น้ำมันดีเซลไหม้ไหม? มันไหม้และค่อนข้างแรง สารตกค้างที่ไม่ได้มีส่วนร่วมในการเผาไหม้แบบผสมล่วงหน้าจะถูกบริโภคในระยะการเผาไหม้แบบแปรผัน
การเผาไหม้ในเครื่องยนต์ดีเซลนั้นยากมาก จนถึงปี 1990 กลไกแบบละเอียดยังไม่เป็นที่เข้าใจกันดีนัก อุณหภูมิการเผาไหม้ของน้ำมันดีเซลในห้องเผาไหม้ก็แตกต่างกันไปตามแต่ละกรณี ความซับซ้อนของกระบวนการนี้ดูเหมือนจะท้าทายความพยายามของนักวิจัยในการไขความลับมากมายเป็นเวลาหลายทศวรรษ แม้ว่าจะมีเครื่องมือที่ทันสมัย เช่น การถ่ายภาพความเร็วสูงที่ใช้ในเอ็นจิ้น "โปร่งใส" พลังการประมวลผลของคอมพิวเตอร์สมัยใหม่ และแบบจำลองทางคณิตศาสตร์มากมาย ออกแบบมาเพื่อจำลองการเผาไหม้ในดีเซล การนำภาพเลเซอร์แผ่นมาใช้กับกระบวนการเผาไหม้ดีเซลแบบดั้งเดิมในปี 1990 เป็นกุญแจสำคัญในการปรับปรุงความเข้าใจในกระบวนการนี้อย่างมาก
บทความนี้จะครอบคลุมแบบจำลองกระบวนการที่เป็นที่ยอมรับมากที่สุดสำหรับเครื่องยนต์ดีเซลคลาสสิก การเผาไหม้เชื้อเพลิงดีเซลแบบธรรมดานี้ควบคุมโดยหลักโดยการผสม ซึ่งสามารถเกิดขึ้นได้เนื่องจากการแพร่ของเชื้อเพลิงและอากาศก่อนจุดไฟ
อุณหภูมิการเผาไหม้
น้ำมันดีเซลเผาที่อุณหภูมิเท่าไหร่? หากก่อนหน้านี้คำถามนี้ดูยาก ตอนนี้สามารถให้คำตอบที่คลุมเครือได้อย่างสมบูรณ์ อุณหภูมิการเผาไหม้ของน้ำมันดีเซลอยู่ที่ประมาณ 500-600 องศาเซลเซียส อุณหภูมิจะต้องสูงพอที่จะจุดประกายส่วนผสมของเชื้อเพลิงและอากาศ ในประเทศที่อากาศหนาวเย็นซึ่งมีอุณหภูมิแวดล้อมต่ำอยู่เหนือกว่า เครื่องยนต์จะมีปลั๊กเรืองแสงที่อุ่นช่องไอดีเพื่อช่วยในการสตาร์ทเครื่องยนต์ นี่คือเหตุผลที่คุณควรรอจนกว่าไอคอนตัวทำความร้อนบนแผงหน้าปัดจะดับลงก่อนจะสตาร์ทเครื่องยนต์ ยังส่งผลต่ออุณหภูมิการเผาไหม้ของน้ำมันดีเซล ลองพิจารณาว่างานของเขามีความแตกต่างกันอย่างไร
คุณสมบัติ
ข้อกำหนดเบื้องต้นหลักสำหรับการเผาไหม้น้ำมันดีเซลในหัวเผาที่ควบคุมจากภายนอกคือวิธีพิเศษในการปล่อยพลังงานเคมีที่เก็บไว้ในนั้น ในการดำเนินการตามกระบวนการนี้ จะต้องมีออกซิเจนเพื่อให้ง่ายต่อการเผาไหม้ แง่มุมที่สำคัญที่สุดประการหนึ่งของกระบวนการนี้คือการผสมเชื้อเพลิงและอากาศ ซึ่งมักเรียกกันว่าการผสมล่วงหน้า
ตัวเร่งปฏิกิริยาการเผาไหม้ดีเซล
