మూడు ప్రాథమిక పరిమాణ సమూహాలు
పవర్ ఆధారంగా డీజిల్ ఇంజిన్‌ల యొక్క మూడు ప్రాథమిక పరిమాణ సమూహాలు ఉన్నాయి-చిన్న, మధ్యస్థ మరియు పెద్దవి.చిన్న ఇంజిన్‌లు 16 కిలోవాట్ల కంటే తక్కువ పవర్-అవుట్‌పుట్ విలువలను కలిగి ఉంటాయి.ఇది సాధారణంగా ఉత్పత్తి చేయబడిన డీజిల్ ఇంజిన్ రకం.ఈ ఇంజన్లు ఆటోమొబైల్స్, లైట్ ట్రక్కులు మరియు కొన్ని వ్యవసాయ మరియు నిర్మాణ అనువర్తనాల్లో మరియు చిన్న స్థిర విద్యుత్-శక్తి జనరేటర్లుగా (ఆనంద క్రాఫ్ట్‌లో ఉన్నవి) మరియు మెకానికల్ డ్రైవ్‌లుగా ఉపయోగించబడతాయి.అవి సాధారణంగా డైరెక్ట్-ఇంజెక్షన్, ఇన్-లైన్, నాలుగు లేదా ఆరు-సిలిండర్ ఇంజన్లు.చాలా మంది ఆఫ్టర్‌కూలర్‌లతో టర్బోచార్జ్ చేయబడతారు.

మధ్యస్థ ఇంజిన్‌లు 188 నుండి 750 కిలోవాట్‌లు లేదా 252 నుండి 1,006 హార్స్‌పవర్ వరకు శక్తి సామర్థ్యాలను కలిగి ఉంటాయి.ఈ ఇంజిన్లలో ఎక్కువ భాగం భారీ-డ్యూటీ ట్రక్కులలో ఉపయోగించబడతాయి.అవి సాధారణంగా డైరెక్ట్-ఇంజెక్షన్, ఇన్-లైన్, సిక్స్-సిలిండర్ టర్బోచార్జ్డ్ మరియు ఆఫ్టర్ కూల్డ్ ఇంజన్లు.కొన్ని V-8 మరియు V-12 ఇంజన్లు కూడా ఈ పరిమాణ సమూహానికి చెందినవి.

పెద్ద డీజిల్ ఇంజన్లు 750 కిలోవాట్ల కంటే ఎక్కువ పవర్ రేటింగ్‌లను కలిగి ఉంటాయి.ఈ ప్రత్యేకమైన ఇంజన్లు సముద్ర, లోకోమోటివ్ మరియు మెకానికల్ డ్రైవ్ అప్లికేషన్‌లకు మరియు విద్యుత్-శక్తి ఉత్పత్తికి ఉపయోగించబడతాయి.చాలా సందర్భాలలో అవి డైరెక్ట్-ఇంజెక్షన్, టర్బోచార్జ్డ్ మరియు ఆఫ్టర్ కూల్డ్ సిస్టమ్స్.విశ్వసనీయత మరియు మన్నిక కీలకం అయినప్పుడు అవి నిమిషానికి 500 విప్లవాల కంటే తక్కువగా పనిచేస్తాయి.

