మూడు ప్రాథమిక పరిమాణ సమూహాలు
శక్తి -చిన్న, మధ్యస్థ మరియు పెద్ద శక్తి ఆధారంగా డీజిల్ ఇంజిన్ల యొక్క మూడు ప్రాథమిక పరిమాణ సమూహాలు ఉన్నాయి. చిన్న ఇంజన్లు 16 కిలోవాట్ల కన్నా తక్కువ పవర్-అవుట్పుట్ విలువలను కలిగి ఉంటాయి. ఇది సాధారణంగా ఉత్పత్తి చేసే డీజిల్ ఇంజిన్ రకం. ఈ ఇంజన్లు ఆటోమొబైల్స్, లైట్ ట్రక్కులు మరియు కొన్ని వ్యవసాయ మరియు నిర్మాణ అనువర్తనాలలో మరియు చిన్న స్థిరమైన ఎలక్ట్రికల్-పవర్ జనరేటర్లుగా (ఆనందం క్రాఫ్ట్ వంటివి) మరియు మెకానికల్ డ్రైవ్‌లుగా ఉపయోగిస్తారు. అవి సాధారణంగా ప్రత్యక్ష-ఇంజెక్షన్, ఇన్-లైన్, నాలుగు- లేదా ఆరు సిలిండర్ ఇంజన్లు. చాలా మంది ఆఫ్టర్ కూలర్లతో టర్బోచార్జ్ చేయబడ్డారు.

మీడియం ఇంజన్లు 188 నుండి 750 కిలోవాట్ల వరకు లేదా 252 నుండి 1,006 హార్స్‌పవర్ వరకు విద్యుత్ సామర్థ్యాలను కలిగి ఉంటాయి. ఈ ఇంజిన్లలో ఎక్కువ భాగం హెవీ డ్యూటీ ట్రక్కులలో ఉపయోగించబడతాయి. అవి సాధారణంగా డైరెక్ట్-ఇంజెక్షన్, ఇన్-లైన్, ఆరు 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 విద్యుత్ రేటింగ్‌లను కలిగి ఉంటాయి. ఈ ప్రత్యేకమైన ఇంజన్లు మెరైన్, లోకోమోటివ్ మరియు మెకానికల్ డ్రైవ్ అనువర్తనాల కోసం మరియు విద్యుత్-శక్తి ఉత్పత్తి కోసం ఉపయోగించబడతాయి. చాలా సందర్భాల్లో అవి డైరెక్ట్-ఇంజెక్షన్, టర్బోచార్జ్డ్ మరియు ఆఫ్టర్‌కూల్డ్ సిస్టమ్స్. విశ్వసనీయత మరియు మన్నిక క్లిష్టమైనప్పుడు అవి నిమిషానికి 500 విప్లవాలకు తక్కువ పనిచేయవచ్చు.

రెండు-స్ట్రోక్ మరియు నాలుగు-స్ట్రోక్ ఇంజన్లు
ఇంతకు ముందే గుర్తించినట్లుగా, డీజిల్ ఇంజన్లు రెండు లేదా నాలుగు-స్ట్రోక్ చక్రంలో పనిచేయడానికి రూపొందించబడ్డాయి. సాధారణ నాలుగు-స్ట్రోక్-సైకిల్ ఇంజిన్‌లో, తీసుకోవడం మరియు ఎగ్జాస్ట్ కవాటాలు మరియు ఇంధన-ఇంజెక్షన్ నాజిల్ సిలిండర్ తలపై ఉన్నాయి (ఫిగర్ చూడండి). తరచుగా, ద్వంద్వ వాల్వ్ ఏర్పాట్లు -రెండు తీసుకోవడం మరియు రెండు ఎగ్జాస్ట్ కవాటాలు -ఉద్యోగంగా ఉంటాయి.
రెండు-స్ట్రోక్ చక్రం యొక్క ఉపయోగం ఇంజిన్ రూపకల్పనలో ఒకటి లేదా రెండు కవాటాల అవసరాన్ని తొలగించగలదు. స్కావెంజింగ్ మరియు తీసుకోవడం గాలి సాధారణంగా సిలిండర్ లైనర్‌లోని పోర్టుల ద్వారా అందించబడుతుంది. ఎగ్జాస్ట్ సిలిండర్ హెడ్‌లో ఉన్న కవాటాల ద్వారా లేదా సిలిండర్ లైనర్‌లోని పోర్టుల ద్వారా ఉంటుంది. ఎగ్జాస్ట్ కవాటాలు అవసరమయ్యే బదులుగా పోర్ట్ డిజైన్‌ను ఉపయోగించినప్పుడు ఇంజిన్ నిర్మాణం సరళీకృతం అవుతుంది.

