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柴油发动机的优点是扭矩大、经济性能好。柴油发动机的工作过程与汽油发动机有许多相同的地方，每个工作循环也经历进气、压缩、做功、排气四个冲程。但由于柴油机用的燃料是柴油，它的粘度比汽油大，不容易蒸发，而其自燃温度却比汽油低，因此，可燃混合气的形成及点火方式都与汽油机不同。不同之处主要有，柴油发动机的气缸中的混合气是压燃的，而非点燃的。柴油发动机工作时，进入气缸的是空气，气缸中的空气压缩到终点的时候，温度可以达到500-700℃，压力可以达到40—50个大气压。活塞接近上止点时，供油系统的喷油嘴以极高的压力在极短的时间内向气缸燃烧室喷射燃油，柴油形成细微的油粒，与高压高温的空气混合，可燃混合气自行燃烧，猛烈膨胀产生爆发力，推动活塞下行做功，此时温度可达1900-2000℃，压力可达60-100个大气压，产生的扭矩很大，所以柴油发动机广泛的应用于大型柴油设备上。
它表示燃料不经加热而能输送的低温度。柴油的凝点是指油品在规定条件下冷却至丧失流动性时的高温度。这时的温度称作冷滤点。与凝点相比，它更能反映实际使用性能。对同一油品。流动性凝点是评定柴油流动性的重要指标一般冷滤点比凝点高1～3℃。采用脱蜡的方法，可得到低凝柴油。就会因喷油嘴磨损而回油。但因更换喷油嘴花钱多，不经济，为避免回油漏掉，可以通过回油管将油引回油箱，或引入柴油过滤器。如果回油管损坏，可用一截塑料管，将油引入自备的容器。喷油嘴回油：喷油嘴是个精密部件。如果柴油机使用不清洁柴油或机器使用日久经过滤后再倒回油箱。
传统柴油发动机的特点：热效率和经济性较好，柴油机采用压缩空气的办法来提高空气温度，使空气温度超过柴油的自燃点，这时再喷入柴油、柴油喷雾和空气混合的同时自己点火燃烧。因此，柴油发动机无需点火系统。同时，柴油机的供油系统也相对简单，因此柴油发动机的可靠性要比汽油发动机的好。由于不受爆燃的限制以及柴油自燃的需要，柴油机压缩比很高。热效率和经济性都要好于汽油机，同时在相同功率的情况下，柴油机的扭矩大，大功率时的转速低，适合于载货汽车的使用。
但柴油机由于工作压力大，要求各有关零件具有较高的结构强度和刚度，所以柴油机比较笨重，体积较大；柴油机的喷油泵与喷嘴制造精度要求高，所以成本较高；另外，柴油机工作粗暴，振动噪声大；柴油不易蒸发，冬季冷车时起动困难。由于上述特点，以前柴油发动机一般用于大、中型载重货车上。传统上，柴油发动机由于比较笨重，升功率指标不如汽油机(转速较低)，噪声、振动较高，炭烟与颗粒(PM)排放比较严重，所以一直以来很少受到轿车的青睐。
则滞燃期短，即着火性能好。并立即自动着火燃烧高速柴油机要求柴油喷入燃烧室后迅速与空气形成均匀的混合气一般以十六烷值作为评价柴油自燃性的指标。因此要求燃料易于自燃。从燃料开始喷入气缸到开始着火的间隔时间称为滞燃期或着火落后期。燃料的自燃点（在空气存在下能自动着火的温度）低。这是为了纪念柴油发动机的发明者――鲁道夫·狄塞尔（RudolfDiesel）。狄塞尔生于1858年，德国人，毕业于慕尼黑工业大学。1879年，狄塞尔，当上了一名冷藏专业工程师。发明者鲁道夫·狄塞尔(鲁道夫·狄塞尔(柴油用英文表示为Diesel在工作中狄塞尔深感当时的蒸气机效率极低，萌发了设计新型发动机的念头。在积蓄了一些资金后，狄塞尔辞去了制冷工程师的职务，自己开办了一家发动机实验室。
排气四个冲程。柴油机在进气行程中吸入的是纯空气。在压缩行程接近终了时，柴油经喷油泵将油压提高到10MPa以上，通过喷油器喷入气缸，在很短时间内与压缩后的高温空气混合，形成可燃混合气。做功由于柴油机压缩比高（一般为16-压缩每个工作循环也经历进气工作原理柴油发动机的工作过程其实跟汽油发动机一样的温度达600-700K）活塞向下运动并带动曲轴旋转而作功，废气同样经排气管排入大气中。
汽油和甲醇等轻质燃料。为了改善轻质燃料的着火性。除须滤除杂质和水分外在燃用原油和渣油时可加入添加剂提高十六烷值。
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