为什么柴油机热效率明显高于汽油机？

混合气形成

汽油的沸点低，蒸发性好，因而在常温或稍加热的条件下易于在缸内与空气形成预制均匀混合气，因此，常规汽油机大都采用点火前预制混合气的方式。而柴油的沸点高达180-360℃，不适合缸外预混合，即使加热后能在缸外气化混合，也因加热造成空气密度下降而减少进入气缸的充量，并且额外消耗加热所需的能量，这些都是不合理的。因此，常规柴油机采用燃料缸内高压喷射，与空气雾化混合形成浓度分层的混合气。

着火、燃烧模式

常规汽油机缸外形成预制均匀混合气后，若进行接近化学计量比的预制混合气压燃，由于同时着火，压力升高率过高，近于爆炸，这是不允许的，因此适合采用外源强制点火燃烧模式，即先在火花塞附近高温处着火，然后在混合气中进行火焰传播燃烧。（但这并不意味着汽油不能采用压燃燃烧模式，事实上，在较稀的混合气条件下汽油可以实现均质混合气压燃）

柴油的着火温度较低，柴油机在开始喷雾到自燃着火的较短时间内，适合燃烧的混合气量不多，初期工作粗暴的情况会得到缓解。柴油机在初期着火燃烧后，紧接着进行边喷油、边气化、边混合的扩散燃烧。柴油适合压燃，在喷雾条件下的点燃难度大，也无必要。

负荷调节方式

混合气形成方式的差异带来了负荷调节方式的不同。汽油均匀混合气能点燃的过量空气系数（0.4-1.4）较小，一般靠改变节气门的开度，控制混合气进气量来调节负荷，这种方式称为负荷的量调节。

柴油机在循环喷油量较大的变化范围内，喷束内都有适合着火的混合气，因此柴油机在较大的平均的过量空气系数范围内都可以压燃着火，所以可以依靠循环喷油量的多少来调节负荷。由于循环进气量基本不变，平均的过量空气系数会随负荷变化而变化。这种依靠改变喷油量，即改变平均的过量空气系数来调节负荷的方式，称为负荷的质调节。

上述这些差异导致了二者在性能、设计和结构上的各种差异，而这些差异追溯的根源是汽油、柴油燃料本身理化特性的差异所引起的。

再就是有关工作模式的差异，排放等等。今天不说。

不过应该指出，上述汽油机和柴油机的工作模式差异既跟燃料特性有关，也取决于当时的科技发展水平。近年来，随着电控技术的发展，出现了汽油缸内直喷（GDI）分层稀燃模式。目前国内外都在研究汽油均质混合气压燃（HCCI）模式也试图将柴油的压燃方式与汽油机的预制混合气形成方式结合，以实现高效低污染燃烧。

理论循环

从热力学的理论高度来看，改善发动机动力、经济性的基本原则就是提高燃效加热后的能量质量，也就是在相同加热量条件下，尽可能提高加热过程中工质的平均温度，以及尽可能降低向环境放热过程的平均温度。在现有循环模式下，有以下三个主要的实施方向：

1.在允许的条件下，尽可能提高发动机的压缩比。

2.合理组织燃烧，提高循环加热的等容度，即通过减小循环的预膨胀比和合理选择选择燃烧始点相位，使燃烧加热中心接近上止点。

3.保证工质具有较高的等熵指数。

但是在标定工况下，实际柴油机比汽油机更接近等压循环。由于柴油机的压缩比大大高于汽油机，而且其最大燃烧爆发压力也远高于汽油机，所以它的热效率高于汽油机。

柴油机是喷雾压燃后边喷油边燃烧，当负荷下降时，喷油时间缩短，但初期相当于等容燃烧的变化不大，这相当于压力升高比不变反而预膨胀比减小。

汽油机则是点火后火焰传播燃烧，无论负荷如何变化，火焰传播距离不变。负荷下降后，由于进气充量减少，残余废气增多，燃烧温度有所降低，使得火焰传播速度降低，燃烧时间加长，相当于压力升高比下降而预膨胀比上升。

