Era hijo de inmigrantes bávaros, asentados en París. En 1870 la familia tuvo que abandonar Francia al estallar la guerra franco-prusiana, y Rudolf fue enviado a Augsburgo.
Es discípulo del inventor de la nevera, Carl von Linde a partir de 1875 en Múnich. Regresó a París como representante de la empresa de máquinas frigoríficas de su maestro.
Entre 1893 y 1897 construyó en los talleres de la compañía MAN AG, perteneciente al grupo empresarial alemán Krupp, el primer motor del mundo que quemaba aceite vegetal (aceite de palma) en condiciones de trabajo. Éste fue presentado en la feria internacional de París y posteriormente fue llamado con el apellido de su inventor.
El Instituto de Ingenieros Mecánicos le concedió la Orden del Mérito por sus investigaciones y desarrollos sobre los motores con aceite de maní (cacahuete), que posteriormente usaron petróleo por ser un combustible más económico, dándose origen .
Se consideraba a sí mismo como un filósofo social, aunque de su libro Solidarismus, donde describe su visión de la empresa, sólo vendió 200 ejemplares.
Se supone que murió la noche del 29 al 30 de septiembre de 1913 y se supone que ahogado, pues desapareció del buque que cubría el trayecto de Amberes a Inglaterra en el que viajaba. Un par de días después, un bote de la guardia costera encontró su cuerpo. Como era lo común en aquel entonces, sólo se tomaron sus pertenencias (identificadas posteriormente por su hijo) y el cuerpo fue arrojado de nuevo al mar.
La inexistencia de una nota o carta de suicidio ha inducido a pensar que podría haberse tratado de un accidente. Diesel, víctima de frecuentes dolores de cabeza, habría salido a pasear a cubierta, y tal vez caído al agua en un descuido. Sin embargo, también es cierto que no se puede descartar totalmente el suicidio, dado que su situación económica era desesperada, hallándose casi en quiebra. La hipótesis de que agentes alemanes lo asesinaran para evitar la difusión de sus inventos es del todo absurda, puesto que tanto Francia e Inglaterra disfrutaban ya por entonces de licencias sobre sus patentes.
Se destaca en por la creación y realización del Motor Diésel el cual es un motor térmico de combustion interna alternativa, en el cual el encendido del combustible se logra por la temperatura elevada que produce la compresión del aire en el interior del cilindro.
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