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水平对置发动机的工作原理可以拆解成四个步骤：

1. 吸气过程：进到气缸里的全是空气，因为柴油机进气阻力小，吸气结束时气压能达到0.85到0.95倍的大气压，比汽油机更高。这时候气缸里的温度在300到340K之间，比汽油机低一些；

2. 压缩过程：因为压缩的全是空气，柴油机能把压缩比做得更高（通常在16到22之间）。压缩到顶时气压能达到3000到5000千帕，温度飙升到750到1000K，这温度已经远超柴油自燃所需的520K；

3. 燃烧过程：在压缩接近终点时，高压油泵会把柴油以10兆帕的高压喷进气缸，柴油和空气快速混合后自动点燃。这时候气缸内压力瞬间暴涨到5000到9000千帕，温度能达到1800到2000K。正因为柴油是靠高压自燃的，所以柴油机也叫压燃式发动机；

4. 排气过程：排气和汽油机差不多，但排气温度稍低，大概在700到900K之间。如果是单缸柴油机，转速会忽高忽低，运转起来抖动明显，这是因为四个冲程里只有做功冲程在输出动力，另外三个冲程都是在消耗能量做准备。