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，发动机水堵，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，铁水堵，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，铜水堵，与高压高温的空气混合，可燃混合气自行燃烧，嘉兴水堵，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。
在汽车
柴油机中，高速运转使
柴油喷射过程的时间只有千分之几秒，实验证明，在喷射过程中高压油管各处的压力是随时间和位置的不同而变化的。由于
柴油的可压缩性和高压油管中
柴油的压力波动，使实际的喷油状态与喷
油泵所规定的柱塞供油规律有较大的差异。油管内的压力波动有时还会在主喷射之后，使高压油管内的压力再次上升，达到令喷油器的针阀开启的压力，将已经关闭的针阀又重新打开产生二次喷油现象，由于二次喷油不可能完全燃烧，于是增加了烟度和碳氢化合物（HC）的排放量，油耗增加。
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