汽柴油机的这种相反变化趋势使得二者在中、低负荷时的燃料消耗率的差距进一步扩大。

这一结论与实际情况完全符合：在标定工况下，柴油机的有效燃料消耗率be约比汽油机低15%-25%，而包括大量中、低负荷工况在内的使用燃料消耗率可低30%-50%。当然，还有形成be差距扩大的其他因素，比如汽油机在中低负荷时节气门造成的泵气损失增大等。但正是基于理论循环的上述分析，才阐明了汽柴油机的燃料消耗率出现差距的最本质和最主要的原因。

理想循环条件下汽、柴油机热效率的对比

考虑真实工质特性后，汽、柴油机热效率的差距进一步加大。

1.高负荷时差距扩大的因素

在高负荷条件下，汽油机的混合气较浓，过量空气系数=0.8-1.0，而柴油机的平均过量空气系数=1.3-2.0，混合气总体偏稀。

汽油机的压缩比虽然较低，但由于混合气较浓而且等容度也较高，所以它的最高燃烧温度反而比柴油机高很多；此外，汽油机的残余废气系数比柴油机高。以上两方面的原因，使得汽油机的等熵指数比柴油机小，高温热分解作用加剧，这些都使得汽油机的热效率相对于理论循环的下降幅度远大于柴油机。虽然汽油机的分子变化系数要高于柴油机，但其影响较小，不起主要作用。

2.低负荷时差距进一步扩大的因素

由于混合气形成和负荷调节方式的差别，汽油机的负荷越低，过量空气系数越小。而柴油机则相反。这进一步扩大了两者热效率的差距。

汽油机是量调节负荷，负荷越低，进气量越少，残余废气系数越高。而柴油机的残余废气系数在低负荷变化时大致维持不变。这一因素除对汽油机的等熵指数有影响外，更多的是使汽油机的燃烧速度降低，热效率下降。

汽油机高、低负荷时，工质燃烧后的温差要比柴油机小，即低负荷时汽油机仍保持较高的燃烧温度。这是因为汽油机是量调节负荷，各种负荷时混合气的过量空气系数变化不大。虽然低负荷时进入缸内的混合气量少，但单位质量工质的发热量没有改变，故燃烧后工质的温度下降幅度不大。柴油机是质调节负荷，低负荷时过量空气系数增大，单位质量工质的发热量减少，燃烧后工质的温度成比例下降。这一因素使汽、柴油机低负荷时的工质温度差别更显著，由此引起两者的热效率的差距加大。

通过汽、柴油机的理论循环和理想循环热效率的全面对比，从理论上阐明了两种不同燃烧模式对热效率影响的本质原因。近年来，缸内直喷（GDI）、均质压燃（HCCI）汽油机的出现，正是这些循环理论应用的突出体现。

负荷

如图，汽油机柴油机主要差别就两点。

1.汽油机的有效燃料消耗率（be）比同负荷的柴油机高，这是由于两种机型的混合气形成、着火燃烧以及负荷调节方式不同造成的。

2.中低负荷区be的差值明显比最低油耗点和标定功率点大，如图△be1＞△be2＞△bemin.这时因为汽油机的be曲线过于陡尖，而柴油机的be曲线有较宽平坦段的缘故。形成这种差别的理论依据在上面已作了详细的介绍。统计资料表明，汽、柴油机的最低燃料消耗率bemin差值约15%-30%，而综合使用油耗的差值可达25%-45%，这是由于汽车大部分时间在中、低负荷工况下运行所致。

由以上两点可知，若单纯从燃油经济性考虑进行汽车动力的选择，自然是柴油机优于汽油机，这是柴油机最明显的优势。实际选配发动机时，不可能只考虑这一个因素。此外，无论是汽油机还是柴油机，都希望尽可能提高符合率，使其经常接近最经济的80%-90%负荷区工作。这一点对汽油机尤为重要。提高运行负荷率已成为改善发动机燃油经济性、降低实际使用油耗的一个极为重要的原则。