డీజిల్స్‌కు ఇంధనం
సాధారణంగా డీజిల్ ఇంజిన్లకు ఇంధనంగా ఉపయోగించే పెట్రోలియం ఉత్పత్తులు భారీ హైడ్రోకార్బన్‌లతో కూడిన స్వేదనం కలిగి ఉంటాయి, అణువుకు కనీసం 12 నుండి 16 కార్బన్ అణువులు ఉంటాయి. గ్యాసోలిన్లో ఉపయోగించిన మరింత అస్థిర భాగాలు తొలగించబడిన తరువాత ఈ భారీ స్వేదనం ముడి చమురు నుండి తీసుకోబడుతుంది. ఈ భారీ స్వేదనం యొక్క మరిగే పాయింట్లు 177 నుండి 343 ° C (351 నుండి 649 ° F) వరకు ఉంటాయి. అందువల్ల, వాటి బాష్పీభవన ఉష్ణోగ్రత గ్యాసోలిన్ కంటే చాలా ఎక్కువ, ఇది అణువుకు తక్కువ కార్బన్ అణువులను కలిగి ఉంటుంది.

ఇంధనాలలో నీరు మరియు అవక్షేపం ఇంజిన్ ఆపరేషన్‌కు హానికరం; సమర్థవంతమైన ఇంజెక్షన్ వ్యవస్థలకు శుభ్రమైన ఇంధనం అవసరం. అధిక కార్బన్ అవశేషాలు ఉన్న ఇంధనాలను తక్కువ-వేగ భ్రమణ ఇంజిన్ల ద్వారా ఉత్తమంగా నిర్వహించవచ్చు. అధిక బూడిద మరియు సల్ఫర్ కంటెంట్ ఉన్నవారికి కూడా ఇది వర్తిస్తుంది. ఇంధనం యొక్క జ్వలన నాణ్యతను నిర్వచించే సెటేన్ సంఖ్య, ASTM D613 “డీజిల్ ఇంధన నూనె యొక్క సెటేన్ సంఖ్యకు ప్రామాణిక పరీక్షా పద్ధతి” ఉపయోగించి నిర్ణయించబడుతుంది.

డీజిల్ ఇంజిన్ల అభివృద్ధి
ప్రారంభ పని
రుడాల్ఫ్ డీజిల్, జర్మన్ ఇంజనీర్, ఒట్టో ఇంజిన్ యొక్క సామర్థ్యాన్ని పెంచడానికి ఒక పరికరాన్ని కోరిన తరువాత ఇప్పుడు అతని పేరును కలిగి ఉన్న ఇంజిన్ కోసం ఆలోచనను రూపొందించారు (19 వ శతాబ్దపు జర్మన్ ఇంజనీర్ నిర్మించిన మొదటి నాలుగు-స్ట్రోక్-సైకిల్ ఇంజిన్ ఇంజిన్ నికోలస్ ఒట్టో). పిస్టన్-సిలిండర్ పరికరం యొక్క కుదింపు స్ట్రోక్ సమయంలో, కుదింపు గాలిని ఇచ్చిన ఇంధనం యొక్క ఆటో-జ్వలన ఉష్ణోగ్రత కంటే ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రతకు గాలిని వేడి చేయగలదని గ్యాసోలిన్ ఇంజిన్ యొక్క విద్యుత్ జ్వలన ప్రక్రియను తొలగించవచ్చని డీజిల్ గ్రహించారు. డీజిల్ 1892 మరియు 1893 నాటి పేటెంట్లలో అటువంటి చక్రాన్ని ప్రతిపాదించాడు.
వాస్తవానికి, పొడి బొగ్గు లేదా ద్రవ పెట్రోలియం ఇంధనంగా ప్రతిపాదించబడింది. సార్ బొగ్గు గనుల ఉప ఉత్పత్తి అయిన పొడి బొగ్గును డీజిల్ చూసింది, తక్షణమే అందుబాటులో ఉన్న ఇంధనంగా. సంపీడన గాలిని ఇంజిన్ సిలిండర్‌లో బొగ్గు ధూళిని ప్రవేశపెట్టడానికి ఉపయోగించాలి; ఏదేమైనా, బొగ్గు ఇంజెక్షన్ రేటును నియంత్రించడం చాలా కష్టం, మరియు, ప్రయోగాత్మక ఇంజిన్ పేలుడుతో నాశనం అయిన తరువాత, డీజిల్ ద్రవ పెట్రోలియం వైపు తిరిగింది. అతను సంపీడన గాలితో ఇంజిన్‌లో ఇంధనాన్ని పరిచయం చేస్తూనే ఉన్నాడు.
డీజిల్ పేటెంట్లపై నిర్మించిన మొట్టమొదటి వాణిజ్య ఇంజిన్ సెయింట్ లూయిస్, మోలో, అడాల్ఫస్ బుష్ చేత స్థాపించబడింది, అతను మ్యూనిచ్‌లో ఒక ప్రదర్శనలో ప్రదర్శనలో ఒకదాన్ని చూశాడు మరియు ఇంజిన్ తయారీ మరియు అమ్మకం కోసం డీజిల్ నుండి లైసెన్స్ కొనుగోలు చేశాడు యునైటెడ్ స్టేట్స్ మరియు కెనడాలో. ఈ ఇంజిన్ సంవత్సరాలుగా విజయవంతంగా పనిచేసింది మరియు బుష్-సల్జర్ ఇంజిన్ యొక్క ముందున్నది, ఇది మొదటి ప్రపంచ యుద్ధంలో యుఎస్ నేవీ యొక్క అనేక జలాంతర్గాములను నడిపించింది. అదే ప్రయోజనం కోసం ఉపయోగించే మరో డీజిల్ ఇంజిన్ నెల్సెకో, న్యూ లండన్ షిప్ అండ్ ఇంజిన్ కంపెనీ నిర్మించారు గ్రోటన్, కాన్.

