Tre grupe të madhësisë bazë
Ekzistojnë tre grupe bazë të madhësisë së motorëve me naftë bazuar në fuqi - të vogla, të mesme dhe të mëdha.Motorët e vegjël kanë vlera të fuqisë dalëse më pak se 16 kilovat.Ky është lloji më i zakonshëm i motorit me naftë.Këta motorë përdoren në automobila, kamionë të lehtë dhe në disa aplikacione bujqësore dhe ndërtimore dhe si gjeneratorë të vegjël të palëvizshëm të energjisë elektrike (të tilla si ato në mjetet lundruese) dhe si mjete mekanike.Ata janë zakonisht motorë me injeksion të drejtpërdrejtë, në linjë, me katër ose gjashtë cilindra.Shumë prej tyre janë turbocharged me pasftohës.

Motorët e mesëm kanë kapacitete fuqie që variojnë nga 188 në 750 kilovat, ose 252 deri në 1006 kuaj fuqi.Shumica e këtyre motorëve përdoren në kamionë të rëndë.Ata janë zakonisht motorë me injeksion të drejtpërdrejtë, në linjë, me gjashtë cilindra turbocharged dhe me ftohje.Disa motorë V-8 dhe V-12 gjithashtu i përkasin këtij grupi madhësie.

Motorët e mëdhenj me naftë kanë shkallë të fuqisë më të madhe se 750 kilovat.Këta motorë unikë përdoren për aplikime detare, lokomotivash dhe mekanike dhe për prodhimin e energjisë elektrike.Në shumicën e rasteve ato janë sisteme me injeksion të drejtpërdrejtë, turbocharged dhe me ftohje.Ato mund të funksionojnë me 500 rrotullime në minutë kur besueshmëria dhe qëndrueshmëria janë kritike.

Motorë me dy dhe katër goditje
Siç u përmend më herët, motorët me naftë janë krijuar për të funksionuar në ciklin me dy ose katër goditje.Në motorin tipik me ciklin me katër goditje, valvulat e marrjes dhe shkarkimit dhe gryka e injektimit të karburantit janë të vendosura në kokën e cilindrit (shih figurën).Shpesh, përdoren rregullime të dyfishta valvulash - dy valvula marrjeje dhe dy shkarkimi.
Përdorimi i ciklit me dy goditje mund të eliminojë nevojën për një ose të dyja valvulat në modelin e motorit.Pastrimi dhe ajri i marrjes zakonisht sigurohet përmes portave në rreshtimin e cilindrit.Shkarkimi mund të jetë ose përmes valvulave të vendosura në kokën e cilindrit ose përmes portave në rreshtimin e cilindrit.Ndërtimi i motorit thjeshtohet kur përdoret një model porti në vend të atij që kërkon valvola shkarkimi.

Karburant për naftë
Produktet e naftës që përdoren normalisht si lëndë djegëse për motorët me naftë janë distilime të përbëra nga hidrokarbure të rënda, me të paktën 12 deri në 16 atome karboni për molekulë.Këto distilime më të rënda merren nga nafta e papërpunuar pasi të hiqen pjesët më të paqëndrueshme të përdorura në benzinë.Pikat e vlimit të këtyre distilimeve më të rënda variojnë nga 177 në 343 °C (351 deri në 649 °F).Kështu, temperatura e tyre e avullimit është shumë më e lartë se ajo e benzinës, e cila ka më pak atome karboni për molekulë.

Uji dhe sedimentet në lëndë djegëse mund të jenë të dëmshme për funksionimin e motorit;karburanti i pastër është thelbësor për sistemet efikase të injektimit.Karburantet me mbetje të lartë karboni mund të trajtohen më së miri nga motorët me rrotullim me shpejtësi të ulët.E njëjta gjë vlen edhe për ato me përmbajtje të lartë hiri dhe squfuri.Numri i cetanit, i cili përcakton cilësinë e ndezjes së një karburanti, përcaktohet duke përdorur ASTM D613 "Metoda standarde e provës për numrin cetan të vajit të karburantit".

Zhvillimi i motorëve me naftë
Punë e hershme
Rudolf Diesel, një inxhinier gjerman, e konceptoi idenë për motorin që tani mban emrin e tij pasi kishte kërkuar një pajisje për të rritur efikasitetin e motorit Otto (motori i parë me ciklin me katër goditje, i ndërtuar nga inxhinieri gjerman i shekullit të 19-të Nikolaus Otto).Diesel kuptoi se procesi i ndezjes elektrike të motorit të benzinës mund të eliminohej nëse, gjatë goditjes së kompresimit të një pajisjeje pistoni-cilindër, kompresimi mund të ngrohte ajrin në një temperaturë më të lartë se temperatura e vetëndezjes së një karburanti të caktuar.Diesel propozoi një cikël të tillë në patentat e tij të 1892 dhe 1893.
Fillimisht, si lëndë djegëse u propozua ose qymyr pluhur ose naftë e lëngshme.Dizel pa qymyrin pluhur, një nënprodukt i minierave të qymyrit Saar, si një lëndë djegëse lehtësisht e disponueshme.Ajri i kompresuar do të përdorej për të futur pluhur qymyri në cilindrin e motorit;megjithatë, kontrollimi i shkallës së injektimit të qymyrit ishte i vështirë dhe, pasi motori eksperimental u shkatërrua nga një shpërthim, Diesel u kthye në naftë të lëngshme.Ai vazhdoi të fuste karburantin në motor me ajër të kompresuar.
Motori i parë komercial i ndërtuar mbi patentat e Diesel-it u instalua në St. në Shtetet e Bashkuara dhe Kanada.Motori funksionoi me sukses për vite dhe ishte pararendësi i motorit Busch-Sulzer që fuqizoi shumë nëndetëse të Marinës së SHBA në Luftën e Parë Botërore. Një tjetër motor dizel i përdorur për të njëjtin qëllim ishte Nelseco, i ndërtuar nga New London Ship and Engine Company në Groton, Conn.