为什么柴油机热效率明显高于汽油机？

混合气形成

汽油的沸点低，蒸发性好，因而在常温或稍加热的条件下易于在缸内与空气形成预制均匀混合气，因此，常规汽油机大都采用点火前预制混合气的方式。而柴油的沸点高达180-360℃，不适合缸外预混合，即使加热后能在缸外气化混合，也因加热造成空气密度下降而减少进入气缸的充量，并且额外消耗加热所需的能量，这些都是不合理的。因此，常规柴油机采用燃料缸内高压喷射，与空气雾化混合形成浓度分层的混合气。

着火、燃烧模式

常规汽油机缸外形成预制均匀混合气后，若进行接近化学计量比的预制混合气压燃，由于同时着火，压力升高率过高，近于爆炸，这是不允许的，因此适合采用外源强制点火燃烧模式，即先在火花塞附近高温处着火，然后在混合气中进行火焰传播燃烧。（但这并不意味着汽油不能采用压燃燃烧模式，事实上，在较稀的混合气条件下汽油可以实现均质混合气压燃）

柴油的着火温度较低，柴油机在开始喷雾到自燃着火的较短时间内，适合燃烧的混合气量不多，初期工作粗暴的情况会得到缓解。柴油机在初期着火燃烧后，紧接着进行边喷油、边气化、边混合的扩散燃烧。柴油适合压燃，在喷雾条件下的点燃难度大，也无必要。

负荷调节方式

混合气形成方式的差异带来了负荷调节方式的不同。汽油均匀混合气能点燃的过量空气系数（0.4-1.4）较小，一般靠改变节气门的开度，控制混合气进气量来调节负荷，这种方式称为负荷的量调节。

柴油机在循环喷油量较大的变化范围内，喷束内都有适合着火的混合气，因此柴油机在较大的平均的过量空气系数范围内都可以压燃着火，所以可以依靠循环喷油量的多少来调节负荷。由于循环进气量基本不变，平均的过量空气系数会随负荷变化而变化。这种依靠改变喷油量，即改变平均的过量空气系数来调节负荷的方式，称为负荷的质调节。

上述这些差异导致了二者在性能、设计和结构上的各种差异，而这些差异追溯的根源是汽油、柴油燃料本身理化特性的差异所引起的。

再就是有关工作模式的差异，排放等等。今天不说。

不过应该指出，上述汽油机和柴油机的工作模式差异既跟燃料特性有关，也取决于当时的科技发展水平。近年来，随着电控技术的发展，出现了汽油缸内直喷（GDI）分层稀燃模式。目前国内外都在研究汽油均质混合气压燃（HCCI）模式也试图将柴油的压燃方式与汽油机的预制混合气形成方式结合，以实现高效低污染燃烧。

理论循环

从热力学的理论高度来看，改善发动机动力、经济性的基本原则就是提高燃效加热后的能量质量，也就是在相同加热量条件下，尽可能提高加热过程中工质的平均温度，以及尽可能降低向环境放热过程的平均温度。在现有循环模式下，有以下三个主要的实施方向：

1.在允许的条件下，尽可能提高发动机的压缩比。

2.合理组织燃烧，提高循环加热的等容度，即通过减小循环的预膨胀比和合理选择选择燃烧始点相位，使燃烧加热中心接近上止点。

3.保证工质具有较高的等熵指数。

但是在标定工况下，实际柴油机比汽油机更接近等压循环。由于柴油机的压缩比大大高于汽油机，而且其最大燃烧爆发压力也远高于汽油机，所以它的热效率高于汽油机。

柴油机是喷雾压燃后边喷油边燃烧，当负荷下降时，喷油时间缩短，但初期相当于等容燃烧的变化不大，这相当于压力升高比不变反而预膨胀比减小。

汽油机则是点火后火焰传播燃烧，无论负荷如何变化，火焰传播距离不变。负荷下降后，由于进气充量减少，残余废气增多，燃烧温度有所降低，使得火焰传播速度降低，燃烧时间加长，相当于压力升高比下降而预膨胀比上升。