టూ-స్ట్రోక్ మరియు ఫోర్-స్ట్రోక్ ఇంజన్లు
ముందుగా గుర్తించినట్లుగా, డీజిల్ ఇంజన్లు రెండు లేదా నాలుగు-స్ట్రోక్ చక్రంలో పనిచేయడానికి రూపొందించబడ్డాయి.సాధారణ నాలుగు-స్ట్రోక్-సైకిల్ ఇంజిన్‌లో, తీసుకోవడం మరియు ఎగ్జాస్ట్ వాల్వ్‌లు మరియు ఫ్యూయల్-ఇంజెక్షన్ నాజిల్ సిలిండర్ హెడ్‌లో ఉంటాయి (ఫిగర్ చూడండి).తరచుగా, ద్వంద్వ వాల్వ్ ఏర్పాట్లు-రెండు తీసుకోవడం మరియు రెండు ఎగ్జాస్ట్ వాల్వ్‌లు ఉపయోగించబడతాయి.
రెండు-స్ట్రోక్ సైకిల్ యొక్క ఉపయోగం ఇంజిన్ డిజైన్‌లో ఒకటి లేదా రెండు వాల్వ్‌ల అవసరాన్ని తొలగించగలదు.స్కావెంజింగ్ మరియు గాలి తీసుకోవడం సాధారణంగా సిలిండర్ లైనర్‌లోని పోర్టుల ద్వారా అందించబడుతుంది.ఎగ్జాస్ట్ సిలిండర్ హెడ్‌లో ఉన్న వాల్వ్‌ల ద్వారా లేదా సిలిండర్ లైనర్‌లోని పోర్ట్‌ల ద్వారా కావచ్చు.ఎగ్జాస్ట్ వాల్వ్‌లు అవసరమయ్యే పోర్ట్ డిజైన్‌ను ఉపయోగించినప్పుడు ఇంజిన్ నిర్మాణం సరళీకృతం చేయబడుతుంది.

డీజిల్ కోసం ఇంధనం
సాధారణంగా డీజిల్ ఇంజిన్‌లకు ఇంధనంగా ఉపయోగించే పెట్రోలియం ఉత్పత్తులు భారీ హైడ్రోకార్బన్‌లతో కూడిన స్వేదనం, ప్రతి అణువుకు కనీసం 12 నుండి 16 కార్బన్ అణువులు ఉంటాయి.గ్యాసోలిన్‌లో ఉపయోగించే మరింత అస్థిర భాగాలను తొలగించిన తర్వాత ఈ భారీ స్వేదనం ముడి చమురు నుండి తీసుకోబడుతుంది.ఈ భారీ స్వేదనం యొక్క మరిగే బిందువులు 177 నుండి 343 °C (351 నుండి 649 °F) వరకు ఉంటాయి.అందువల్ల, వాటి బాష్పీభవన ఉష్ణోగ్రత గ్యాసోలిన్ కంటే చాలా ఎక్కువగా ఉంటుంది, ఇది ప్రతి అణువుకు తక్కువ కార్బన్ అణువులను కలిగి ఉంటుంది.

ఇంధనాలలో నీరు మరియు అవక్షేపం ఇంజిన్ ఆపరేషన్‌కు హానికరం;సమర్థవంతమైన ఇంజెక్షన్ వ్యవస్థలకు స్వచ్ఛమైన ఇంధనం అవసరం.అధిక కార్బన్ అవశేషాలు కలిగిన ఇంధనాలు తక్కువ-వేగ భ్రమణ ఇంజిన్‌ల ద్వారా ఉత్తమంగా నిర్వహించబడతాయి.అధిక బూడిద మరియు సల్ఫర్ కంటెంట్ ఉన్నవారికి కూడా ఇది వర్తిస్తుంది.ఇంధనం యొక్క జ్వలన నాణ్యతను నిర్వచించే సెటేన్ సంఖ్య, ASTM D613 "సీటేన్ సంఖ్య డీజిల్ ఇంధన చమురు కోసం ప్రామాణిక పరీక్ష పద్ధతి"ని ఉపయోగించి నిర్ణయించబడుతుంది.