ในเครื่องยนต์ดีเซล เชื้อเพลิงมักจะถูกฉีดเข้าไปในกระบอกสูบเครื่องยนต์เมื่อสิ้นสุดจังหวะการอัด โดยทำมุมเพลาข้อเหวี่ยงเพียงไม่กี่องศาก่อนศูนย์ตายบน เชื้อเพลิงเหลวมักจะถูกฉีดด้วยความเร็วสูงในไอพ่นหนึ่งตัวหรือมากกว่าผ่านรูเล็กๆ หรือหัวฉีดที่ปลายหัวฉีด พ่นให้เป็นละอองละเอียด และเข้าสู่ห้องเผาไหม้ เชื้อเพลิงที่เป็นอะตอมจะดูดซับความร้อนจากอากาศอัดที่ให้ความร้อนโดยรอบ ระเหยและผสมกับอากาศแรงดันสูงที่มีอุณหภูมิสูงโดยรอบ ในขณะที่ลูกสูบยังคงเคลื่อนเข้าใกล้ศูนย์ตายบน (TDC) อุณหภูมิของส่วนผสม (ส่วนใหญ่เป็นอากาศ) ถึงอุณหภูมิจุดติดไฟ อุณหภูมิการเผาไหม้ของน้ำมันดีเซล Webasto นั้นไม่แตกต่างจากน้ำมันดีเซลเกรดอื่น โดยอยู่ที่ประมาณ 500-600 องศา
การจุดระเบิดอย่างรวดเร็วของเชื้อเพลิงผสมล่วงหน้าและอากาศเกิดขึ้นหลังจากช่วงเวลาการจุดระเบิดล่าช้า การจุดระเบิดอย่างรวดเร็วนี้ถือเป็นการเริ่มต้นของการเผาไหม้ และมีลักษณะเฉพาะโดยการเพิ่มแรงดันในกระบอกสูบอย่างรวดเร็วเนื่องจากใช้ส่วนผสมของอากาศและเชื้อเพลิง แรงดันที่เพิ่มขึ้นซึ่งเป็นผลมาจากการเผาไหม้แบบผสมล่วงหน้าจะบีบอัดและทำให้ส่วนที่ยังไม่เผาไหม้ของประจุร้อนขึ้น และทำให้การหน่วงเวลาสั้นลงก่อนที่จะจุดไฟ นอกจากนี้ยังเพิ่มอัตราการระเหยของเชื้อเพลิงที่เหลืออยู่ การฉีดพ่น การระเหย และการผสมกับอากาศจะดำเนินต่อไปจนกว่าจะเผาไหม้หมด อุณหภูมิการเผาไหม้ของน้ำมันก๊าดและน้ำมันดีเซลในแง่นี้อาจใกล้เคียงกัน
ลักษณะเฉพาะ
ก่อนอื่น มาจัดการกับสัญกรณ์: จากนั้น A คืออากาศ (ออกซิเจน) F คือเชื้อเพลิง การเผาไหม้ดีเซลมีลักษณะเฉพาะด้วยอัตราส่วน A/F โดยรวมที่ต่ำ A/F เฉลี่ยต่ำสุดมักจะสังเกตได้ภายใต้สภาวะแรงบิดสูงสุด เพื่อหลีกเลี่ยงการเกิดควันที่มากเกินไป แรงบิดสูงสุด A/F มักจะถูกรักษาไว้เหนือ 25:1 ซึ่งสูงกว่าอัตราส่วนสมมูลปริมาณสัมพันธ์ (ที่ถูกต้องทางเคมี) ที่ประมาณ 14.4:1 นอกจากนี้ยังใช้กับตัวกระตุ้นการเผาไหม้ดีเซลทั้งหมดด้วย
ในเครื่องยนต์ดีเซลเทอร์โบชาร์จ อัตราส่วน A/F ขณะเดินเบาสามารถเกิน 160:1 ดังนั้น อากาศส่วนเกินที่มีอยู่ในกระบอกสูบหลังจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงยังคงผสมกับการเผาไหม้และก๊าซที่หมดแล้ว เมื่อเปิดวาล์วไอเสีย อากาศส่วนเกินจะถูกระบายออกพร้อมกับผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้ ซึ่งจะอธิบายลักษณะออกซิเดชันของไอเสียดีเซล
