Tri základné veľkostné skupiny
Existujú tri základné veľkostné skupiny dieselových motorov podľa výkonu – malé, stredné a veľké.Malé motory majú hodnoty výkonu menej ako 16 kilowattov.Ide o najbežnejšie vyrábaný typ dieselového motora.Tieto motory sa používajú v automobiloch, ľahkých nákladných automobiloch a niektorých poľnohospodárskych a stavebných aplikáciách a ako malé stacionárne generátory elektrickej energie (napríklad na rekreačných plavidlách) a ako mechanické pohony.Typicky sú to motory s priamym vstrekovaním, radové, štvor- alebo šesťvalcové motory.Mnohé sú preplňované turbodúchadlom s dochladzovačmi.

Stredné motory majú výkon v rozmedzí od 188 do 750 kilowattov alebo 252 až 1 006 koní.Väčšina týchto motorov sa používa v ťažkých nákladných vozidlách.Zvyčajne ide o motory s priamym vstrekovaním, radové, šesťvalcové preplňované a dochladzované motory.Do tejto veľkostnej skupiny patria aj niektoré motory V-8 a V-12.

Veľké dieselové motory majú menovitý výkon presahujúci 750 kilowattov.Tieto jedinečné motory sa používajú na námorné, lokomotívne a mechanické pohony a na výrobu elektrickej energie.Vo väčšine prípadov ide o systémy s priamym vstrekovaním, turbodúchadlom a dochladzovaním.Môžu pracovať už pri 500 otáčkach za minútu, keď je spoľahlivosť a životnosť kritická.

Dvojtaktné a štvortaktné motory
Ako už bolo uvedené, dieselové motory sú navrhnuté tak, aby fungovali v dvojtaktnom alebo štvortaktnom cykle.V typickom štvortaktnom motore sú sacie a výfukové ventily a vstrekovacia dýza umiestnené v hlave valcov (pozri obrázok).Často sa používa dvojventilové usporiadanie – dva sacie a dva výfukové ventily.
Použitie dvojtaktného cyklu môže eliminovať potrebu jedného alebo oboch ventilov v konštrukcii motora.Vyplachovací a nasávaný vzduch sa zvyčajne zabezpečuje cez otvory vo vložke valca.Výfukové plyny môžu byť buď cez ventily umiestnené v hlave valca alebo cez otvory vo vložke valca.Konštrukcia motora je zjednodušená pri použití konštrukcie portu namiesto konštrukcie vyžadujúcej výfukové ventily.

Palivo pre diesely
Ropné produkty bežne používané ako palivo pre dieselové motory sú destiláty zložené z ťažkých uhľovodíkov s najmenej 12 až 16 atómami uhlíka na molekulu.Tieto ťažšie destiláty sa odoberajú z ropy po odstránení prchavých podielov používaných v benzíne.Teploty varu týchto ťažších destilátov sa pohybujú od 177 do 343 °C (351 až 649 °F).Ich teplota vyparovania je teda oveľa vyššia ako teplota benzínu, ktorý má menej atómov uhlíka na molekulu.

Voda a usadeniny v palivách môžu byť škodlivé pre chod motora;čisté palivo je nevyhnutné pre efektívne vstrekovacie systémy.S palivami s vysokým obsahom uhlíkových zvyškov sa dá najlepšie zaobchádzať motormi s nízkou rýchlosťou.To isté platí pre tie s vysokým obsahom popola a síry.Cetánové číslo, ktoré definuje kvalitu vznietenia paliva, sa určuje pomocou ASTM D613 „Štandardná testovacia metóda pre cetánové číslo dieselového palivového oleja“.

Vývoj dieselových motorov
Skorá práca
Rudolf Diesel, nemecký inžinier, dostal nápad na motor, ktorý teraz nesie jeho meno, po tom, čo hľadal zariadenie na zvýšenie účinnosti Ottovho motora (prvý štvortaktný motor zostrojený nemeckým inžinierom v 19. Nikolaus Otto).Diesel si uvedomil, že proces elektrického zapaľovania benzínového motora možno eliminovať, ak počas kompresného zdvihu zariadenia piest-valec môže kompresia zohriať vzduch na teplotu vyššiu, než je teplota samovznietenia daného paliva.Diesel navrhol takýto cyklus vo svojich patentoch z roku 1892 a 1893.
Pôvodne sa ako palivo navrhovalo buď práškové uhlie alebo tekutá ropa.Diesel videl práškové uhlie, vedľajší produkt uhoľných baní v Saar, ako ľahko dostupné palivo.Na vnášanie uhoľného prachu do valca motora sa mal použiť stlačený vzduch;ovládanie rýchlosti vstrekovania uhlia však bolo náročné a po zničení experimentálneho motora výbuchom sa nafta zmenila na skvapalnenú ropu.Pokračoval v zavádzaní paliva do motora stlačeným vzduchom.
Prvý komerčný motor postavený na patentoch Diesel nainštaloval v St. Louis v štáte Mo. Adolphus Busch, sládok, ktorý jeden videl vystavený na výstave v Mníchove a od spoločnosti Diesel si kúpil licenciu na výrobu a predaj motora. v Spojených štátoch a Kanade.Motor úspešne fungoval roky a bol predchodcom motora Busch-Sulzer, ktorý poháňal mnohé ponorky amerického námorníctva v 1. svetovej vojne. Ďalším dieselovým motorom používaným na rovnaký účel bol Nelseco, vyrobený spoločnosťou New London Ship and Engine Company. v Grotone, Conn.