డీజిల్ ఇంజిన్ల అభివృద్ధి
ప్రారంభ పని
ఒక జర్మన్ ఇంజనీర్ అయిన రుడాల్ఫ్ డీజిల్, ఒట్టో ఇంజిన్ (19వ శతాబ్దపు జర్మన్ ఇంజనీర్ చేత నిర్మించబడిన మొదటి ఫోర్-స్ట్రోక్-సైకిల్ ఇంజిన్) యొక్క సామర్థ్యాన్ని పెంచడానికి ఒక పరికరాన్ని కోరిన తర్వాత ఇప్పుడు అతని పేరును కలిగి ఉన్న ఇంజిన్ కోసం ఆలోచనను రూపొందించాడు. నికోలస్ ఒట్టో).పిస్టన్-సిలిండర్ పరికరం యొక్క కంప్రెషన్ స్ట్రోక్ సమయంలో, కంప్రెషన్ ఇచ్చిన ఇంధనం యొక్క స్వీయ-ఇగ్నిషన్ ఉష్ణోగ్రత కంటే ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రతకు గాలిని వేడి చేయగలిగితే, గ్యాసోలిన్ ఇంజిన్ యొక్క విద్యుత్ జ్వలన ప్రక్రియ తొలగించబడుతుందని డీజిల్ గ్రహించింది.డీజిల్ తన 1892 మరియు 1893 పేటెంట్లలో అటువంటి చక్రాన్ని ప్రతిపాదించాడు.
వాస్తవానికి, పౌడర్డ్ బొగ్గు లేదా ద్రవ పెట్రోలియం ఇంధనంగా ప్రతిపాదించబడింది.డీజిల్ సార్ బొగ్గు గనుల ఉప-ఉత్పత్తి అయిన పొడి బొగ్గును సులభంగా లభించే ఇంధనంగా చూసింది.ఇంజిన్ సిలిండర్‌లోకి బొగ్గు ధూళిని ప్రవేశపెట్టడానికి సంపీడన గాలిని ఉపయోగించాలి;అయినప్పటికీ, బొగ్గు ఇంజెక్షన్ రేటును నియంత్రించడం కష్టంగా ఉంది మరియు ప్రయోగాత్మక ఇంజిన్ పేలుడుతో నాశనమైన తర్వాత, డీజిల్ ద్రవ పెట్రోలియం వైపు మళ్లింది.అతను కంప్రెస్డ్ ఎయిర్‌తో ఇంజిన్‌లోకి ఇంధనాన్ని ప్రవేశపెట్టడం కొనసాగించాడు.
డీజిల్ యొక్క పేటెంట్లపై నిర్మించిన మొదటి వాణిజ్య ఇంజిన్ సెయింట్ లూయిస్, మో.లో అడాల్ఫస్ బుష్ అనే బ్రూవర్ ద్వారా స్థాపించబడింది, అతను మ్యూనిచ్‌లోని ఒక ఎక్స్‌పోజిషన్‌లో ఒక ప్రదర్శనలో ఉంచబడ్డాడు మరియు ఇంజిన్ తయారీ మరియు అమ్మకం కోసం డీజిల్ నుండి లైసెన్స్‌ను కొనుగోలు చేశాడు. యునైటెడ్ స్టేట్స్ మరియు కెనడాలో.మొదటి ప్రపంచ యుద్ధంలో US నావికాదళానికి చెందిన అనేక జలాంతర్గాములకు శక్తిని అందించిన బుష్-సుల్జర్ ఇంజిన్‌కు ఈ ఇంజన్ విజయవంతంగా పనిచేసింది. అదే ప్రయోజనం కోసం ఉపయోగించిన మరో డీజిల్ ఇంజన్ న్యూ లండన్ షిప్ అండ్ ఇంజన్ కంపెనీచే నిర్మించబడింది. గ్రోటన్, కాన్.