汽柴油机的这种相反变化趋势使得二者在中、低负荷时的燃料消耗率的差距进一步扩大。

这一结论与实际情况完全符合：在标定工况下，柴油机的有效燃料消耗率be约比汽油机低15%-25%，而包括大量中、低负荷工况在内的使用燃料消耗率可低30%-50%。当然，还有形成be差距扩大的其他因素，比如汽油机在中低负荷时节气门造成的泵气损失增大等。但正是基于理论循环的上述分析，才阐明了汽柴油机的燃料消耗率出现差距的最本质和最主要的原因。

理想循环条件下汽、柴油机热效率的对比

考虑真实工质特性后，汽、柴油机热效率的差距进一步加大。

1.高负荷时差距扩大的因素

在高负荷条件下，汽油机的混合气较浓，过量空气系数=0.8-1.0，而柴油机的平均过量空气系数=1.3-2.0，混合气总体偏稀。

汽油机的压缩比虽然较低，但由于混合气较浓而且等容度也较高，所以它的最高燃烧温度反而比柴油机高很多；此外，汽油机的残余废气系数比柴油机高。以上两方面的原因，使得汽油机的等熵指数比柴油机小，高温热分解作用加剧，这些都使得汽油机的热效率相对于理论循环的下降幅度远大于柴油机。虽然汽油机的分子变化系数要高于柴油机，但其影响较小，不起主要作用。

2.低负荷时差距进一步扩大的因素

由于混合气形成和负荷调节方式的差别，汽油机的负荷越低，过量空气系数越小。而柴油机则相反。这进一步扩大了两者热效率的差距。

汽油机是量调节负荷，负荷越低，进气量越少，残余废气系数越高。而柴油机的残余废气系数在低负荷变化时大致维持不变。这一因素除对汽油机的等熵指数有影响外，更多的是使汽油机的燃烧速度降低，热效率下降。

汽油机高、低负荷时，工质燃烧后的温差要比柴油机小，即低负荷时汽油机仍保持较高的燃烧温度。这是因为汽油机是量调节负荷，各种负荷时混合气的过量空气系数变化不大。虽然低负荷时进入缸内的混合气量少，但单位质量工质的发热量没有改变，故燃烧后工质的温度下降幅度不大。柴油机是质调节负荷，低负荷时过量空气系数增大，单位质量工质的发热量减少，燃烧后工质的温度成比例下降。这一因素使汽、柴油机低负荷时的工质温度差别更显著，由此引起两者的热效率的差距加大。

通过汽、柴油机的理论循环和理想循环热效率的全面对比，从理论上阐明了两种不同燃烧模式对热效率影响的本质原因。近年来，缸内直喷（GDI）、均质压燃（HCCI）汽油机的出现，正是这些循环理论应用的突出体现。

负荷

如图，汽油机柴油机主要差别就两点。

1.汽油机的有效燃料消耗率（be）比同负荷的柴油机高，这是由于两种机型的混合气形成、着火燃烧以及负荷调节方式不同造成的。

2.中低负荷区be的差值明显比最低油耗点和标定功率点大，如图△be1＞△be2＞△bemin.这时因为汽油机的be曲线过于陡尖，而柴油机的be曲线有较宽平坦段的缘故。形成这种差别的理论依据在上面已作了详细的介绍。统计资料表明，汽、柴油机的最低燃料消耗率bemin差值约15%-30%，而综合使用油耗的差值可达25%-45%，这是由于汽车大部分时间在中、低负荷工况下运行所致。

由以上两点可知，若单纯从燃油经济性考虑进行汽车动力的选择，自然是柴油机优于汽油机，这是柴油机最明显的优势。实际选配发动机时，不可能只考虑这一个因素。此外，无论是汽油机还是柴油机，都希望尽可能提高符合率，使其经常接近最经济的80%-90%负荷区工作。这一点对汽油机尤为重要。提高运行负荷率已成为改善发动机燃油经济性、降低实际使用油耗的一个极为重要的原则。