น้ำมันดีเซลจะไหม้เมื่อไหร่? กระบวนการนี้เกิดขึ้นหลังจากเชื้อเพลิงที่ระเหยกลายเป็นไอผสมกับอากาศเพื่อสร้างส่วนผสมที่อุดมสมบูรณ์ในท้องถิ่น ในขั้นตอนนี้อุณหภูมิการเผาไหม้ที่เหมาะสมของน้ำมันดีเซลก็มาถึงแล้ว อย่างไรก็ตาม อัตราส่วน A/F โดยรวมมีขนาดเล็ก กล่าวอีกนัยหนึ่ง อาจกล่าวได้ว่าอากาศส่วนใหญ่ที่เข้าสู่กระบอกสูบของเครื่องยนต์ดีเซลนั้นถูกบีบอัดและทำให้ร้อน แต่ไม่เคยมีส่วนร่วมในกระบวนการเผาไหม้ ออกซิเจนในอากาศส่วนเกินช่วยออกซิไดซ์ของก๊าซไฮโดรคาร์บอนและคาร์บอนมอนอกไซด์ ทำให้ก๊าซไอเสียมีความเข้มข้นต่ำมาก กระบวนการนี้สำคัญกว่าอุณหภูมิการเผาไหม้ของน้ำมันดีเซลมาก
ปัจจัย
ปัจจัยต่อไปนี้มีบทบาทสำคัญในกระบวนการเผาไหม้ดีเซล:
- ประจุไฟฟ้าเหนี่ยวนำ อุณหภูมิ และพลังงานจลน์ในหลายมิติ
- การทำให้เป็นละอองของเชื้อเพลิงที่ฉีด การเจาะน้ำที่กระเซ็น อุณหภูมิ และลักษณะทางเคมี
แม้ว่าปัจจัยทั้งสองนี้จะสำคัญที่สุด แต่ก็มีพารามิเตอร์อื่นๆ ที่อาจส่งผลกระทบอย่างมากต่อประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ พวกมันมีบทบาทรองแต่มีความสำคัญในกระบวนการเผาไหม้ ตัวอย่างเช่น:
- ออกแบบทางเข้า. มีอิทธิพลอย่างมากต่อการเคลื่อนที่ของอากาศที่มีประจุ (โดยเฉพาะอย่างยิ่งในขณะที่เข้าสู่กระบอกสูบ) และอัตราการผสมในห้องเผาไหม้ ซึ่งจะเปลี่ยนอุณหภูมิการเผาไหม้ของน้ำมันดีเซลในหม้อต้มน้ำได้
- การออกแบบช่องรับอากาศก็ส่งผลต่ออุณหภูมิอากาศที่ชาร์จได้เช่นกัน สามารถทำได้โดยการถ่ายเทความร้อนจากแจ็คเก็ตน้ำผ่านพื้นที่ผิวของทางเข้า
- ขนาดวาล์วไอดี. ควบคุมมวลรวมของอากาศที่เข้าสู่กระบอกสูบในช่วงเวลาที่กำหนด
- อัตราส่วนกำลังอัด ส่งผลต่อการระเหย ความเร็วในการผสม และคุณภาพการเผาไหม้ โดยไม่คำนึงถึงอุณหภูมิการเผาไหม้ของน้ำมันดีเซลในหม้อไอน้ำ
- แรงดันในการฉีด. มันควบคุมระยะเวลาการฉีดสำหรับพารามิเตอร์การเปิดหัวฉีดที่กำหนด
- เรขาคณิตการทำให้เป็นละอองซึ่งส่งผลโดยตรงต่อคุณภาพและอุณหภูมิการเผาไหม้ของน้ำมันดีเซลและน้ำมันเบนซินสำหรับบัญชีการใช้อากาศ ตัวอย่างเช่น มุมกรวยสเปรย์ที่ใหญ่ขึ้นสามารถวางเชื้อเพลิงไว้ด้านบนของลูกสูบและนอกถังเผาไหม้ในเครื่องยนต์ดีเซล DI แบบห้องเปิด ภาวะนี้อาจนำไปสู่การ "สูบบุหรี่" มากเกินไป เนื่องจากน้ำมันเชื้อเพลิงถูกปฏิเสธไม่ให้เข้าถึงอากาศ มุมกรวยที่กว้างอาจทำให้เชื้อเพลิงกระเซ็นไปที่ผนังกระบอกสูบมากกว่าที่จะอยู่ภายในห้องเผาไหม้เมื่อจำเป็น ฉีดพ่นบนผนังกระบอกสูบ ในที่สุดก็จะเคลื่อนลงไปที่กระทะน้ำมัน ทำให้อายุของน้ำมันหล่อลื่นสั้นลง เนื่องจากมุมการพ่นเป็นตัวแปรหนึ่งที่ส่งผลต่ออัตราการผสมอากาศในเจ็ตเชื้อเพลิงใกล้กับช่องจ่ายน้ำมัน จึงสามารถส่งผลอย่างมีนัยสำคัญต่อกระบวนการเผาไหม้โดยรวม
