Le moteur "Diesel" est un moteur alternatif à combustion interne dans lequel l'allumage du mélange s'effectue par simple compression.

Les diesels sont appelés moteurs à autoallumage, par opposition aux moteurs à essence, appelés moteurs à allumage commandé. Dans un premier temps, l'air porté à une pression très élevée s'échauffe : lorsque la température dans la chambre de combustion est suffisante, le combustible est injecté en fines particules qui s'enflamment spontanément au contact de l'air. Les moteurs Diesel, qui ont un rendement thermique plus élevé que les moteurs à essence. sont préférés pour les unités de forte puissance (plus de 3 000 ch) : c'est pourquoi ils sont utilisés pour la propulsion des navires.

Dans ce cas. il s'agit de moteurs à simple effet fonctionnant selon le cycle a deux temps à des régimes très lents (120 a 180 tr/ mn). Ils développent des puissances allant jusqu'à 45 000 ch et sont capables de brûler dans de bonnes conditions (faible consommation spécifique) des combustibles de qualité inférieure (huiles lourdes). Par rapport aux groupes à essence, ces gros moteurs permettent une réduction du tiers de la consommation. De tout temps, les diesels furent destinés aux véhicules industriels à cause de leur fiabilité. L'inconvénient caractéristique du poids et de l'encombrement leur a longtemps interdit l'application automobile.

Le cycle Diesel

C'est le cycle de fonctionnement des moteurs à allumage par compression. Le cycle théorique se compose d'une détente isobare, d'une détente adiabatique et d'une transformation isochore ).

Dans les débuts, le cycle de fonctionnement comportait une phase théorique de combustion à pression constante, comme Rudolf Diesel en avait eu l'idée. Pour un fonctionnement à quatre temps du moteur, c'est-à- dire pour un cycle se déroulant pendant deux tours de vilebrequin et quatre courses du piston, les opérations à réaliser étaient les suivantes :

- Introduction de l'air dans le cylindre (par aspiration naturelle ou mécanique au moyen d'un compresseur)

- compression de la charge d'air et, à partir d'environ 9/10 de la course de compression, injection d'huile combustible finement pulvérisée par insufflation d'air comprimé à 60 et 80 atmosphères et allumage spontané de ce combustible

- combustion du mélange à pression presque constante (la pression atteinte à la fin de la course de compression était d'environ 32 atmosphères) pendant 1/10 de la course de détente, suivie de la détente proprement dite des gaz brûlés, avec production de travail

- Expulsion mécanique des produits de la combustion par l'action de poussée du piston pendant sa remontée. Le rendement thermique était caractérisé par les valeurs de deux rapports caractéristiques

- Le rapport volumétrique qui est le rapport du Volume initial au Volume à la fin de la course de compression

- Le rapport du volume en fin de combustion au volume en fin de compression.

L'expression qui permettait de calculer le rendement thermique était par conséquent : K étant l'exposant de l'adiabatique, on remarque que ce rendement était d'autant plus élevé que le taux de compression était plus grand et que le rapport ou le volume , était plus petit.

Ce fait joint à la limitation imposée à la vitesse de rotation du moteur par le processus de combustion à pression constante, aurait dû faire penser immédiatement à s'orienter vers la réalisation d'un cycle de fonctionnement tendant vers un processus théorique de combustion à volume constant - suivant le cycle Beau de Rochas- adopté par Otto pour les moteurs à essence , ou tout au moins vers un cycle de fonctionnement avec un processus théorique de combustion pour une grande partie à volume constant et pour une petite partie à pression constante (cycle Sabathé). L'allure du diagramme pression-volume du cycle de fonctionnement réel des moteurs Diesel rapides pour automobiles, se rapproche du cycle Sabathé ).

Si, au cours de l'évolution historique des moteurs Diesel, l'orientation vers des cycles de fonctionnement analogues aux cycles actuels ne s'est manifestée qu'au bout de plusieurs dizaines d'années après l'introduction du nouveau type de moteur, ce fut en partie à cause de l'obstination de Rudolf Diesel, qui insistait sur la conception du cycle à pression constante autant pour les moteurs à quatre temps que pour ceux à deux temps.