Silniki wysokoprężne

  Zasada działania
- ssanie
Do cylindra, w wyniku przesuwania się tłoka i wystąpienia dzięki temu podciśnienia, zasysane jest z otoczenia czyste powietrze. Suw ssania kończy się zamknięciem zaworu ssącego (silnik czterosuwowy) lub przesłonięciem kanału dolotowego (silnik dwusuwowy).
Konstrukcja silnika, którą opracował R. Diesel była bardzo zawodną i trudną w eksploatacji, a to ze względu na tak zwany "powietrzny wtrysk paliwa" do cylindra. Układ wtryskowy wymagał wielostopniowej sprężarki powietrza aby uzyskać ciśnienie powietrza wtryskowego większe niż maksymalne ciśnienie spalania w cylindrze. Przy ówczesnej technologii materiałowej zapewnienie odpowiedniej trwałości i niezawodności sprężarki było praktycznie niewykonalne, co ograniczało stosowanie silnika z wtryskiem powietrznym. Dopiero opracowanie hydraulicznego systemu wtrysku paliwa /James Mc Kechnie - 1910 patent/ pozwoliło na szeroki rozwój silników wysokoprężnych pracujących na oleju napędowym, ale już nie według klasycznego obiegu Diesela /stałe ciśnienie spalania/ tylko wg obiegu Sabathe'a /spalanie izochoryczne i spalanie izobaryczne/. To już raczej nie jest silnik Diesela choć tradycyjnie potocznie mówimy "silnik Diesela" lub krótko "Diesel".
- sprężanie
Zassane do cylindra powietrze (o temperaturze zbliżonej do temperatury otoczenia) jest następnie sprężane w wyniku ruchu tłoka w stronę głowicy przy zamkniętych zaworach. Podczas sprężania rośnie intensywnie temperatura powietrza do bardzo wysokiej wartości.
- praca (ekspansja)
Temperatura powietrza pod koniec sprężania jest tak wysoka, że możliwy jest zapłon gazowej mieszanki paliwowo-powietrznej. Mieszanka ta powstaje w wyniku wtryśnięcia paliwa do przestrzeni nad tłokiem znajdującym się w pobliżu górnego martwego położenia. Paliwo wtryskiwane jest pod bardzo wysokim ciśnieniem, dzięki czemu uzyskuje się dobre rozpylenie paliwa. Bardzo małe krople paliwa otoczone gorącym powietrzem szybko odparowują, a pary paliwa, dzięki dużej turbulencji, dobrze mieszają się z powietrzem tworząc jednorodny gaz palny. Gaz ten ulega samozapłonowi wywołanemu wysoką temperaturą. W wyniku spalania silnie rośnie temperatura gazu. Spalanie rozpoczyna się, gdy tłok znajduje się w pobliżu górnego położenia zwrotnego tłoka. Jest to początek ekspansji czynnika roboczego i wykonywania pracy. Początkowo, wraz ze wzrostem temperatury, rośnie także ciśnienie czynnika, lecz wzrost prędkości poruszania się tłoka powoduje, że ciśnienie zaczyna maleć, a rośnie objętość właściwa gazu. Spalanie skończy się jeszcze w czasie ruchu tłoka w stronę wału korbowego. - wydech
Gdy tłok znajduje się w pobliżu dolnego martwego położenia, następuje otwarcie zaworu wylotowego. Ponieważ ciśnienie gazu w cylindrze jest wyższe od ciśnienia otoczenia, następuje wylot gazu do otoczenia. Zawór ten jest otwarty także podczas ruchu tłoka w kierunku głowicy i prawie wszystkie gazy spalinowe zostają wydalone z cylindra.