Tri grŵp maint sylfaenol
Mae yna dri grŵp maint sylfaenol o beiriannau diesel yn seiliedig ar bŵer - bach, canolig a mawr.Mae gan y peiriannau bach werthoedd allbwn pŵer o lai na 16 cilowat.Dyma'r math o injan diesel a gynhyrchir amlaf.Defnyddir y peiriannau hyn mewn ceir, tryciau ysgafn, a rhai cymwysiadau amaethyddol ac adeiladu ac fel generaduron pŵer trydan llonydd bach (fel y rhai ar gychod pleser) ac fel gyriannau mecanyddol.Maent fel arfer yn beiriannau chwistrellu uniongyrchol, mewn-lein, pedwar neu chwe-silindr.Mae llawer yn cael eu turbocharged gyda aftercoolers.

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

Mae gan beiriannau diesel mawr gyfraddau pŵer o fwy na 750 cilowat.Defnyddir y peiriannau unigryw hyn ar gyfer cymwysiadau gyrru morol, locomotif a mecanyddol ac ar gyfer cynhyrchu pŵer trydan.Yn y rhan fwyaf o achosion maent yn systemau pigiad uniongyrchol, turbocharged ac ôl-oeri.Gallant weithredu mor isel â 500 o chwyldroadau y funud pan fo dibynadwyedd a gwydnwch yn hollbwysig.

Peiriannau Dwy-strôc a Phedair-strôc
Fel y nodwyd yn gynharach, mae peiriannau diesel wedi'u cynllunio i weithredu naill ai ar y cylch dwy neu bedair strôc.Yn yr injan pedair-strôc-cylchred nodweddiadol, mae'r falfiau derbyn a gwacáu a'r ffroenell chwistrellu tanwydd wedi'u lleoli ym mhen y silindr (gweler y ffigur).Yn aml, defnyddir trefniadau falf deuol - dwy falf cymeriant a dwy falf gwacáu.
Gall defnyddio'r cylch dwy-strôc ddileu'r angen am un neu'r ddwy falf yn nyluniad yr injan.Fel arfer darperir aer chwilota a chymeriant trwy borthladdoedd yn y leinin silindr.Gall gwacáu fod naill ai trwy falfiau sydd wedi'u lleoli ym mhen y silindr neu drwy borthladdoedd yn y leinin silindr.Mae adeiladu injan yn cael ei symleiddio wrth ddefnyddio dyluniad porthladd yn lle un sy'n gofyn am falfiau gwacáu.

Tanwydd ar gyfer diesel
Mae cynhyrchion petrolewm a ddefnyddir fel arfer fel tanwydd ar gyfer peiriannau diesel yn ddistylliadau sy'n cynnwys hydrocarbonau trwm, gydag o leiaf 12 i 16 atom carbon fesul moleciwl.Mae'r distylladau trymach hyn yn cael eu cymryd o olew crai ar ôl tynnu'r dognau mwy cyfnewidiol a ddefnyddir mewn gasoline.Mae berwbwyntiau'r distylladau trymach hyn yn amrywio o 177 i 343 °C (351 i 649 °F).Felly, mae eu tymheredd anweddiad 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 chwistrellu effeithlon.Peiriannau cylchdroi cyflym sy'n gallu delio orau â thanwyddau â gweddillion carbon uchel.Mae'r un peth yn wir am y rhai sydd â chynnwys lludw a sylffwr uchel.Mae'r rhif cetan, sy'n diffinio ansawdd tanio tanwydd, yn cael ei bennu gan ddefnyddio ASTM D613 “Dull Prawf Safonol ar gyfer Nifer Cetan o Olew Tanwydd Diesel.”

Datblygu peiriannau diesel
Gwaith cynnar
Creodd Rudolf Diesel, peiriannydd o'r Almaen, y syniad ar gyfer yr injan sydd bellach yn dwyn ei enw ar ôl iddo geisio dyfais i gynyddu effeithlonrwydd yr injan Otto (yr injan pedair-strôc-cylch cyntaf, a adeiladwyd gan y peiriannydd Almaenig o'r 19eg ganrif Nikolaus Otto).Sylweddolodd Diesel y gellid dileu proses tanio trydan yr injan gasoline os, yn ystod strôc cywasgu dyfais piston-silindr, y gallai cywasgu gynhesu aer i dymheredd uwch na thymheredd tanio awtomatig tanwydd penodol.Cynigiodd Diesel gylchred 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 pyllau glo Saar, fel tanwydd oedd ar gael yn rhwydd.Roedd aer cywasgedig i'w ddefnyddio i gyflwyno llwch glo i silindr yr injan;fodd bynnag, roedd yn anodd rheoli cyfradd y pigiad glo, ac, ar ôl i'r injan arbrofol gael ei ddinistrio gan ffrwydrad, trodd Diesel at betroliwm hylif.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 arddangosiad ym Munich ac a oedd wedi prynu trwydded gan Diesel ar gyfer gweithgynhyrchu a gwerthu'r injan. yn yr Unol Daleithiau a Chanada.Bu'r injan yn gweithredu'n llwyddiannus am flynyddoedd a dyma oedd rhagflaenydd injan Busch-Sulzer a bwerodd lawer o longau tanfor Llynges yr Unol Daleithiau yn y Rhyfel Byd Cyntaf. Injan diesel arall a ddefnyddiwyd i'r un diben oedd y Nelseco, a adeiladwyd gan y New London Ship and Engine Company yn Groton, Conn.