- วาล์วคอนฟิกที่ควบคุมตำแหน่งของหัวฉีด ระบบสองวาล์วสร้างตำแหน่งหัวฉีดที่เอียง ซึ่งหมายความว่าการฉีดพ่นที่ไม่สม่ำเสมอ สิ่งนี้นำไปสู่การละเมิดการผสมเชื้อเพลิงและอากาศ ในทางกลับกัน การออกแบบสี่วาล์วช่วยให้สามารถติดตั้งหัวฉีดแนวตั้ง การทำให้เป็นละอองของเชื้อเพลิงสมมาตร และเข้าถึงอากาศที่มีอยู่อย่างเท่าเทียมกันสำหรับเครื่องฉีดน้ำแต่ละเครื่อง
- ตำแหน่งของแหวนลูกสูบตัวบน ควบคุมช่องว่างระหว่างส่วนบนของลูกสูบกับซับสูบ พื้นที่ที่ตายแล้วนี้จะดักจับอากาศที่บีบอัดและขยายตัวโดยไม่ต้องมีส่วนร่วมในกระบวนการเผาไหม้ ดังนั้นจึงควรเข้าใจว่าระบบเครื่องยนต์ดีเซลไม่ได้จำกัดอยู่แค่ห้องเผาไหม้ หัวฉีด และสภาพแวดล้อมในทันทีของพวกเขา การเผาไหม้รวมถึงชิ้นส่วนหรือส่วนประกอบใดๆ ที่อาจส่งผลต่อผลลัพธ์สุดท้ายของกระบวนการ ดังนั้นจึงไม่มีใครสงสัยว่าน้ำมันดีเซลจะไหม้หรือไม่
รายละเอียดอื่นๆ
การเผาไหม้ดีเซลเป็นที่ทราบกันดีว่ามีความบางมากด้วยอัตราส่วน A/F:
- 25:1 ที่แรงบิดสูงสุด
- 30:1 ที่ความเร็วสูงสุดและกำลังสูงสุด
- มากกว่า 150:1 รอบเดินเบาสำหรับเครื่องยนต์เทอร์โบชาร์จ
อย่างไรก็ตาม อากาศเพิ่มเติมนี้ไม่รวมอยู่ในกระบวนการเผาไหม้ มันค่อนข้างร้อนและหมดซึ่งเป็นผลมาจากการที่ไอเสียดีเซลไม่ดี แม้ว่าอัตราส่วนอากาศต่อเชื้อเพลิงโดยเฉลี่ยจะต่ำ แต่ถ้าไม่มีมาตรการที่เหมาะสมในระหว่างขั้นตอนการออกแบบ พื้นที่ห้องเผาไหม้ก็อาจอุดมไปด้วยเชื้อเพลิงและส่งผลให้มีการปล่อยควันออกมามากเกินไป
ห้องเผาไหม้
เป้าหมายการออกแบบที่สำคัญคือเพื่อให้แน่ใจว่ามีการผสมเชื้อเพลิงและอากาศอย่างเพียงพอ เพื่อลดผลกระทบของพื้นที่ที่อุดมไปด้วยเชื้อเพลิง และช่วยให้เครื่องยนต์บรรลุเป้าหมายด้านประสิทธิภาพและการปล่อยมลพิษ พบว่าความปั่นป่วนในการเคลื่อนที่ของอากาศภายในห้องเผาไหม้มีประโยชน์ต่อกระบวนการผสมและสามารถนำมาใช้เพื่อให้บรรลุเป้าหมายนี้ได้ กระแสน้ำวนที่สร้างขึ้นโดยทางเข้าสามารถขยายได้และลูกสูบสามารถสร้างได้บีบเมื่อเข้าใกล้หัวกระบอกสูบเพื่อให้เกิดความปั่นป่วนมากขึ้นในระหว่างการอัดเนื่องจากการออกแบบถ้วยที่ถูกต้องในหัวลูกสูบ
การออกแบบห้องเผาไหม้มีผลกระทบที่สำคัญที่สุดต่อการปล่อยอนุภาค นอกจากนี้ยังสามารถส่งผลกระทบต่อไฮโดรคาร์บอนที่ยังไม่เผาไหม้และ CO แม้ว่าการปล่อย NOx จะขึ้นอยู่กับการออกแบบของโถปั่น [De Risi 1999] แต่คุณสมบัติของก๊าซปริมาณมากก็มีบทบาทสำคัญในระดับก๊าซไอเสีย อย่างไรก็ตาม เนื่องจากการแลกเปลี่ยน NOx/PM การออกแบบเตาเผาจึงต้องพัฒนาขึ้นเมื่อขีดจำกัดการปล่อย NOx ลดลง สิ่งนี้จำเป็นเป็นหลักเพื่อหลีกเลี่ยงการเพิ่มขึ้นของการปล่อย PM ที่อาจเกิดขึ้นได้