మొదటి ప్రపంచ యుద్ధంలో డీజిల్ ఇంజిన్ జలాంతర్గాములకు ప్రాధమిక విద్యుత్ ప్లాంట్‌గా మారింది. ఇది ఇంధనం వాడకంలో ఆర్థికంగా మాత్రమే కాకుండా, యుద్ధకాల పరిస్థితులలో నమ్మదగినదిగా నిరూపించబడింది. డీజిల్ ఇంధనం, గ్యాసోలిన్ కంటే తక్కువ అస్థిరత, మరింత సురక్షితంగా నిల్వ చేసి నిర్వహించబడుతుంది.
యుద్ధం ముగింపులో డీజిల్లను నిర్వహించిన చాలా మంది పురుషులు శాంతికాల ఉద్యోగాల కోసం వెతుకుతున్నారు. తయారీదారులు శాంతికాల ఆర్థిక వ్యవస్థ కోసం డీజిల్స్‌ను స్వీకరించడం ప్రారంభించారు. ఒక మార్పు ఏమిటంటే, రెండు-స్ట్రోక్ చక్రంలో తక్కువ కుదింపు పీడనం వద్ద పనిచేసే సెమిడిజిల్ అని పిలవబడే అభివృద్ధి మరియు ఇంధన ఛార్జీని మండించడానికి హాట్ బల్బ్ లేదా ట్యూబ్‌ను ఉపయోగించుకుంది. ఈ మార్పుల ఫలితంగా ఇంజిన్ నిర్మించడానికి మరియు నిర్వహించడానికి తక్కువ ఖర్చుతో కూడుకున్నది.

ఇంధన-ఇంజెక్షన్ టెక్నాలజీ
పూర్తి డీజిల్ యొక్క ఒక అభ్యంతరకరమైన లక్షణం అధిక పీడన, ఇంజెక్షన్ ఎయిర్ కంప్రెసర్ యొక్క అవసరం. ఎయిర్ కంప్రెషర్‌ను నడపడానికి శక్తి అవసరం మాత్రమే కాదు, సంపీడన గాలి, సాధారణంగా 6.9 మెగాపాస్కల్స్‌లో (చదరపు అంగుళానికి 1,000 పౌండ్లు), అకస్మాత్తుగా సిలిండర్‌లోకి విస్తరించినప్పుడు జ్వలన ఆలస్యం అయిన రిఫ్రిజిరేటింగ్ ప్రభావం సంభవించింది, ఇది సుమారు 3.4 ఒత్తిడిలో ఉంది. 4 మెగాపాస్కల్స్‌కు (చదరపు అంగుళానికి 493 నుండి 580 పౌండ్లు). డీజిల్‌కు అధిక పీడన గాలి అవసరం, దీనితో పొడి బొగ్గును సిలిండర్‌లోకి ప్రవేశపెట్టడానికి; ద్రవ పెట్రోలియం పొడి బొగ్గును ఇంధనంగా మార్చినప్పుడు, అధిక పీడన గాలి కంప్రెసర్ స్థానంలో ఒక పంపు చేయవచ్చు.

