliwm hylif fel tanwydd. Gwelodd Diesel lo powdr, sgil-gynnyrch y Saar Coal Mines, fel tanwydd sydd ar gael yn rhwydd. Roedd aer cywasgedig i'w ddefnyddio i gyflwyno llwch glo i mewn i'r silindr injan; Fodd bynnag, roedd yn anodd rheoli cyfradd y chwistrelliad glo, ac, ar ôl i'r injan arbrofol gael ei dinistrio gan ffrwydrad, trodd disel at betroliwm hylifol. Parhaodd i gyflwyno'r tanwydd i'r injan gydag aer cywasgedig.
Gosodwyd yr injan fasnachol gyntaf a adeiladwyd ar batentau Diesel yn St. Louis, Mo., gan Adolphus Busch, bragwr a oedd wedi gweld un yn cael ei arddangos mewn esboniad ym Munich ac a oedd wedi prynu trwydded gan Diesel ar gyfer cynhyrchu a gwerthu’r injan yn yr Unol Daleithiau a Chanada. Gweithredodd yr injan yn llwyddiannus am flynyddoedd ac ef oedd rhagflaenydd yr injan Busch-Sulzer a bwerodd lawer o longau tanfor Llynges yr UD yn yr Ail Ryfel Byd. Peiriant disel arall a ddefnyddiwyd at yr un pwrpas oedd y Nelseco, a adeiladwyd gan Gwmni Llongau ac Peiriant New London yn Groton, Conn.

Daeth yr injan diesel yn brif orsaf bŵer ar gyfer llongau tanfor yn ystod yr Ail Ryfel Byd. Roedd nid yn unig yn economaidd wrth ddefnyddio tanwydd ond hefyd yn ddibynadwy o dan amodau amser rhyfel. Roedd tanwydd disel, llai cyfnewidiol na gasoline, yn cael ei storio'n fwy diogel a'i drin.
Ar ddiwedd y rhyfel roedd llawer o ddynion a oedd wedi gweithredu disel yn chwilio am swyddi amser heddwch. Dechreuodd gweithgynhyrchwyr addasu disel ar gyfer yr economi amser heddwch. Un addasiad oedd datblygiad y semidiesel, fel y'i gelwir, a oedd yn gweithredu ar gylch dwy strôc ar bwysedd cywasgu is ac a ddefnyddiodd fwlb neu diwb poeth i danio'r tâl tanwydd. Arweiniodd y newidiadau hyn at injan yn rhatach i'w hadeiladu a'i chynnal.

Technoleg chwistrelliad tanwydd
Un nodwedd annymunol o'r disel lawn oedd rheidrwydd cywasgydd aer pigiad uchel. Nid yn unig yr oedd angen egni i yrru'r cywasgydd aer, ond digwyddodd effaith rheweiddio a oedd oedi tanio pan oedd yr aer cywasgedig, yn nodweddiadol ar 6.9 megapascals (1,000 pwys y fodfedd sgwâr), yn sydyn yn ehangu i'r silindr, a oedd ar bwysau o tua 3.4 i 4 megapascals (493 i 580 pwys y fodfedd sgwâr). Roedd angen aer pwysedd uchel ar ddisel i gyflwyno glo powdr i'r silindr; Pan ddisodlodd petroliwm hylif lo powdr fel tanwydd, gellid gwneud pwmp i gymryd lle'r cywasgydd aer pwysedd uchel.

Roedd nifer o ffyrdd y gellid defnyddio pwmp. Yn Lloegr defnyddiodd cwmni Vickers yr hyn a elwid yn ddull rheilffordd cyffredin, lle roedd batri o bympiau yn cynnal y tanwydd dan bwysau mewn pibell yn rhedeg hyd yr injan gydag arwain at bob silindr. O'r llinell hon ar y rheilffordd (neu bibell), cyfres o falfiau pigiad, cyfaddefodd y tâl tanwydd i bob silindr ar y pwynt cywir yn ei gylch. Roedd dull arall yn defnyddio jerk a weithredir gan CAM, neu fath plymiwr, pympiau i gyflenwi tanwydd o dan bwysedd uchel ar foment i falf pigiad pob silindr ar yr amser iawn.

Roedd dileu'r cywasgydd aer pigiad yn gam i'r cyfeiriad cywir, ond roedd problem arall i'w datrys: roedd gwacáu’r injan yn cynnwys gormod o fwg, hyd yn oed mewn allbynnau ymhell o fewn sgôr marchnerth yr injan ac er bod yno yn ddigon o aer yn y silindr i losgi'r gwefr tanwydd heb adael gwacáu afliwiedig a oedd fel arfer yn nodi gorlwytho. Sylweddolodd peirianwyr o'r diwedd mai'r broblem oedd bod yr aer chwistrelliad pwysedd uchel ar hyn o bryd yn ffrwydro i mewn i'r silindr injan wedi tryledu’r tâl tanwydd yn fwy effeithlon nag yr oedd y nofel tanwydd mecanyddol dirprwyol yn gallu ei wneud, gyda’r canlyniad y bu’n rhaid i’r tanwydd, heb y cywasgydd aer, fod yn rhaid i’r tanwydd orfod Chwiliwch am yr atomau ocsigen i gwblhau'r broses hylosgi, a, gan mai dim ond 20 y cant o'r aer yw ocsigen, dim ond un cyfle oedd gan bob atom tanwydd mewn pump o ddod ar draws atom o ocsigen. Y canlyniad oedd llosgi'r tanwydd yn amhriodol.

Cyflwynodd dyluniad arferol ffroenell chwistrelliad tanwydd y tanwydd i'r silindr ar ffurf chwistrell côn, gyda'r anwedd yn pelydru o'r ffroenell, yn hytrach nag mewn nant neu jet. Ychydig iawn y gellid ei wneud i wasgaru'r tanwydd yn fwy trylwyr. Roedd yn rhaid cyflawni cymysgu gwell trwy roi cynnig ychwanegol i'r awyr, yn fwyaf cyffredin gan chwyrliadau aer a gynhyrchir gan sefydlu neu symudiad rheiddiol o'r aer, o'r enw squish, neu'r ddau, o ymyl allanol y piston tuag at y canol. Defnyddiwyd amrywiol ddulliau i greu'r chwyrlio a'r squish hwn. Mae'n debyg y ceir y canlyniadau gorau pan fydd y chwyrlïwr aer yn dwyn perthynas bendant â'r gyfradd chwistrellu tanwydd. Mae defnydd effeithlon o'r aer o fewn y silindr yn gofyn am gyflymder cylchdro sy'n achosi i'r aer wedi'i ddal symud yn barhaus o un chwistrell i'r nesaf yn ystod y cyfnod pigiad, heb ymsuddiant eithafol rhwng cylchoedd.