Motori me naftë u bë termocentrali kryesor për nëndetëset gjatë Luftës së Parë Botërore. Ai nuk ishte vetëm ekonomik në përdorimin e karburantit, por gjithashtu u tregua i besueshëm në kushte lufte.Karburanti dizel, më pak i paqëndrueshëm se benzina, ruhej dhe trajtohej në mënyrë më të sigurt.
Në fund të luftës, shumë burra që kishin përdorur dizelë po kërkonin punë në kohë paqeje.Prodhuesit filluan të përshtatnin naftë për ekonominë në kohë paqeje.Një modifikim ishte zhvillimi i të ashtuquajturit semidiesel që funksiononte në një cikël me dy goditje me një presion më të ulët kompresimi dhe përdorte një llambë ose tub të nxehtë për të ndezur ngarkesën e karburantit.Këto ndryshime rezultuan në një motor më pak të kushtueshëm për t'u ndërtuar dhe mirëmbajtur.

Teknologjia e injektimit të karburantit
Një veçori e pakëndshme e naftës së plotë ishte nevoja për një kompresor ajri me presion të lartë, me injeksion.Jo vetëm që kërkohej energji për të drejtuar kompresorin e ajrit, por një efekt ftohës që vonoi ndezjen ndodhi kur ajri i kompresuar, zakonisht me 6.9 megapascal (1000 paund për inç katror), u zgjerua papritur në cilindër, i cili ishte në një presion prej rreth 3.4 në 4 megapaskale (493 deri në 580 paund për inç katror).Nafta kishte nevojë për ajër me presion të lartë për të futur qymyr pluhur në cilindër;kur nafta e lëngshme zëvendësoi qymyrin pluhur si lëndë djegëse, mund të krijohej një pompë për të zënë vendin e kompresorit të ajrit me presion të lartë.

Kishte një sërë mënyrash në të cilat mund të përdorej një pompë.Në Angli, kompania Vickers përdori atë që quhej metodë e përbashkët-rail, në të cilën një bateri pompash mbante karburantin nën presion në një tub që kalonte gjatësinë e motorit me plumba në secilin cilindër.Nga kjo linjë (ose tub) e furnizimit me karburant, një seri valvulash injektimi e pranonin ngarkesën e karburantit në secilin cilindër në pikën e duhur të ciklit të tij.Një metodë tjetër përdori pompat me hov të operuar me kamerë, ose të tipit pistar, për të shpërndarë karburantin nën presion të lartë momentalisht në valvulën e injektimit të çdo cilindri në kohën e duhur.

Eliminimi i kompresorit të ajrit të injektimit ishte një hap në drejtimin e duhur, por kishte edhe një problem tjetër për t'u zgjidhur: shkarkimi i motorit përmbante një sasi të tepërt tymi, madje edhe në daljet brenda kuajfuqive të motorit dhe edhe pse atje kishte ajër të mjaftueshëm në cilindër për të djegur ngarkesën e karburantit pa lënë një shkarkim të zbardhur që normalisht tregonte mbingarkesë.Inxhinierët më në fund e kuptuan se problemi ishte se ajri i injektimit me presion të lartë të çastit që shpërtheu në cilindrin e motorit kishte shpërndarë ngarkesën e karburantit në mënyrë më efikase sesa mund të bënin grykat zëvendësuese mekanike të karburantit, me rezultatin që pa kompresorin e ajrit, karburanti duhej të Kërkoni atomet e oksigjenit për të përfunduar procesin e djegies dhe, duke qenë se oksigjeni përbën vetëm 20 për qind të ajrit, çdo atom karburanti kishte vetëm një shans në pesë për të takuar një atom oksigjeni.Rezultati ishte djegia e gabuar e karburantit.

Dizajni i zakonshëm i një gryke me injektim karburanti e futi karburantin në cilindër në formën e një spërkatjeje koni, me avull që rrezaton nga hunda, në vend të një rryme ose avulli.Shumë pak mund të bëhej për të shpërndarë më mirë karburantin.Përzierja e përmirësuar duhej të realizohej duke i dhënë lëvizje shtesë ajrit, më së shpeshti nga rrotullimet e ajrit të prodhuara nga induksioni ose një lëvizje radiale e ajrit, e quajtur squish, ose të dyja, nga buza e jashtme e pistonit në drejtim të qendrës.Janë përdorur metoda të ndryshme për të krijuar këtë vorbull dhe shtrëngim.Rezultatet më të mira arrihen me sa duket kur rrotullimi i ajrit ka një lidhje të caktuar me shpejtësinë e injektimit të karburantit.Përdorimi efikas i ajrit brenda cilindrit kërkon një shpejtësi rrotulluese që bën që ajri i bllokuar të lëvizë vazhdimisht nga një spërkatje në tjetrën gjatë periudhës së injektimit, pa ulje ekstreme midis cikleve.