Daeth yr injan diesel yn brif orsaf bŵer ar gyfer llongau tanfor yn ystod y Rhyfel Byd Cyntaf. Nid yn unig yr oedd yn ddarbodus o ran defnyddio tanwydd ond roedd hefyd yn ddibynadwy o dan amodau rhyfel.Roedd tanwydd disel, llai cyfnewidiol na gasoline, yn cael ei storio a'i drin yn fwy diogel.
Ar ddiwedd y rhyfel roedd llawer o ddynion a oedd wedi gweithredu diesel yn chwilio am swyddi amser heddwch.Dechreuodd gweithgynhyrchwyr addasu diesels ar gyfer yr economi amser heddwch.Un addasiad oedd datblygiad yr hyn a elwir yn semidiesel a oedd yn gweithredu ar gylchred dwy-strôc ar bwysedd cywasgu is ac yn defnyddio bwlb poeth neu diwb i danio'r tâl tanwydd.Arweiniodd y newidiadau hyn at injan yn rhatach i'w hadeiladu a'i chynnal.

Technoleg chwistrellu tanwydd
Un nodwedd annymunol o'r disel llawn oedd yr angen am gywasgydd aer chwistrelliad pwysedd uchel.Nid yn unig yr oedd angen ynni i yrru'r cywasgydd aer, ond digwyddodd effaith oeri a oedd yn oedi cyn tanio pan ehangodd yr aer cywasgedig, yn nodweddiadol ar 6.9 megapascals (1,000 pwys fesul modfedd sgwâr), 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 fydd petrolewm hylifol yn disodli glo 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 y dull rheilen gyffredin, lle roedd batri o bympiau yn cynnal y tanwydd dan bwysau mewn pibell a oedd yn rhedeg ar hyd yr injan gyda gwifrau i bob silindr.O'r llinell cyflenwad tanwydd rheilffordd (neu bibell) hon, cyfaddefodd cyfres o falfiau chwistrellu y tâl tanwydd i bob silindr ar y pwynt cywir yn ei gylchred.Roedd dull arall yn defnyddio pympiau jerk a weithredir â chamera, neu bympiau tebyg i blymiwr, i ddosbarthu tanwydd dan bwysedd uchel am ennyd i falf chwistrellu pob silindr ar yr amser cywir.

Roedd dileu'r cywasgydd aer chwistrellu yn gam i'r cyfeiriad cywir, ond roedd problem arall eto i'w datrys: roedd gwacáu'r injan yn cynnwys gormod o fwg, hyd yn oed ar allbynnau ymhell o fewn sgôr marchnerth yr injan ac er bod yno Roedd digon o aer yn y silindr i losgi'r tâl tanwydd heb adael gwacáu afliwiedig a oedd fel arfer yn dynodi gorlwytho.Sylweddolodd peirianwyr o'r diwedd mai'r broblem oedd bod y chwistrelliad aer gwasgedd uchel a ffrwydrodd i mewn i silindr yr injan wedi tryledu'r tâl tanwydd yn fwy effeithlon nag yr oedd y ffroenellau tanwydd mecanyddol amgen yn gallu ei wneud, gyda'r canlyniad bod yn rhaid i'r tanwydd heb y cywasgydd aer. chwiliwch am yr atomau ocsigen i gwblhau'r broses hylosgi, a chan fod ocsigen yn cyfrif am ddim ond 20 y cant o'r aer, dim ond un cyfle o bob pump o ddod ar draws atom ocsigen oedd gan bob atom o danwydd.Y canlyniad oedd llosgi'r tanwydd yn amhriodol.

Cyflwynodd dyluniad arferol ffroenell chwistrellu 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 cymysgu'n well trwy roi symudiad ychwanegol i'r aer, yn fwyaf cyffredin trwy chwyrliadau aer a gynhyrchir gan anwythiad neu symudiad rheiddiol o'r aer, a elwir yn sgwish, neu'r ddau, o ymyl allanol y piston tuag at y canol.Defnyddiwyd amrywiol ddulliau i greu'r chwyrliadau a'r sbonis hwn.Mae'n debyg y ceir y canlyniadau gorau pan fydd gan y chwyrliadau aer berthynas bendant â'r gyfradd chwistrellu tanwydd.Mae defnydd effeithlon o'r aer o fewn y silindr yn gofyn am gyflymder cylchdro sy'n achosi'r aer sydd wedi'i ddal i symud yn barhaus o un chwistrell i'r llall yn ystod cyfnod y pigiad, heb ymsuddiant eithafol rhwng cylchoedd.