డీజిల్ ఇంజిన్ మొదటి ప్రపంచ యుద్ధం సమయంలో జలాంతర్గాములకు ప్రాథమిక పవర్ ప్లాంట్‌గా మారింది. ఇది ఇంధన వినియోగంలో ఆర్థికంగా ఉండటమే కాకుండా యుద్ధకాల పరిస్థితుల్లో నమ్మదగినదిగా నిరూపించబడింది.డీజిల్ ఇంధనం, గ్యాసోలిన్ కంటే తక్కువ అస్థిరత, మరింత సురక్షితంగా నిల్వ చేయబడుతుంది మరియు నిర్వహించబడుతుంది.
యుద్ధం ముగిసే సమయానికి డీజిల్‌లను నడుపుతున్న చాలా మంది వ్యక్తులు శాంతికాల ఉద్యోగాల కోసం వెతుకుతున్నారు.తయారీదారులు శాంతియుత ఆర్థిక వ్యవస్థ కోసం డీజిల్‌లను స్వీకరించడం ప్రారంభించారు.తక్కువ కుదింపు పీడనం వద్ద రెండు-స్ట్రోక్ సైకిల్‌పై పనిచేసే సెమీడీజిల్‌ను అభివృద్ధి చేయడం మరియు ఇంధన ఛార్జ్‌ను మండించడానికి వేడి బల్బ్ లేదా ట్యూబ్‌ని ఉపయోగించడం ఒక మార్పు.ఈ మార్పుల ఫలితంగా ఇంజిన్‌ను నిర్మించడానికి మరియు నిర్వహించడానికి తక్కువ ఖర్చుతో కూడుకున్నది.

ఫ్యూయల్-ఇంజెక్షన్ టెక్నాలజీ
పూర్తి డీజిల్ యొక్క ఒక అభ్యంతరకరమైన లక్షణం అధిక పీడన, ఇంజెక్షన్ ఎయిర్ కంప్రెసర్ యొక్క అవసరం.ఎయిర్ కంప్రెసర్‌ను నడపడానికి శక్తి అవసరం మాత్రమే కాదు, సంపీడన గాలి సాధారణంగా 6.9 మెగాపాస్కల్స్ (చదరపు అంగుళానికి 1,000 పౌండ్‌లు) వద్ద అకస్మాత్తుగా 3.4 పీడనంతో ఉన్న సిలిండర్‌లోకి విస్తరించినప్పుడు జ్వలన ఆలస్యం అయ్యే రిఫ్రిజిరేటింగ్ ప్రభావం ఏర్పడింది. 4 మెగాపాస్కల్‌లకు (చదరపు అంగుళానికి 493 నుండి 580 పౌండ్లు).సిలిండర్‌లోకి పొడి బొగ్గును ప్రవేశపెట్టడానికి డీజిల్‌కు అధిక పీడన గాలి అవసరం;లిక్విడ్ పెట్రోలియం పొడి బొగ్గును ఇంధనంగా మార్చినప్పుడు, అధిక పీడన ఎయిర్ కంప్రెసర్ స్థానంలో పంపును తయారు చేయవచ్చు.

పంపును ఉపయోగించే అనేక మార్గాలు ఉన్నాయి.ఇంగ్లండ్‌లో వికర్స్ కంపెనీ కామన్-రైల్ పద్ధతిగా పిలవబడేది, దీనిలో పంపుల బ్యాటరీ ప్రతి సిలిండర్‌కు లీడ్స్‌తో ఇంజిన్ యొక్క పొడవుతో నడిచే పైపులో ఒత్తిడిలో ఇంధనాన్ని నిర్వహిస్తుంది.ఈ రైలు (లేదా పైపు) ఇంధన-సరఫరా లైన్ నుండి, ఇంజెక్షన్ వాల్వ్‌ల శ్రేణి ప్రతి సిలిండర్‌కు దాని చక్రంలో సరైన పాయింట్‌లో ఇంధన ఛార్జ్‌ను అంగీకరించింది.మరొక పద్ధతిలో క్యామ్-ఆపరేటెడ్ జెర్క్ లేదా ప్లంగర్-రకం పంపులు సరైన సమయంలో ప్రతి సిలిండర్ యొక్క ఇంజెక్షన్ వాల్వ్‌కు క్షణికంగా అధిక పీడనంతో ఇంధనాన్ని అందించడానికి ఉపయోగించబడతాయి.

