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柴油机的效率是34%-45%。柴油的热效率比汽油高，柴油的热值高，所以燃烧相同质量的体积放出能量多，在做功冲程时做的功就会更多。

柴油机的压缩比会比汽油机的压缩比更高，而内燃机的压缩比更高，其做工的效率也会更高。柴油机比汽油机压缩比更高其中的原因是因为柴油发动机压缩时只有空气在进行压缩，即便是有很高的压缩比，也不会产生提前爆燃的情况，并且柴油机是依靠压缩空气本身的温度将喷射进去的燃油瞬间点燃，所以柴油机需要把空气压缩到柴油的自燃温度以上。

柴油机需要更多的压缩来提升温度。压缩比的大小直接关系到发动机的效率和扭矩，所以更高压缩比的柴油机能够输出更大的扭矩。

柴油机的特性是稀薄燃烧，柴油机的空燃比可以达到18:1-70:1之间，通过稀薄燃烧，就会有更多的空气可以用于膨胀做有效功，因此发动机的效率会更高。而达到这种效果就需要涡轮增压器的帮助，使用涡轮压入更多的空气进行高效地燃烧。