Tři základní velikostní skupiny
Existují tři základní velikostní skupiny vznětových motorů podle výkonu – malé, střední a velké.Malé motory mají hodnoty výkonu nižší než 16 kilowattů.Jedná se o nejběžněji vyráběný typ dieselového motoru.Tyto motory se používají v automobilech, lehkých nákladních vozidlech a některých zemědělských a stavebních aplikacích a jako malé stacionární generátory elektrické energie (jako jsou ty na rekreačních plavidlech) a jako mechanické pohony.Obvykle se jedná o motory s přímým vstřikováním, řadové, čtyř nebo šestiválcové motory.Mnohé jsou přeplňovány turbodmychadlem s dochlazovačem.

Střední motory mají výkon v rozmezí od 188 do 750 kilowattů nebo 252 až 1 006 koňských sil.Většina těchto motorů se používá v těžkých nákladních vozidlech.Obvykle jde o motory s přímým vstřikováním, řadové, šestiválcové přeplňované a dochlazované motory.Do této velikostní skupiny patří i některé motory V-8 a V-12.

Velké dieselové motory mají jmenovitý výkon přesahující 750 kilowattů.Tyto jedinečné motory se používají pro námořní, lokomotivní a mechanické pohony a pro výrobu elektrické energie.Ve většině případů se jedná o systémy s přímým vstřikováním, přeplňováním a dochlazováním.Mohou pracovat již při 500 otáčkách za minutu, pokud jsou spolehlivost a životnost kritické.

Dvoudobé a čtyřdobé motory
Jak již bylo uvedeno dříve, vznětové motory jsou navrženy tak, aby fungovaly ve dvoutaktním nebo čtyřdobém cyklu.U typického čtyřdobého motoru jsou sací a výfukové ventily a tryska vstřikování paliva umístěny v hlavě válců (viz obrázek).Často se používá uspořádání dvou ventilů – dva sací a dva výfukové ventily.
Použití dvoudobého cyklu může eliminovat potřebu jednoho nebo obou ventilů v konstrukci motoru.Vyplachovací a nasávaný vzduch je obvykle zajišťován otvory ve vložce válce.Výfuk může být buď přes ventily umístěné v hlavě válců nebo přes otvory ve vložce válců.Konstrukce motoru je zjednodušena při použití konstrukce portu namísto konstrukce vyžadující výfukové ventily.

Palivo pro diesely
Ropné produkty běžně používané jako palivo pro dieselové motory jsou destiláty složené z těžkých uhlovodíků s nejméně 12 až 16 atomy uhlíku na molekulu.Tyto těžší destiláty se odebírají z ropy po odstranění těkavějších podílů používaných v benzínu.Teploty varu těchto těžších destilátů se pohybují od 177 do 343 °C (351 až 649 °F).Jejich teplota vypařování je tedy mnohem vyšší než u benzínu, který má méně atomů uhlíku na molekulu.

Voda a usazeniny v palivech mohou být škodlivé pro provoz motoru;čisté palivo je nezbytné pro účinné vstřikovací systémy.S palivy s vysokým obsahem uhlíkových zbytků nejlépe zachází motory s nízkými otáčkami.Totéž platí pro ty s vysokým obsahem popela a síry.Cetanové číslo, které definuje kvalitu vznícení paliva, se určuje pomocí ASTM D613 „Standardní zkušební metoda pro cetanové číslo dieselového topného oleje“.

Vývoj dieselových motorů
Brzká práce
Rudolf Diesel, německý inženýr, dostal nápad na motor, který nyní nese jeho jméno, poté, co hledal zařízení ke zvýšení účinnosti Ottova motoru (prvního čtyřdobého motoru sestrojeného německým inženýrem z 19. Nikolaus Otto).Diesel si uvědomil, že proces elektrického zapalování benzínového motoru může být eliminován, pokud během kompresního zdvihu zařízení píst-válec může komprese ohřát vzduch na teplotu vyšší, než je teplota samovznícení daného paliva.Diesel navrhl takový cyklus ve svých patentech z roku 1892 a 1893.
Původně se jako palivo navrhovalo buď práškové uhlí nebo kapalná ropa.Diesel viděl práškové uhlí, vedlejší produkt uhelných dolů v Saar, jako snadno dostupné palivo.Stlačený vzduch měl být použit k vnášení uhelného prachu do válce motoru;nicméně řízení rychlosti vstřikování uhlí bylo obtížné a poté, co byl experimentální motor zničen explozí, se nafta změnila na kapalnou ropu.Pokračoval v zavádění paliva do motoru stlačeným vzduchem.
První komerční motor postavený na Dieselových patentech byl instalován v St. Louis v Mo. Adolphus Busch, sládek, který jeden viděl vystavený na výstavě v Mnichově a od společnosti Diesel zakoupil licenci na výrobu a prodej motoru. ve Spojených státech a Kanadě.Motor úspěšně fungoval léta a byl předchůdcem motoru Busch-Sulzer, který poháněl mnoho ponorek amerického námořnictva v 1. světové válce. Dalším dieselovým motorem používaným ke stejnému účelu byl Nelseco, vyrobený společností New London Ship and Engine Company v Groton, Conn.