การเพิ่มประสิทธิภาพ
พารามิเตอร์สำคัญในการเพิ่มประสิทธิภาพระบบการเผาไหม้ของน้ำมันดีเซลในเครื่องยนต์คือสัดส่วนของอากาศที่มีอยู่ในกระบวนการนี้ ปัจจัย K (อัตราส่วนของปริมาตรถ้วยลูกสูบต่อการกวาดล้าง) เป็นการวัดโดยประมาณของสัดส่วนของอากาศที่มีสำหรับการเผาไหม้ การลดการกระจัดของเครื่องยนต์ทำให้ค่าสัมประสิทธิ์สัมพัทธ์ K ลดลง และมีแนวโน้มทำให้ลักษณะการเผาไหม้แย่ลง สำหรับการเคลื่อนที่ที่กำหนดและที่อัตราส่วนการอัดคงที่ ปัจจัย K สามารถปรับปรุงได้โดยการเลือกระยะชักที่ยาวขึ้น การเลือกอัตราส่วนกระบอกสูบต่อเครื่องยนต์อาจได้รับผลกระทบจากปัจจัย K และปัจจัยอื่นๆ อีกหลายประการ เช่น บรรจุภัณฑ์ของเครื่องยนต์ กระบอกสูบ และวาล์ว เป็นต้น
ปัญหาที่เป็นไปได้
ปัญหาสำคัญอย่างยิ่งในการตั้งค่าอัตราส่วนสูงสุดของกระบอกสูบต่อระยะชักอยู่ในบรรจุภัณฑ์ที่ซับซ้อนมากของฝาสูบ นี่เป็นสิ่งจำเป็นเพื่อรองรับการออกแบบสี่วาล์วและระบบหัวฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงแบบคอมมอนเรลที่มีหัวฉีดอยู่ตรงกลาง หัวกระบอกสูบมีความซับซ้อนเนื่องจากมีหลายช่องทาง รวมถึงการระบายความร้อนด้วยน้ำ สลักเกลียวยึดหัวถัง พอร์ตไอดีและไอเสีย หัวฉีด ปลั๊กเรืองแสง วาล์ว ก้านวาล์ว ช่องและที่นั่ง และช่องอื่นๆ ที่ใช้สำหรับการหมุนเวียนก๊าซไอเสียในบางรูปแบบ
ห้องเผาไหม้ในเครื่องยนต์ดีเซลไดเร็กอินเจ็คชั่นสมัยใหม่อาจเรียกได้ว่าเป็นห้องเผาไหม้แบบเปิดหรือแบบทุติยภูมิ
เปิดกล้อง
หากรูบนของโถในลูกสูบมีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กกว่าค่าสูงสุดของพารามิเตอร์ชามเดียวกัน จะเรียกว่าส่งคืนได้ ชามดังกล่าวมี "ริมฝีปาก" หากไม่เป็นเช่นนั้น แสดงว่านี่เป็นห้องเผาไหม้แบบเปิด ในเครื่องยนต์ดีเซล การออกแบบชามหมวกแบบเม็กซิกันเหล่านี้เป็นที่รู้จักมาตั้งแต่ช่วงปี ค.ศ. 1920 มีการใช้จนถึงปี 1990 ในเครื่องยนต์ที่ใช้งานหนักจนถึงจุดที่โถส่งคืนมีความสำคัญมากกว่าที่เคยเป็นมา ห้องเผาไหม้รูปแบบนี้ได้รับการออกแบบสำหรับเวลาในการฉีดที่ค่อนข้างสูง ซึ่งในโถบรรจุก๊าซส่วนใหญ่ที่เผาไหม้ ไม่เหมาะสำหรับกลยุทธ์การฉีดล่าช้า
เครื่องยนต์ดีเซล