为什么柴油机热效率明显高于汽油机？

下面的回答，是给小白看的，力争去掉各种专业术语

步骤1：发现石油

黑乎乎，黏糊糊没啥用。那就下一步

步骤2：炼油

和泡茶叶差不多，有些沉到底层了，就是沥青，有些漂浮上去的是汽油。

于是分成了汽油、柴油、沥青、航空燃油等

步骤3：汽油-柴油特点不同

最大不同是燃点差异。就是容易着火

汽油燃点高，差不多427℃才能燃烧，柴油只需要220℃就能燃烧

这个就反常识了，不是说汽油容易爆炸吗？是的，因为汽油容易挥发，柴油不容易挥发，并不是燃点问题。

步骤4：不同特点，需要不同着火模式

汽油，难燃烧，那得点，就是用火柴点（火花塞）。

柴油，我直接增大空气压力，压到着火就行了。汽油想压到起火，那可难了。

既然一个靠点燃，一个靠压燃，总得需要点不同结构吧。

步骤5：不同着火模式，需要不同结构

汽油机我要点火，很明显得提前把油-空气混合好啊。就是一个燃烧室（可以认为是点火的房间），气体进房间前，是混合好的。我在房间有一根火柴点。

柴油机，气体进房间，压缩，温度超过了燃点，我再喷油。油喷到哪里，房间哪里着火！所以，柴油机拼命喷油，不光要喷油，还得喷的雾化好。

步骤6：不同结构，决定了两者的上限

记得汽油机吗，房间内混合好了，用火柴点。虽然这个房间的混合气燃点400多，一般达不到。但是，火柴点了房间中心一部分，房间温度快速升高。火焰传播到房间边缘，需要时间，如果火焰没传播到房间边缘，房间边缘已经超过了400多度呢？那就是这个房间，四处着火。这个就是不可控状态。这种现象是爆震。（这个方面，国内天津大学，国外美国西北大学相对研究经验比较丰富）

这就是限制汽油机赶不上柴油机效率的终极原因:为了防止爆震，汽油机无法像柴油机那样提高压力，提高效率

不过，不是也因祸得福吗？汽油机人家震动小，噪音小。

由于爆震，汽油机也无法把房间做很大（一般一个气缸就0.3到0.6升）

柴油机：我无所谓啊，你随便加压，房间内温度可以随便高，反正我控制喷油时间，就可以了。我就一个喷头（其实也有2个的），反正火焰一定是从喷头往四周传播，因为其他地方没有油，根本没有爆震可能性。

这个特点太好了。可以把房间做的很大，例如船舶的发动机，你做几百倍汽油机房间也没问题。

步骤7：全新突破

现在已经有了汽油机直喷，房间内边喷油边点燃！我11年工作单位，他们已经在做HCCI（汽油柴油融合）

未来，不会再分柴油汽油，柴油机效率更高这个问题，将不复存在。这个欧7之后新篇章。不过，说不定欧洲领导脑子一抽风，直接搞死内燃机，那就没有欧7了。新篇章胎死腹中也是有可能的。

