세 가지 기본 크기 그룹
전력을 기반으로하는 디젤 엔진에는 세 가지 기본 크기 그룹이 있습니다. 작은 엔진의 전원 출력 값은 16 킬로와트 미만입니다. 이것은 가장 일반적으로 생산되는 디젤 엔진 유형입니다. 이 엔진은 자동차, 경등 트럭 및 일부 농업 및 건축 응용 분야 및 소형 고정 전력 발전기 (예 : Pleasure Craft) 및 기계식 드라이브로 사용됩니다. 일반적으로 직접 주입, 인라인, 4 기통 엔진입니다. 많은 사람들이 애프터 쿨러로 터보 차지합니다.

중간 엔진은 188 ~ 750 킬로와트, 또는 252 ~ 1,006 마력 범위의 전력 용량을 가지고 있습니다. 이 엔진의 대부분은 대형 트럭에 사용됩니다. 이들은 일반적으로 직접 주입, 인라인, 6 기통 터보 차저 및 냉각 된 엔진입니다. 일부 V-8 및 V-12 엔진 도이 크기 그룹에 속합니다.

대형 디젤 엔진은 750 킬로와트를 초과하는 전력 등급을 가지고 있습니다. 이 독특한 엔진은 해양, 기관차 및 기계식 구동 응용 프로그램 및 전력 생성에 사용됩니다. 대부분의 경우 직접 주입, 터보 차지 및 냉각 시스템입니다. 신뢰성과 내구성이 중요 할 때 분당 500 회전만으로 작동 할 수 있습니다.

2 스트로크 및 4 스트로크 엔진
앞서 언급했듯이 디젤 엔진은 2 또는 4 스트로크 사이클에서 작동하도록 설계되었습니다. 일반적인 4 행정 사이클 엔진에서 흡입 및 배기 밸브 및 연료 분사 노즐은 실린더 헤드에 있습니다 (그림 참조). 종종 흡입 섭취량과 2 개의 배기 밸브가 사용됩니다.
2 스트로크 사이클을 사용하면 엔진 설계에서 하나 또는 두 밸브가 필요하지 않습니다. 청소 및 흡입 공기는 일반적으로 실린더 라이너의 포트를 통해 제공됩니다. 배기는 실린더 헤드에 위치한 밸브를 통해 또는 실린더 라이너의 포트를 통해 이루어질 수 있습니다. 배기 밸브가 필요한 포트 설계 대신 포트 설계를 사용할 때 엔진 구조가 단순화됩니다.

디젤을위한 연료
석유 생성물은 일반적으로 디젤 엔진의 연료로 사용되는 피산물은 분자 당 최소 12 ~ 16 개의 탄소 원자로 중장수 탄화수소로 구성된 증류 물입니다. 이 무거운 증류 액은 휘발유에 사용 된 더 휘발성 부분이 제거 된 후 원유로부터 취해진다. 이 무거운 증류위의 끓는점은 177 내지 343 ° C (351 ~ 649 ° F) 범위입니다. 따라서, 그들의 증발 온도는 분자 당 탄소 원자가 적은 휘발유의 증발 온도보다 훨씬 높다.

연료의 물과 퇴적물은 엔진 작동에 유해 할 수 있습니다. 깨끗한 연료는 효율적인 주입 시스템에 필수적입니다. 탄소 잔류 물이 높은 연료는 저속 회전의 엔진으로 가장 잘 처리 될 수 있습니다. 재 및 황 함량이 높은 사람들에게도 동일하게 적용됩니다. 연료의 점화 품질을 정의하는 세탄 수는 ASTM D613“디젤 연료 유의 세탄 수에 대한 표준 테스트 방법”을 사용하여 결정됩니다.

디젤 엔진 개발
초기 작업
독일 엔지니어 인 루돌프 디젤 (Rudolf Diesel)은 오토 엔진 (19 세기 독일 엔지니어가 제작 한 최초의 4 스트로크 사이클 엔진)의 효율성을 높이기위한 장치를 찾은 후에 자신의 이름을 가진 엔진에 대한 아이디어를 구상했습니다. Nikolaus Otto). 디젤은 피스톤 실린더 장치의 압축 스트로크 중에 압축이 주어진 연료의 자동 변환 온도보다 높은 온도로 공기 가열 될 수 있다면 가솔린 엔진의 전기 점화 공정이 제거 될 수 있음을 깨달았다. 디젤은 1892 년과 1893 년의 특허에서 그러한주기를 제안했다.
원래, 분말 석탄 또는 액체 석유가 연료로 제안되었습니다. 디젤은 Saar 석탄 광산의 부산물 인 분말 석탄을 쉽게 구할 수있는 연료로 보았다. 압축 공기는 엔진 실린더에 석탄 먼지를 도입하기 위해 사용되어야했다. 그러나, 석탄 주입 속도를 제어하는 ​​것은 어려웠고, 폭발로 실험 엔진이 파괴 된 후 디젤은 액체 석유로 바뀌었다. 그는 압축 공기로 연료를 엔진에 계속 도입했습니다.
디젤 특허에 구축 된 최초의 상업용 엔진은 미주리 주 세인트 루이스에 설치되었습니다. Adolphus Busch는 뮌헨의 박람회에서 전시 된 것을 보았고 엔진 제조 및 판매를 위해 디젤로부터 라이센스를 구매 한 브루어 인 Adolphus Busch에 의해 설치되었습니다. 미국과 캐나다에서. 엔진은 수년간 성공적으로 운영되었으며 제 1 차 세계 대전에서 미 해군의 많은 잠수함에 구동되는 Busch-Sulzer 엔진의 선구자였습니다. 같은 목적으로 사용되는 또 다른 디젤 엔진은 New London Ship and Engine Company가 제작 한 Nelseco였습니다. Groton에서 Conn.