ตั้งชื่อตามนักประดิษฐ์รูดอล์ฟ ดีเซล เป็นเครื่องยนต์สันดาปภายในที่มีการจุดระเบิดของเชื้อเพลิงที่ฉีดเข้าไปเพิ่มขึ้นอุณหภูมิของอากาศในกระบอกสูบเนื่องจากแรงอัดทางกล ดีเซลทำงานโดยการอัดอากาศเท่านั้น สิ่งนี้จะเพิ่มอุณหภูมิของอากาศภายในกระบอกสูบจนถึงระดับที่เชื้อเพลิงที่เป็นอะตอมที่ฉีดเข้าไปในห้องเผาไหม้จะจุดไฟได้เองตามธรรมชาติ
ซึ่งแตกต่างจากเครื่องยนต์จุดระเบิดด้วยประกายไฟ เช่น น้ำมันเบนซินหรือแอลพีจี (ใช้เชื้อเพลิงก๊าซแทนน้ำมันเบนซิน) พวกเขาใช้หัวเทียนเพื่อจุดประกายส่วนผสมของอากาศและเชื้อเพลิง ในเครื่องยนต์ดีเซล สามารถใช้หัวเผา (เครื่องทำความร้อนในห้องเผาไหม้) เพื่อช่วยในการสตาร์ทในสภาพอากาศหนาวเย็นและในอัตราส่วนการอัดต่ำ ดีเซลดั้งเดิมทำงานบนวงจรแรงดันคงที่ของการเผาไหม้ทีละน้อยและไม่สร้างโซนิคบูม
ลักษณะทั่วไป
ดีเซลมีประสิทธิภาพเชิงความร้อนสูงสุดสำหรับเครื่องยนต์สันดาปภายในและภายนอกที่ใช้งานได้จริง เนื่องจากมีอัตราส่วนการขยายตัวที่สูงมาก และการเผาไหม้แบบลีนโดยธรรมชาติ ทำให้อากาศส่วนเกินกระจายความร้อน นอกจากนี้ยังป้องกันการสูญเสียประสิทธิภาพเล็กน้อยโดยไม่ต้องฉีดโดยตรง เนื่องจากไม่มีเชื้อเพลิงที่ยังไม่เผาไหม้เมื่อวาล์วปิด และเชื้อเพลิงจะไม่ไหลโดยตรงจากอุปกรณ์ไอดี (หัวฉีด) ไปยังท่อไอเสีย เครื่องยนต์ดีเซลความเร็วต่ำ เช่น ที่ใช้ในเรือ สามารถมีประสิทธิภาพเชิงความร้อนได้เกิน 50 เปอร์เซ็นต์
ดีเซลสามารถออกแบบเป็นสองจังหวะหรือสี่จังหวะ เดิมทีพวกมันถูกใช้เป็นทดแทนที่มีประสิทธิภาพสำหรับเครื่องยนต์ไอน้ำแบบอยู่กับที่ ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2453 มีการใช้เรือดำน้ำและเรือดำน้ำ ใช้ในหัวรถจักร รถบรรทุก เครื่องจักรกลหนัก และโรงไฟฟ้า ตามมาภายหลัง ในทศวรรษที่สามสิบของศตวรรษที่ผ่านมา พวกเขาพบสถานที่ในการออกแบบรถยนต์หลายคัน
ข้อดีและข้อเสีย
ตั้งแต่ทศวรรษ 1970 การใช้เครื่องยนต์ดีเซลในรถยนต์บนถนนและทางวิบากขนาดใหญ่ในสหรัฐอเมริกาได้เพิ่มขึ้น จากข้อมูลของ British Society of Motor Manufacturers and Manufacturers ค่าเฉลี่ยของสหภาพยุโรปสำหรับรถยนต์ดีเซลคือ 50% ของยอดขายทั้งหมด (ในจำนวนนี้ 70% ในฝรั่งเศสและ 38% ในสหราชอาณาจักร)
ในสภาพอากาศหนาวเย็น การสตาร์ทเครื่องยนต์ดีเซลความเร็วสูงอาจทำได้ยาก เนื่องจากมวลของบล็อกและฝาสูบจะดูดซับความร้อนจากการอัด ป้องกันการจุดระเบิดเนื่องจากอัตราส่วนพื้นผิวต่อปริมาตรที่สูงขึ้น ก่อนหน้านี้ หน่วยเหล่านี้ใช้เครื่องทำความร้อนไฟฟ้าขนาดเล็กภายในห้องที่เรียกว่าปลั๊กเรืองแสง