Dieselový motor sa stal primárnou elektrárňou pre ponorky počas 1. svetovej vojny. Bol nielen ekonomický pri používaní paliva, ale ukázal sa aj ako spoľahlivý vo vojnových podmienkach.Motorová nafta, menej prchavá ako benzín, sa skladovala a manipulovalo s ňou bezpečnejšie.
Na konci vojny mnohí muži, ktorí prevádzkovali dieselové motory, hľadali prácu v čase mieru.Výrobcovia začali prispôsobovať diesely pre mierové hospodárstvo.Jednou modifikáciou bol vývoj takzvaného semidieselu, ktorý pracoval v dvojtaktnom cykle pri nižšom kompresnom tlaku a využíval horúcu žiarovku alebo trubicu na zapálenie palivovej náplne.Tieto zmeny viedli k tomu, že motor bol menej nákladný na výrobu a údržbu.

Technológia vstrekovania paliva
Jednou z problematických vlastností plného dieselu bola potreba vysokotlakového kompresora vstrekovaného vzduchu.Nielenže bola potrebná energia na pohon vzduchového kompresora, ale aj chladiaci efekt, ktorý oneskoroval zapálenie, nastal, keď stlačený vzduch, zvyčajne s tlakom 6,9 megapascalov (1 000 libier na štvorcový palec), náhle expandoval do valca, ktorý mal tlak asi 3,4. až 4 megapascaly (493 až 580 libier na štvorcový palec).Diesel potreboval vysokotlakový vzduch, pomocou ktorého by sa do valca privádzalo práškové uhlie;keď tekutá ropa nahradila práškové uhlie ako palivo, bolo možné vyrobiť čerpadlo, ktoré by nahradilo vysokotlakový vzduchový kompresor.

Bolo množstvo spôsobov, ako bolo možné čerpadlo použiť.V Anglicku Vickers Company používala metódu nazývanú common-rail, pri ktorej batéria čerpadiel udržiavala palivo pod tlakom v potrubí vedenom po dĺžke motora s prívodmi ku každému valcu.Z tohto koľajnicového (alebo potrubia) prívodného palivového potrubia séria vstrekovacích ventilov privádzala palivo do každého valca v správnom bode jeho cyklu.Ďalší spôsob využíval vačkou ovládané trhavé alebo plunžerové čerpadlá na dodávanie paliva pod krátkodobo vysokým tlakom do vstrekovacieho ventilu každého valca v správnom čase.

Odstránenie kompresora vstrekovacieho vzduchu bolo krokom správnym smerom, ale bolo potrebné vyriešiť ešte jeden problém: výfukové plyny motora obsahovali nadmerné množstvo dymu, a to aj pri výkonoch v rámci menovitého výkonu motora a napriek tomu, bolo dostatok vzduchu vo valci na spálenie palivovej náplne bez zanechania sfarbeného výfuku, ktorý normálne indikoval preťaženie.Inžinieri si nakoniec uvedomili, že problém je v tom, že vysokotlakový vstrekovací vzduch explodujúci do valca motora rozptýli palivovú náplň účinnejšie, než to dokázali náhradné mechanické palivové dýzy, takže bez vzduchového kompresora sa palivo muselo Vyhľadajte atómy kyslíka, aby ste dokončili proces spaľovania, a keďže kyslík tvorí iba 20 percent vzduchu, každý atóm paliva mal iba jednu šancu z piatich stretnúť sa s atómom kyslíka.Výsledkom bolo nesprávne spaľovanie paliva.

Zvyčajná konštrukcia dýzy na vstrekovanie paliva zavádza palivo do valca vo forme kužeľového spreja, pričom para vyžaruje z dýzy, a nie v prúde alebo prúde.Pre dôkladnejšie rozptýlenie paliva sa dalo urobiť veľmi málo.Zlepšené miešanie sa muselo dosiahnuť udelením dodatočného pohybu vzduchu, najčastejšie indukčným vírením vzduchu alebo radiálnym pohybom vzduchu, nazývaným squish, alebo oboma, od vonkajšieho okraja piestu smerom k stredu.Na vytvorenie tohto víru a rozbíjania boli použité rôzne metódy.Najlepšie výsledky sa zrejme dosiahnu, keď vírenie vzduchu má určitý vzťah k rýchlosti vstrekovania paliva.Efektívne využitie vzduchu vo valci vyžaduje rýchlosť otáčania, ktorá spôsobí, že zachytený vzduch sa počas vstrekovania nepretržite pohybuje od jedného vstreku k druhému, bez extrémneho poklesu medzi cyklami.