디젤 엔진은 1 차 세계 대전 동안 잠수함의 주요 발전소가되었습니다. 연료 사용은 경제적 일뿐 만 아니라 전시 조건에서도 신뢰할 수있는 것으로 판명되었습니다. 휘발유보다 휘발성이 적은 디젤 연료가 더 안전하게 저장되어 처리되었습니다.
전쟁이 끝날 무렵 디젤을 운영 한 많은 사람들이 평화 시간 일자리를 찾고있었습니다. 제조업체는 평화 시간 경제에 디젤을 적용하기 시작했습니다. 하나의 변형은 압축 압력 압력으로 2 스트로크 사이클에서 작동하고 연료 전하를 점화하기 위해 핫 전구 또는 튜브를 사용하는 소위 세미 셀의 개발이었다. 이러한 변화로 인해 엔진은 구축 및 유지 관리 비용이 저렴했습니다.

연료 분사 기술
전체 디젤의 불쾌한 특징 중 하나는 고압 주입 공기 압축기의 필요성이었습니다. 공기 압축기를 구동하는 데 에너지가 필요했을뿐만 아니라, 압축 공기 (일반적으로 6.9 메가 파스 칼) (평방 인치당 1,000 파운드)에서 갑자기 실린더로 확장 될 때 점화를 지연시키는 냉장 효과가 발생했습니다. 4 메가 파스 칼 (평방 인치 당 493 ~ 580 파운드). 디젤은 실린더에 분말 석탄을 도입하기 위해 고압 공기가 필요했다. 액체 석유가 분말 석탄을 연료로 교체하면 펌프가 고압 공기 압축기를 대신 할 수 있습니다.

펌프를 사용할 수있는 여러 가지 방법이있었습니다. 영국에서 Vickers Company는 Common-Rail 방법이라고 불리는 것을 사용했는데, 여기서 펌프 배터리는 각 실린더로 리드를 사용하여 엔진 길이를 작동하는 파이프의 압력 하에서 연료를 유지했습니다. 이 레일 (또는 파이프) 연료 공급 라인에서 일련의 사출 밸브는주기의 오른쪽 지점에서 각 실린더에 연료 전하를 인정했습니다. 또 다른 방법은 캠 운영 저크 또는 플런저 타입을 사용하여 펌프를 사용하여 적시에 각 실린더의 주입 밸브에 순간적으로 높은 압력 하에서 연료를 전달했습니다.

주입 공기 압축기의 제거는 올바른 방향으로 나아가는 단계 였지만 해결해야 할 또 다른 문제가있었습니다. 엔진 배기도에는 과도한 양의 연기가 포함되어 있으며 엔진의 마력 등급 내에서도 출력에 있어도 실린더에 공기가 충분하여 정상적으로 과부하를 나타내는 변색 된 배기 배기도를 남기지 않고 연료 전하를 태울 수있었습니다. 엔지니어들은 마침내 엔진 실린더로 폭발하는 순간 고압 주입 공기가 공기 압축기 없이는 공기 압축기없이 연료가 필요했던 것보다 연료 전하가 더 효율적으로 확산되었다는 점을 마침내 깨달았습니다. 연소 과정을 완료하기 위해 산소 원자를 검색하고, 산소는 공기의 20 % 만 구성하기 때문에, 각 연료 원자는 산소 원자를 5 번 만났을 때 단 한 번의 기회를 가졌다. 결과는 연료의 부적절한 연소였습니다.

연료 분사 노즐의 일반적인 설계는 원뿔 스프레이 형태로 실린더에 연료를 도입했으며, 증기는 스트림이나 제트기가 아닌 노즐로부터 방사했다. 연료를보다 철저하게 확산시키기 위해 거의 할 수 없었습니다. 공기에 대한 추가 운동을 제공함으로써, 가장 일반적으로 유도 생성 된 공기 소용돌이 또는 피스톤의 바깥 쪽 가장자리에서 중앙으로 향하는 공기 또는 둘 다를 통해 공기에 대한 추가 움직임을 부여함으로써 개선 된 믹싱을 수행해야했다. 이 소용돌이와 삐걱 거리는 것을 만들기 위해 다양한 방법이 사용되었습니다. 공기 소용돌이가 연료 분사율과 명확한 관계를 맺을 때 최상의 결과는 분명히 얻어집니다. 실린더 내에서 공기를 효율적으로 이용하면 회전 속도가 필요하며, 이는 감염된 공기가 사이클 사이의 극심한 침강없이 주사 기간 동안 한 스프레이에서 다음 스프레이로 연속적으로 이동하게하는 회전 속도를 요구합니다.