ดู
เครื่องยนต์จำนวนมากใช้เครื่องทำความร้อนแบบต้านทานในท่อร่วมไอดีเพื่อให้ความร้อนกับอากาศเข้าและสตาร์ทหรือจนกว่าจะถึงอุณหภูมิการทำงาน เครื่องทำความร้อนบล็อกเครื่องยนต์แบบต้านทานไฟฟ้าที่เชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟหลักใช้ในสภาพอากาศหนาวเย็น ในกรณีเช่นนี้ จะต้องเปิดเครื่องเป็นเวลานาน (มากกว่าหนึ่งชั่วโมง) เพื่อลดเวลาในการเริ่มต้นและการสึกหรอ
เครื่องทำความร้อนแบบบล็อคยังใช้สำหรับการจ่ายไฟฉุกเฉินด้วยเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซล ซึ่งจำเป็นต้องปิดไฟอย่างรวดเร็วในกรณีที่ไฟฟ้าดับ ในอดีตมีการใช้วิธีการเริ่มเย็นที่หลากหลายมากขึ้น เครื่องยนต์บางประเภท เช่น ดีทรอยต์ ดีเซล ใช้ระบบเพื่อแนะนำอีเธอร์จำนวนเล็กน้อยเข้าไปในท่อร่วมไอดีเพื่อเริ่มการเผาไหม้ คนอื่นใช้ระบบผสมกับเครื่องทำความร้อนต้านทานการเผาไหม้เมทานอล วิธีการอย่างกะทันหัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในเครื่องยนต์ที่ไม่ทำงาน คือการฉีดพ่นของเหลวที่จำเป็นในกระป๋องสเปรย์ด้วยตนเองลงในกระแสลมเข้า (โดยปกติผ่านชุดกรองอากาศไอดี)
ความแตกต่างจากเครื่องยนต์อื่น
สภาพดีเซลแตกต่างจากเครื่องยนต์จุดระเบิดด้วยประกายไฟเนื่องจากวัฏจักรเทอร์โมไดนามิกต่างกัน นอกจากนี้ พลังและความเร็วของการหมุนยังถูกควบคุมโดยตรงโดยการจ่ายเชื้อเพลิง ไม่ใช่อากาศ เช่นเดียวกับในเครื่องยนต์แบบวนรอบ อุณหภูมิการเผาไหม้ของน้ำมันดีเซลและน้ำมันเบนซินอาจแตกต่างกัน
เครื่องยนต์ดีเซลทั่วไปมีอัตราส่วนกำลังต่อน้ำหนักที่ต่ำกว่าเครื่องยนต์เบนซิน เนื่องจากดีเซลต้องวิ่งด้วย RPM ที่ต่ำกว่าเนื่องจากความต้องการโครงสร้างสำหรับชิ้นส่วนที่หนักกว่าและแข็งแรงกว่าเพื่อทนต่อแรงดันใช้งาน มักเกิดจากอัตราส่วนกำลังอัดสูงของเครื่องยนต์ ซึ่งเพิ่มแรงในส่วนของชิ้นส่วนเนื่องจากแรงเฉื่อย ดีเซลบางตัวมีไว้เพื่อการพาณิชย์ สิ่งนี้ได้รับการยืนยันซ้ำแล้วซ้ำอีกในทางปฏิบัติ
เครื่องดีเซลปกติมีจังหวะยาว โดยพื้นฐานแล้ว นี่เป็นสิ่งจำเป็นเพื่ออำนวยความสะดวกในการบรรลุอัตราส่วนการอัดที่ต้องการ ส่งผลให้ลูกสูบมีน้ำหนักมากขึ้น สามารถพูดได้เช่นเดียวกันเกี่ยวกับแท่ง ต้องส่งแรงมากขึ้นผ่านเพลาข้อเหวี่ยงและเพลาข้อเหวี่ยงเพื่อเปลี่ยนโมเมนตัมของลูกสูบ นี่เป็นอีกเหตุผลหนึ่งที่เครื่องยนต์ดีเซลต้องแข็งแกร่งขึ้นเพื่อให้ได้กำลังเท่ากับเครื่องยนต์เบนซิน