Dans un moteur Diesel, le temps disponible pour vaporiser le carburant injecté et le mélanger à l'air est très court et ce point reste le plus problématique au moment de la conception. En réponse à cette difficulté, les diésélistes s’efforcent d'accélérer la vitesse de mélange entre le carburant et l'air, en augmentant par exemple la pression d'injection ; de très fines gouttelettes de carburant sont projetées à grande vitesse (plus de 400 m/s) dans la chambre. Cet article expose l’approche de conception des culasses de moteurs Diesel IDI (à préchambre) contre celle des culasses de moteurs Diesel DI (à injection directe) : du cahier des charges, aux contraintes, en détaillant les aspects techniques à solutionner, en termes de dimensionnement, circuit ou commande.

La caractéristique de la combustion dans les moteurs Diesel est qu'elle s'effectue en milieu très hétérogène, le mélange air-carburant est plus riche au voisinage du jet de carburant, et avec un excédent d'air, d'où la présence d'oxygène dans les gaz d'échappement. Le dimensionnement général d'un moteur de ce type dépend des choix faits pour le système de combustion, qu'il s'agisse d'injection directe ou indirecte, comme la hauteur du piston et du carter-cylindres, le positionnement de l’injecteur et de la bougie, ou la disposition des conduits d’admission dans la culasse. L’aspect le plus problématique dans l’optimisation d’un moteur Diesel reste bien sûr le contrôle des émissions d’oxydes d’azote et de particules.