为什么柴油机热效率明显高于汽油机？

下面的回答，是给小白看的，力争去掉各种专业术语

步骤1：发现石油

黑乎乎，黏糊糊没啥用。那就下一步

步骤2：炼油

和泡茶叶差不多，有些沉到底层了，就是沥青，有些漂浮上去的是汽油。

于是分成了汽油、柴油、沥青、航空燃油等

步骤3：汽油-柴油特点不同

最大不同是燃点差异。就是容易着火

汽油燃点高，差不多427℃才能燃烧，柴油只需要220℃就能燃烧

这个就反常识了，不是说汽油容易爆炸吗？是的，因为汽油容易挥发，柴油不容易挥发，并不是燃点问题。

步骤4：不同特点，需要不同着火模式

汽油，难燃烧，那得点，就是用火柴点（火花塞）。

柴油，我直接增大空气压力，压到着火就行了。汽油想压到起火，那可难了。

既然一个靠点燃，一个靠压燃，总得需要点不同结构吧。

步骤5：不同着火模式，需要不同结构

汽油机我要点火，很明显得提前把油-空气混合好啊。就是一个燃烧室（可以认为是点火的房间），气体进房间前，是混合好的。我在房间有一根火柴点。

柴油机，气体进房间，压缩，温度超过了燃点，我再喷油。油喷到哪里，房间哪里着火！所以，柴油机拼命喷油，不光要喷油，还得喷的雾化好。

步骤6：不同结构，决定了两者的上限

记得汽油机吗，房间内混合好了，用火柴点。虽然这个房间的混合气燃点400多，一般达不到。但是，火柴点了房间中心一部分，房间温度快速升高。火焰传播到房间边缘，需要时间，如果火焰没传播到房间边缘，房间边缘已经超过了400多度呢？那就是这个房间，四处着火。这个就是不可控状态。这种现象是爆震。（这个方面，国内天津大学，国外美国西北大学相对研究经验比较丰富）

这就是限制汽油机赶不上柴油机效率的终极原因:为了防止爆震，汽油机无法像柴油机那样提高压力，提高效率

不过，不是也因祸得福吗？汽油机人家震动小，噪音小。

由于爆震，汽油机也无法把房间做很大（一般一个气缸就0.3到0.6升）

柴油机：我无所谓啊，你随便加压，房间内温度可以随便高，反正我控制喷油时间，就可以了。我就一个喷头（其实也有2个的），反正火焰一定是从喷头往四周传播，因为其他地方没有油，根本没有爆震可能性。

这个特点太好了。可以把房间做的很大，例如船舶的发动机，你做几百倍汽油机房间也没问题。

步骤7：全新突破

现在已经有了汽油机直喷，房间内边喷油边点燃！我11年工作单位，他们已经在做HCCI（汽油柴油融合）

未来，不会再分柴油汽油，柴油机效率更高这个问题，将不复存在。这个欧7之后新篇章。不过，说不定欧洲领导脑子一抽风，直接搞死内燃机，那就没有欧7了。新篇章胎死腹中也是有可能的。

为什么柴油机热效率明显高于汽油机？

柴油机热效率高的主要原因是柴油机压缩比高。

压缩比是活塞在下止点（气缸体积最大）和活塞在上止点（气缸体积最小）时气缸体积的比值。一般来说，压缩比越大，热效率越高，因为燃烧完气体膨胀做的功更多。

汽油机压缩比一般为8-12，柴油机压缩比一般为16-25，所以柴油机效率远高于汽油机。汽油机的可燃混合气是预混合的，然后在缸内压缩，压缩比太大的话会爆震，也就是可燃混合气自发地剧烈燃烧，而不是被火花塞引燃。爆震会破坏发动机结构，所以汽油机压缩比不会太高。但是柴油是在上止点附近喷射的，压缩冲程时只有空气被压缩，所以压缩比可以很大。

柴油机效率高于汽油的次要因素还有两个，一是柴油机的混合气是稀薄的，也就是说空气是过量的，但汽油一般是当量空燃比。描述气体有一个参数叫比热容比 ，这个值空气是1.4，混有燃油、二氧化碳、水等的混合气的 都小于1.4，一般在1.3-1.35左右。这个参数可以理解成气体膨胀的能力，这个值越大，气体膨胀做的功越多。所以混合气越稀薄，比热容比越大，热效率越高。

此外，汽油机的负荷（输出功率多少）是通过节气门控制的（汽车上所谓的油门其实叫节气门，控制进气量的大小，然后发动机再对应地喷射燃油），当节气门半开时，进入发动机的空气会有阻力，这叫泵气损失，也是降低汽油机热效率的一个因素。柴油机没有节气门，没有泵气损失。

