Tre grupe me madhësi themelore
Ekzistojnë tre grupe me madhësi themelore të motorëve me naftë bazuar në fuqi - të vogla, të mesme dhe të mëdha. Motorët e vegjël kanë vlera të energjisë me më pak se 16 kilovat. Ky është lloji i motorit me naftë më të prodhuar më shpesh. Këto motorë përdoren në automobila, kamionë të lehtë, dhe disa aplikime bujqësore dhe ndërtimore dhe si gjeneratorë të vegjël të fuqisë elektrike të palëvizshme (siç janë ato në zanat e kënaqësisë) dhe si disqe mekanike. Ato janë zakonisht motorë me injeksion të drejtpërdrejtë, në linjë, katër ose gjashtë cilindra. Shumë janë turbocharged me pasardhës.

Motorët e mesëm kanë kapacitete të energjisë që variojnë nga 188 deri në 750 kilovat, ose 252 deri në 1.006 kuaj fuqi. Shumica e këtyre motorëve përdoren në kamionë me detyra të rënda. Ato zakonisht janë motorë me injeksion të drejtpërdrejtë, në linjë, me gjashtë cilindra turbocharged dhe pas cooled. Disa motorë V-8 dhe V-12 gjithashtu i përkasin këtij grupi me madhësi.

Motorët e mëdhenj me naftë kanë vlerësime të energjisë mbi 750 kilovat. Këto motorë unikë përdoren për aplikime detare, lokomotivë dhe mekanikë të makinës dhe për gjenerimin e energjisë elektrike. Në shumicën e rasteve ato janë sisteme me injeksion të drejtpërdrejtë, me turbocharged dhe pas cooled. Ata mund të funksionojnë me 500 revolucione në minutë kur besueshmëria dhe qëndrueshmëria janë kritike.

Motorë me dy goditje dhe me katër goditje
Siç u përmend më herët, motorët me naftë janë krijuar për të operuar ose në ciklin me dy ose katër goditje. Në motorin tipik të ciklit me katër goditje, valvulat e marrjes dhe shkarkimit dhe hunda e injektimit të karburantit janë të vendosura në kokën e cilindrit (shiko figurën). Shpesh, aranzhimet e valvulave të dyfishta - dy marrje dhe dy valvula të shkarkimit - janë të punësuar.
Përdorimi i ciklit me dy goditje mund të eliminojë nevojën për njërën ose të dy valvulat në hartimin e motorit. Ajri i pastrimit dhe i marrjes zakonisht sigurohet përmes porteve në oxhakun e cilindrit. Shteri mund të jetë ose përmes valvulave të vendosura në kokën e cilindrit ose përmes porteve në oxhakun e cilindrit. Ndërtimi i motorit thjeshtohet kur përdorni një model porti në vend të një që kërkon valvulat e shkarkimit.

Karburanti për naftë
Produktet e naftës që përdoren normalisht si karburant për motorët me naftë janë distilat e përbëra nga hidrokarbure të rënda, me të paktën 12 deri në 16 atome karboni për molekulë. Këto distila më të rënda janë marrë nga nafta e papërpunuar pasi të hiqen pjesët më të paqëndrueshme të përdorura në benzinë. Pikat e vlimit të këtyre distilave më të rënda variojnë nga 177 në 343 ° C (351 deri 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 sedimenti në karburantet mund të jenë të dëmshëm për funksionimin e motorit; Karburanti i pastër është thelbësor për sistemet efikase të injektimit. Karburantet me një mbetje të lartë karboni mund të trajtohen më së miri nga motorët e rotacionit me shpejtësi të ulët. E njëjta gjë vlen për ata me përmbajtje të lartë të hirit dhe squfurit. Numri i cetanit, i cili përcakton cilësinë e ndezjes së një karburanti, përcaktohet duke përdorur ASTM D613 "Metoda standarde e provës për numrin e cetanit të naftës së karburantit me naftë."

Zhvillimi i motorëve me naftë
Punë e hershme
Rudolf Diesel, një inxhinier gjerman, konceptoi idenë për motorin që tani mban emrin e tij pasi ai kishte kërkuar një pajisje për të rritur efikasitetin e motorit Otto (motori i parë me katër goditje me katër goditje, i ndërtuar nga Inxhinieri Gjerman i Shekullit XIX Nikolaus Otto). Diesel kuptoi që procesi i ndezjes elektrike të motorit të benzinës mund të eliminohet nëse, gjatë goditjes së kompresimit të një pajisje me cilindër pistoni, kompresimi mund të ngrohë ajrin në një temperaturë më të lartë se temperatura automatike e një karburanti të caktuar. Diesel propozoi një cikël të tillë në patentat e tij të 1892 dhe 1893.
Fillimisht, ose qymyri pluhur ose nafta e lëngshme u propozua si karburant. Diesel pa qymyr pluhur, një nënprodukt i minierave të qymyrit Saar, si një karburant i disponueshëm. Ajri i kompresuar duhej të përdoret për të futur pluhurin e qymyrit në cilindrin e motorit; Sidoqoftë, kontrollimi i shkallës së injektimit të qymyrit ishte i vështirë dhe, pasi motori eksperimental u shkatërrua nga një shpërthim, naftë u kthye në naftë të lëngshme. Ai vazhdoi të fusë karburantin në motor me ajër të ngjeshur.
Motori i parë tregtar i ndërtuar në patentat e Diesel u instalua në St. Louis, Mo., nga Adolphus Busch, një krijues i Brewer i cili kishte parë një në ekspozitë në një ekspozitë në Mynih dhe kishte blerë një licencë nga Diesel për prodhimin dhe shitjen e motorit në Shtetet e Bashkuara dhe Kanada. Motori funksionoi me sukses për vite me radhë dhe ishte pararendësi i motorit Busch-Sulzer që mundësoi shumë nëndetëse të Marinës amerikane në Luftën e Parë Botërore I. Një tjetër motor nafte i përdorur për të njëjtin qëllim ishte Nelseco, i ndërtuar nga New London Ship and Engine Company Company në Groton, Conn.