పంపును ఉపయోగించగల అనేక మార్గాలు ఉన్నాయి. ఇంగ్లాండ్‌లో విక్కర్స్ కంపెనీ కామన్-రైల్ మెథడ్ అని పిలువబడే వాటిని ఉపయోగించింది, దీనిలో పంపుల బ్యాటరీ ఇంజిన్ యొక్క పొడవులో ప్రతి సిలిండర్‌కు దారితీసే పైపులో ఒత్తిడిలో ఇంధనాన్ని కొనసాగించింది. ఈ రైలు (లేదా పైపు) ఇంధన సరఫరా రేఖ నుండి, ఇంజెక్షన్ కవాటాల శ్రేణి దాని చక్రంలో కుడివైపు ప్రతి సిలిండర్‌కు ఇంధన ఛార్జీని అంగీకరించింది. మరొక పద్ధతి కామ్-ఆపరేటెడ్ జెర్క్, లేదా ప్లంగర్-రకం, ప్రతి సిలిండర్ యొక్క ఇంజెక్షన్ వాల్వ్‌కు సరైన సమయంలో అధిక పీడనంలో ఇంధనాన్ని అందించడానికి పంపులను ఉపయోగించింది.

ఇంజెక్షన్ ఎయిర్ కంప్రెసర్ యొక్క తొలగింపు సరైన దిశలో ఒక అడుగు, కానీ పరిష్కరించాల్సిన మరో సమస్య ఉంది: ఇంజిన్ ఎగ్జాస్ట్‌లో అధిక మొత్తంలో పొగ ఉంది, ఇంజిన్ యొక్క హార్స్‌పవర్ రేటింగ్‌లో మరియు అక్కడ ఉన్నప్పటికీ, అవుట్‌పుట్‌ల వద్ద కూడా మరియు అక్కడ ఉన్నప్పటికీ సాధారణంగా ఓవర్‌లోడ్‌ను సూచించే రంగురంగుల ఎగ్జాస్ట్‌ను వదలకుండా ఇంధన ఛార్జీని కాల్చడానికి సిలిండర్‌లో తగినంత గాలి ఉంది. ఇంజనీర్లు చివరకు సమస్య ఏమిటంటే, ఇంజిన్ సిలిండర్‌లోకి క్షణికావేశంలో అధిక-పీడన ఇంజెక్షన్ గాలి పేలిపోవడం ప్రత్యామ్నాయ యాంత్రిక ఇంధన నాజిల్స్ చేయగలిగిన దానికంటే ఇంధన ఛార్జీని మరింత సమర్థవంతంగా విస్తరించింది, ఫలితంగా ఎయిర్ కంప్రెసర్ లేకుండా ఇంధనం చేయవలసి ఉంటుంది దహన ప్రక్రియను పూర్తి చేయడానికి ఆక్సిజన్ అణువులను శోధించండి, మరియు, ఆక్సిజన్ గాలిలో 20 శాతం మాత్రమే ఉన్నందున, ప్రతి ఇంధన అణువుకు ఆక్సిజన్ యొక్క అణువును ఎదుర్కోవడంలో ఐదుగురికి ఒకే అవకాశం ఉంది. ఫలితం ఇంధనాన్ని సక్రమంగా కాల్చడం.

ఇంధన-ఇంజెక్షన్ నాజిల్ యొక్క సాధారణ రూపకల్పన ఒక కోన్ స్ప్రే రూపంలో ఇంధనాన్ని సిలిండర్‌లోకి ప్రవేశపెట్టింది, ఆవిరి ఒక ప్రవాహం లేదా జెట్ కాకుండా నాజిల్ నుండి వెలువడుతుంది. ఇంధనాన్ని మరింత పూర్తిగా విస్తరించడానికి చాలా తక్కువ చేయవచ్చు. మెరుగైన మిక్సింగ్ గాలికి అదనపు కదలికను ఇవ్వడం ద్వారా సాధించవలసి వచ్చింది, సాధారణంగా ఇండక్షన్-ఉత్పత్తి చేసిన ఎయిర్ స్విర్ల్స్ లేదా గాలి యొక్క రేడియల్ కదలిక ద్వారా, పిస్టన్ యొక్క బయటి అంచు నుండి మధ్య వైపు స్క్విష్ లేదా రెండూ అని పిలుస్తారు. ఈ స్విర్ల్ మరియు స్క్విష్ సృష్టించడానికి వివిధ పద్ధతులు ఉపయోగించబడ్డాయి. గాలి స్విర్ల్ ఇంధన-ఇంజెక్షన్ రేటుకు ఖచ్చితమైన సంబంధాన్ని కలిగి ఉన్నప్పుడు ఉత్తమ ఫలితాలు పొందబడతాయి. సిలిండర్ లోపల గాలిని సమర్థవంతంగా ఉపయోగించడం భ్రమణ వేగాన్ని కోరుతుంది, దీనివల్ల చిక్కుకున్న గాలి ఇంజెక్షన్ వ్యవధిలో ఒక స్ప్రే నుండి మరొక స్ప్రే నుండి మరొక స్ప్రే నుండి నిరంతరం కదులుతుంది, చక్రాల మధ్య తీవ్రత లేకుండా.