另外，需要明确的是，理想奥拓循环和理想迪塞尔循环是两种高度简化的理想循环，用来类比现代内燃机并不合适。现代柴油机的燃油喷射压力很高，燃烧速度较快，其实也可以认为更接近于奥拓循环而不是迪塞尔循环。19世纪迪塞尔循环被提出的时候，燃油喷射压力很低，燃烧很慢，所以才用迪塞尔循环近似。并且，压缩比一样的情况下，奥拓循环的效率永远比迪塞尔循环高。然而实际汽油机的压缩比不可能做到和柴油机一样，所以比较理想循环对讨论实际汽柴油机而言，意义不大。

因为柴油机效率可以很轻易地做得很高，并且廉价可靠，所以在重型载具上还离不开它。但是柴油的排放污染问题无法解决，排放后处理装置很昂贵，所以在小轿车上应该是被淘汰的。至于各种新型燃烧技术，它们可以认为是汽柴油机的结合体，并不能简单地认为是汽油机或者柴油机的改进。

为什么柴油机热效率明显高于汽油机？

柴油机热效率高的主要原因是柴油机压缩比高。

压缩比是活塞在下止点（气缸体积最大）和活塞在上止点（气缸体积最小）时气缸体积的比值。一般来说，压缩比越大，热效率越高，因为燃烧完气体膨胀做的功更多。

汽油机压缩比一般为8-12，柴油机压缩比一般为16-25，所以柴油机效率远高于汽油机。汽油机的可燃混合气是预混合的，然后在缸内压缩，压缩比太大的话会爆震，也就是可燃混合气自发地剧烈燃烧，而不是被火花塞引燃。爆震会破坏发动机结构，所以汽油机压缩比不会太高。但是柴油是在上止点附近喷射的，压缩冲程时只有空气被压缩，所以压缩比可以很大。

柴油机效率高于汽油的次要因素还有两个，一是柴油机的混合气是稀薄的，也就是说空气是过量的，但汽油一般是当量空燃比。描述气体有一个参数叫比热容比 ，这个值空气是1.4，混有燃油、二氧化碳、水等的混合气的 都小于1.4，一般在1.3-1.35左右。这个参数可以理解成气体膨胀的能力，这个值越大，气体膨胀做的功越多。所以混合气越稀薄，比热容比越大，热效率越高。

此外，汽油机的负荷（输出功率多少）是通过节气门控制的（汽车上所谓的油门其实叫节气门，控制进气量的大小，然后发动机再对应地喷射燃油），当节气门半开时，进入发动机的空气会有阻力，这叫泵气损失，也是降低汽油机热效率的一个因素。柴油机没有节气门，没有泵气损失。

另外，需要明确的是，理想奥拓循环和理想迪塞尔循环是两种高度简化的理想循环，用来类比现代内燃机并不合适。现代柴油机的燃油喷射压力很高，燃烧速度较快，其实也可以认为更接近于奥拓循环而不是迪塞尔循环。19世纪迪塞尔循环被提出的时候，燃油喷射压力很低，燃烧很慢，所以才用迪塞尔循环近似。并且，压缩比一样的情况下，奥拓循环的效率永远比迪塞尔循环高。然而实际汽油机的压缩比不可能做到和柴油机一样，所以比较理想循环对讨论实际汽柴油机而言，意义不大。

因为柴油机效率可以很轻易地做得很高，并且廉价可靠，所以在重型载具上还离不开它。但是柴油的排放污染问题无法解决，排放后处理装置很昂贵，所以在小轿车上应该是被淘汰的。至于各种新型燃烧技术，它们可以认为是汽柴油机的结合体，并不能简单地认为是汽油机或者柴油机的改进。