Motori me naftë u bë termocentrali kryesor për nëndetëse gjatë Luftës së Parë Botërore I. Ai nuk ishte vetëm ekonomik në përdorimin e karburantit, por gjithashtu u tregua i besueshëm në kushte të luftës. Karburanti me naftë, më pak i paqëndrueshëm se benzina, u ruajt dhe u trajtua më me siguri.
Në fund të luftës, shumë burra që kishin operuar naftë po kërkonin punë paqeje. Prodhuesit filluan të përshtaten naftë për ekonominë e paqes. Një modifikim ishte zhvillimi i të ashtuquajturës Semidiesel që funksiononte në një cikël me dy goditje me një presion të ngjeshjes më të ulët dhe shfrytëzoi një llambë ose tub të nxehtë për të ndezur ngarkesën e karburantit. Këto ndryshime rezultuan në një motor më pak të shtrenjtë për të ndërtuar dhe mirëmbajtur.

Teknologji e injektimit të karburantit
Një tipar i kundërshtueshëm i naftës së plotë ishte domosdoshmëria e një kompresori ajri me injeksion me presion të lartë. Jo vetëm që kërkohej energji për të përzënë kompresorin e ajrit, por një efekt frigoriferik që ndezja e vonuar ndodhi kur ajri i ngjeshur, zakonisht në 6.9 megapascalë (1.000 paund për inç katror), papritmas u zgjerua në cilindër, i cili ishte me një presion prej rreth 3.4 në 4 megapascalë (493 deri 580 paund për inç katror). Diesel kishte nevojë për ajër me presion të lartë me të cilin të futnin qymyr pluhur në cilindër; Kur nafta e lëngshme zëvendësoi qymyrin pluhur si karburant, mund të bëhet një pompë për të zënë vendin e kompresorit të ajrit me presion të lartë.

Kishte një numër mënyrash në të cilat mund të përdoret një pompë. Në Angli, kompania Vickers përdori atë që quhej metoda e hekurudhave të zakonshme, në të cilën një bateri pompash e mbajti karburantin nën presion në një tub që drejtonte gjatësinë e motorit me çon në secilën cilindër. Nga kjo linjë furnizimi me karburant hekurudhor (ose tub), një seri valvulash injeksioni pranuan ngarkesën e karburantit në secilin cilindër në pikën e duhur të ciklit të tij. Një metodë tjetër ka përdorur hov të operuar me kamera, ose tipin e kunjve, pompon për të dhënë karburant nën presion të menjëhershëm të lartë në valvulën e injektimit të secilit cilindër në kohën e duhur.

Eleminimi i kompresorit të ajrit të injektimit ishte një hap në drejtimin e duhur, por kishte edhe një problem tjetër që duhej të zgjidhej: shteri i motorit përmbante një sasi të tepërt të tymit, madje edhe në rezultate edhe brenda vlerësimit të kuajve të motorit dhe edhe pse atje ishte ajër i mjaftueshëm në cilindër për të djegur ngarkesën e karburantit pa lënë një shter të zbardhur që tregonte normalisht mbingarkesë. Inxhinierët më në fund kuptuan se problemi ishte se ajri me injeksion me presion të lartë që shpërtheu në cilindrin e motorit kishte shpërndarë ngarkesën e karburantit në mënyrë më efikase sesa hundët e karburantit mekanik zëvendësues ishin në gjendje të bënin, me rezultatin që pa kompresorin e ajrit duhej të kishte karburanti Kërkoni nga atomet e oksigjenit për të përfunduar procesin e djegies, dhe, meqenëse oksigjeni përbën vetëm 20 përqind të ajrit, secili atom i karburantit kishte vetëm një shans në pesë të takuar me një atom oksigjeni. Rezultati ishte djegia e pahijshme e karburantit.

Dizajni i zakonshëm i një grykë të injektimit të karburantit e futi karburantin në cilindër në formën e një llak kon, me avullin që rrezatonte nga hunda, sesa në një rrjedhë ose avion. Shumë pak mund të bëhej për të shpërndarë karburantin në mënyrë më të plotë. Përzierja e përmirësuar duhej të realizohej duke dhënë lëvizje shtesë në ajër, më së shpeshti nga rrotullimet e ajrit të prodhuar nga induksioni ose një lëvizje radiale e ajrit, të quajtur Squish, ose të dy, nga skaji i jashtëm i pistonit drejt qendrës. Janë përdorur metoda të ndryshme për të krijuar këtë rrotullim dhe kungull. Rezultatet më të mira me sa duket merren kur rrotullimi i ajrit mban një lidhje të caktuar me shkallën e injektimit të karburantit. Shfrytëzimi efikas i ajrit brenda cilindrit kërkon një shpejtësi rrotulluese që bën që ajri i bllokuar të lëvizë vazhdimisht nga një llak në tjetrin gjatë periudhës së injektimit, pa ulje ekstreme midis cikleve.