ఇంజెక్షన్ ఎయిర్ కంప్రెసర్‌ను తొలగించడం సరైన దిశలో ఒక అడుగు, కానీ పరిష్కరించాల్సిన మరో సమస్య ఉంది: ఇంజిన్ ఎగ్జాస్ట్‌లో అధిక మొత్తంలో పొగ ఉంటుంది, ఇంజిన్ యొక్క హార్స్‌పవర్ రేటింగ్‌లో అవుట్‌పుట్‌లలో కూడా మరియు అక్కడ ఉన్నప్పటికీ. సాధారణంగా ఓవర్‌లోడ్‌ని సూచించే రంగు మారిన ఎగ్జాస్ట్‌ను వదలకుండా ఇంధన ఛార్జీని కాల్చడానికి సిలిండర్‌లో తగినంత గాలి ఉంది.ఇంజనీర్లు చివరకు సమస్య ఏమిటంటే, ఇంజిన్ సిలిండర్‌లోకి క్షణికావేశంలో అధిక పీడన ఇంజెక్షన్ గాలి పేలడం వల్ల ప్రత్యామ్నాయ యాంత్రిక ఇంధన నాజిల్‌లు చేయగలిగిన దానికంటే ఇంధన ఛార్జ్‌ను మరింత సమర్థవంతంగా విస్తరించింది, ఫలితంగా ఎయిర్ కంప్రెసర్ లేకుండా ఇంధనం చేయాల్సి వచ్చింది. దహన ప్రక్రియను పూర్తి చేయడానికి ఆక్సిజన్ అణువులను శోధించండి మరియు ఆక్సిజన్ గాలిలో 20 శాతం మాత్రమే ఉంటుంది కాబట్టి, ఇంధనంలోని ప్రతి పరమాణువు ఆక్సిజన్ అణువును ఎదుర్కొనే ఐదులో ఒక అవకాశం మాత్రమే ఉంటుంది.ఫలితంగా ఇంధనం సరిగ్గా మండలేదు.

ఫ్యూయెల్-ఇంజెక్షన్ నాజిల్ యొక్క సాధారణ రూపకల్పన సిలిండర్‌లోకి ఇంధనాన్ని ఒక కోన్ స్ప్రే రూపంలో ప్రవేశపెట్టింది, ఆవిరి ప్రవాహం లేదా జెట్‌లో కాకుండా నాజిల్ నుండి ప్రసరిస్తుంది.ఇంధనాన్ని మరింత క్షుణ్ణంగా వ్యాప్తి చేయడానికి చాలా తక్కువ మాత్రమే చేయవచ్చు.మెరుగైన మిక్సింగ్‌ను గాలికి అదనపు కదలికను అందించడం ద్వారా సాధించాలి, సాధారణంగా ఇండక్షన్-ఉత్పత్తి చేయబడిన గాలి స్విర్‌లు లేదా గాలి యొక్క రేడియల్ కదలిక, స్క్విష్ లేదా రెండూ పిస్టన్ వెలుపలి అంచు నుండి మధ్యలోకి వస్తాయి.ఈ స్విర్ల్ మరియు స్క్విష్ సృష్టించడానికి వివిధ పద్ధతులు ఉపయోగించబడ్డాయి.గాలి స్విర్ల్ ఇంధన-ఇంజెక్షన్ రేటుకు ఖచ్చితమైన సంబంధాన్ని కలిగి ఉన్నప్పుడు ఉత్తమ ఫలితాలు స్పష్టంగా లభిస్తాయి.సిలిండర్‌లోని గాలిని సమర్థవంతంగా వినియోగించడం అనేది భ్రమణ వేగాన్ని కోరుతుంది, ఇది ఇంజెక్షన్ వ్యవధిలో ఒక స్ప్రే నుండి మరొకదానికి చక్రాల మధ్య విపరీతమైన క్షీణత లేకుండా స్థిరంగా కదిలేలా చేస్తుంది.