تستخدم معظم محركات الديزل الحديثة الأسطوانة التقليدية وترتيب المكبس الذي يعمل بآلية كرنك منزلق شائعة في محركات الاحتراق الداخلي الأخرى مثل محرك البنزين. بالنظر إلى هذه الآلية الأساسية ، هناك اختلاف بسيط جدًا بين الهيكل الأساسي لمحركات الديزل والبنزين.
من الناحية النظرية ، تعمل محركات الديزل عن طريق ضغط الهواء إلى درجة حرارة / ضغط مرتفع ثم حقن كمية صغيرة من الوقود في هذا الهواء المضغوط الساخن. تؤدي درجة الحرارة المرتفعة إلى تبخر كمية صغيرة من الوقود المحقون بدرجة عالية من الذرات. عند الاختلاط مع الهواء الساخن المحيط في غرفة الاحتراق ، يصل الوقود المتبخر إلى درجة حرارة الاشتعال الذاتي ويحترق لتحرير الطاقة المخزنة في ذلك الوقود [ Heywood 1988 ] .
تطور محركات الديزل
تطور تعريف محرك الديزل على مر السنين. على سبيل المثال ، في أوائل القرن العشرين ، تم التمييز بين “محرك ديزل حقيقي” وآخر يشترك في بعض جوانب دورة الديزل ولكنه لم يشمل جميع الجوانب التي تعتبر جزءًا من دورة الديزل كما تم تصورها آنذاك. أحد التعريفات المبكرة لـ “محرك ديزل حقيقي” هو التعريف الذي يحتوي على الميزات التالية [ Purday 1919 ] :
1. ضغط كافٍ لإنتاج درجة الحرارة اللازمة للاحتراق التلقائي للوقود.
2. حقن الوقود بواسطة انفجار هواء مضغوط.
3. الحد الأقصى لضغط الدورة (الذي يتم الوصول إليه أثناء الاحتراق) لا يتجاوز إلى حد كبير ضغط الانضغاط ، أي عدم وجود تأثير انفجاري واضح.
في حين أن النقطة الأولى من الخصائص المذكورة أعلاه تتوافق مع محرك الديزل الحديث ، إلا أن الأخيرين ليسوا كذلك. على مدار عشرينيات وثلاثينيات القرن الماضي ، فقدت السمتان الأخريان أهميتهما.
بدأ حقن الوقود من النوع الصلب في الظهور حوالي عام 1910 ، ولكن لم يبدأ حتى نهاية العشرينيات من القرن الماضي في قبوله بسرعة. من المثير للاهتمام أن نلاحظ أن ديزل نفسه اختار حقن الهواء بالنفخ بدافع الضرورة أكثر من الاختيار. تصور الديزل نوعًا من أنواع الحقن الصلب لنظام الوقود بدلاً من نظام التفجير الهوائي.
كان الديزل صارمًا تمامًا فيما يتعلق بالالتزام باحتراق الضغط المستمر ، البند 3. ومع ذلك ، لم يكن هذا ممكنًا إلا في محركات الديزل الكبيرة ذات السرعة البطيئة نسبيًا والتي كانت شائعة قبل عشرينيات القرن الماضي. في المحركات الأصغر عالية السرعة التي ظهرت في عشرينيات القرن الماضي ، كانت الاعتبارات العملية تعني أن الاحتراق كان أقرب إلى عملية الحجم الثابت كما في دورة أوتو بدلاً من الضغط المستمر كما في دورة الديزل.