Dieselový motor se stal primární elektrárnou pro ponorky během 1. světové války. Byl nejen hospodárný při použití paliva, ale také se ukázal jako spolehlivý za válečných podmínek.Motorová nafta, méně těkavá než benzín, byla bezpečněji skladována a manipulováno.
Na konci války hledalo mnoho mužů, kteří provozovali diesely, práci v době míru.Výrobci začali přizpůsobovat diesely pro mírové hospodářství.Jednou modifikací byl vývoj takzvaného polodieselu, který pracoval ve dvoudobém cyklu při nižším kompresním tlaku a využíval k zapálení palivové náplně horkou žárovku nebo trubici.Tyto změny vedly k levnější konstrukci a údržbě motoru.

Technologie vstřikování paliva
Nepříjemnou vlastností plného dieselu byla nutnost vysokotlakého kompresoru vstřikovacího vzduchu.Nejen, že byla potřeba energie k pohonu vzduchového kompresoru, ale došlo k chladicímu efektu, který zpozdil zapálení, když stlačený vzduch, obvykle o síle 6,9 ​​megapascalů (1 000 liber na čtvereční palec), náhle expandoval do válce, který byl pod tlakem asi 3,4 až 4 megapascaly (493 až 580 liber na čtvereční palec).Diesel potřeboval vysokotlaký vzduch, kterým by do válce vnášel práškové uhlí;když tekutá ropa nahradila práškové uhlí jako palivo, mohlo být místo vysokotlakého vzduchového kompresoru vyrobeno čerpadlo.

Existovala řada způsobů, jak bylo možné čerpadlo použít.V Anglii Vickers Company používala to, čemu se říkalo common-rail metoda, ve které baterie čerpadel udržovala palivo pod tlakem v potrubí vedoucím po délce motoru s přívody ke každému válci.Z tohoto kolejového (nebo potrubního) přívodního palivového potrubí řada vstřikovacích ventilů připouštěla ​​náplň paliva do každého válce ve správném bodě jeho cyklu.Jiný způsob využíval vačkou ovládaná trhavá čerpadla nebo čerpadla plunžrového typu k dodávání paliva pod dočasně vysokým tlakem do vstřikovacího ventilu každého válce ve správný čas.

Vyřazení kompresoru vstřikovacího vzduchu bylo krokem správným směrem, ale zbývalo vyřešit ještě jeden problém: výfukové plyny motoru obsahovaly nadměrné množství kouře, a to i při výkonech v rámci jmenovitého výkonu motoru a i když bylo ve válci dostatek vzduchu ke spálení palivové náplně bez zanechání zbarveného výfuku, který normálně indikoval přetížení.Inženýři si nakonec uvědomili, že problém je v tom, že vysokotlaký vstřikovaný vzduch explodující do válce motoru rozptýlil náplň paliva efektivněji, než to dokázaly náhradní mechanické palivové trysky, takže bez vzduchového kompresoru se palivo muselo hledali atomy kyslíku, aby dokončili spalovací proces, a protože kyslík tvoří pouze 20 procent vzduchu, měl každý atom paliva pouze jednu šanci z pěti setkat se s atomem kyslíku.Výsledkem bylo nesprávné spalování paliva.

Obvyklá konstrukce trysky pro vstřikování paliva zaváděla palivo do válce ve formě kuželové spršky, přičemž pára vyzařovala z trysky spíše než v proudu nebo proudu.Pro důkladnější rozptýlení paliva se dalo udělat velmi málo.Vylepšeného míchání bylo třeba dosáhnout dodatečným pohybem vzduchu, nejčastěji indukčním vířením vzduchu nebo radiálním pohybem vzduchu, nazývaným squish, nebo obojím, od vnějšího okraje pístu směrem ke středu.K vytvoření tohoto víru a squish byly použity různé metody.Nejlepších výsledků se zjevně dosáhne, když víření vzduchu má určitý vztah k rychlosti vstřikování paliva.Efektivní využití vzduchu ve válci vyžaduje rotační rychlost, která způsobí, že se zachycený vzduch během vstřikování plynule pohybuje od jednoho vstřiku k dalšímu, bez extrémního poklesu mezi cykly.