为什么柴油机热效率明显高于汽油机？

内燃机的效率，

卡诺定理说明热机的最大热效率只和其高温热源和低温热源的温度有关。此定理以尼古拉·卡诺为名。

根据卡诺定理，则所有不可逆的热机，其热效率会比使用相同高温和低温热源的卡诺热机要低。

所有可逆的热机，其热效率会等于相同高温和低温热源的卡诺热机。

依卡诺定理可得到一热机的最大热效率

（也称作卡诺效率）为

按照卡诺循环

限制因素是热量进入发动机的温度

以及发动机排放其废热的环境温度

（当然，卡诺循环是可逆的，因此代表了发动机循环效率的上限。实际的发动机循环是不可逆的，因此在相同温度

和

之间运行时，具有比卡诺效率本来更低的效率。

到这里，基本上可以看出，因为柴油机（狄赛尔循环）的温差比汽油机（奥拓循环）大，所以效率高

如果缺乏相关发动机的数据，我们还可以通过理论进一步推导：

奥托循环其理论效率取决于发动机的压缩比r和燃烧室中气体的比热比γ

狄赛尔循环的效率如奥托循环，取决于r和γ，但也取决于截止比rc，rc是燃烧过程开始和结束时的气缸体积比：

如果觉得枯燥的话，用一句话说明：

为什么柴油机热效率明显高于汽油机？

内燃机的效率，

卡诺定理说明热机的最大热效率只和其高温热源和低温热源的温度有关。此定理以尼古拉·卡诺为名。

根据卡诺定理，则所有不可逆的热机，其热效率会比使用相同高温和低温热源的卡诺热机要低。

所有可逆的热机，其热效率会等于相同高温和低温热源的卡诺热机。

依卡诺定理可得到一热机的最大热效率

（也称作卡诺效率）为

按照卡诺循环

限制因素是热量进入发动机的温度

以及发动机排放其废热的环境温度

（当然，卡诺循环是可逆的，因此代表了发动机循环效率的上限。实际的发动机循环是不可逆的，因此在相同温度

和

之间运行时，具有比卡诺效率本来更低的效率。

到这里，基本上可以看出，因为柴油机（狄赛尔循环）的温差比汽油机（奥拓循环）大，所以效率高

如果缺乏相关发动机的数据，我们还可以通过理论进一步推导：

奥托循环其理论效率取决于发动机的压缩比r和燃烧室中气体的比热比γ

狄赛尔循环的效率如奥托循环，取决于r和γ，但也取决于截止比rc，rc是燃烧过程开始和结束时的气缸体积比：

如果觉得枯燥的话，用一句话说明：

为什么柴油机热效率明显高于汽油机？

其实这个问题很多人知道答案，那就是，内燃机效率与压缩比密切相关，压缩比越高，效率越高。

但是，我相信60%以上的知友不知道为什么。我来简单解释一下：举个例子，在某一单次压缩冲程中，内燃机A压缩比高于B，意味着压缩冲程中，A比B多压缩了体积V（注意，是多压缩出来的体积，不是排量），期间缸内平均压强P1，那么，在压缩冲程中，A比B多做了V×P1的负功，接下来，到了做功冲程，A比B的活塞多推了V的体积，此时缸内平均压P2，于是，A比B多做了V×P2的正功。那么，单个循环中，A比B多做了V×（P2-P1）的功。要知道，P2是燃气刚刚爆炸，P2比P1要高10倍以上，明白了吧，高压缩比，就是以牺牲P1换取P2。（也就是说，高压缩比的A机，在一个循环中A比B机，多压榨出了V×(P2-P1)的功，即效率提高）

为什么柴油机热效率明显高于汽油机？

其实这个问题很多人知道答案，那就是，内燃机效率与压缩比密切相关，压缩比越高，效率越高。

但是，我相信60%以上的知友不知道为什么。我来简单解释一下：举个例子，在某一单次压缩冲程中，内燃机A压缩比高于B，意味着压缩冲程中，A比B多压缩了体积V（注意，是多压缩出来的体积，不是排量），期间缸内平均压强P1，那么，在压缩冲程中，A比B多做了V×P1的负功，接下来，到了做功冲程，A比B的活塞多推了V的体积，此时缸内平均压P2，于是，A比B多做了V×P2的正功。那么，单个循环中，A比B多做了V×（P2-P1）的功。要知道，P2是燃气刚刚爆炸，P2比P1要高10倍以上，明白了吧，高压缩比，就是以牺牲P1换取P2。（也就是说，高压缩比的A机，在一个循环中A比B机，多压榨出了V×(P2-P1)的功，即效率提高）