大家都知道，在卡車、大中型客車以及各種工程機(jī)械上，搭載的都是柴油發(fā)動機(jī)。其中的道理就是柴油機(jī)更省油并且動力更足。很多人感到奇怪，為什么同等排量的柴油車比汽油車更省油？下面我們就來探討這個問題。
1、柴油比汽油的能量密度更高
汽油的主要成分是異辛烷，而柴油的主要成分是是含9到18個碳原子的鏈烷、環(huán)烷或芳烴，一般用十六烷值來表示。比起汽油來，柴油含有更多更長的碳原子鏈。同時柴油比汽油密度更高（汽油的密度0.725g/ml，而柴油的密度是0.83～0.855g/ml）。
所以，柴油比汽油有更高的能量密度。平均算來，每升的柴油含有的能量是每升的汽油含有能量的1.2倍。即每燃燒1升的柴油所釋放的能量，相當(dāng)于燃燒1.2升的汽油所釋放的能量。
2、柴油機(jī)的壓縮比更高，熱效率更高
柴油機(jī)的壓縮比一般在16：1~22:1之間，較高可以做到26:1；而汽油機(jī)的壓縮比在8:1~11:1之間。
可以看出，柴油機(jī)的壓縮比要遠(yuǎn)高于汽油機(jī)。一般來說，壓縮比越高，燃油轉(zhuǎn)化率也越高，能獲得更高的燃燒效率，所以柴油機(jī)的熱效率一般高于汽油機(jī)。在現(xiàn)階段，汽油機(jī)的熱效率普遍在30%~40%之間，而柴油機(jī)可以達(dá)到35%~45%。
有人可能會說，那么汽油機(jī)為什么不可以將壓縮比做大一點呢？
這主要是因為，汽油的燃燒速度很快，如果壓縮比過大，汽油和空氣的混合氣被壓縮的過于猛烈，在燃燒過程中就會出現(xiàn)爆燃。
這是一種對發(fā)動機(jī)害處極大的燃燒狀態(tài)。在設(shè)計發(fā)動機(jī)時，壓縮比與燃料的匹配，主要就是看是否會發(fā)生爆燃。所以，汽油機(jī)的壓縮比相對較低，主要就是為了避免爆燃。
3、柴油機(jī)的混合氣濃度更低，并且采用壓燃式；而汽油機(jī)的混合氣一般都控制的標(biāo)準(zhǔn)濃度范圍，利用火花塞點火。
柴油機(jī)的混合氣是在壓縮行程終了時才開始的，噴入的柴油立即發(fā)火燃燒，柴油與空氣的混合是不均勻的，并且空氣始終是過量的，它的空燃比可以高達(dá)20:1。
而汽油機(jī)中汽油與空氣是在整個壓縮行程中充分混合的，當(dāng)?shù)竭_(dá)上止點時火花塞點火燃燒，它的空燃比一般嚴(yán)格控制在14.7:1。壓燃比點燃更節(jié)約能量。
那么汽油機(jī)為什么不能采用低濃度的混合氣壓燃呢？
大家知道，發(fā)動機(jī)工作有四個行程，分別是進(jìn)氣、壓縮、作功、排氣。當(dāng)柴油發(fā)動機(jī)處于壓縮上止點時，缸內(nèi)溫度可以達(dá)到500~800℃。
由于柴油的燃點是220℃，所以此時噴入柴油，在很短時間內(nèi)與空氣混合后便立即自行發(fā)火燃燒；而汽油機(jī)的缸內(nèi)溫度只有300~400℃，但是汽油的燃點是427℃，所以此時即使噴入汽油，汽油也不會燃燒，必須使用火花塞點火來引燃它。
因此汽油機(jī)是無法實現(xiàn)壓燃的。并且汽油混合氣是有點火極限的，如果混合氣的濃度低于17:1，就很難點燃了。
綜上所述，柴油有更高的能量密度、有更高的熱效率、可以采用低濃度的可燃混合氣，可以使用更節(jié)能的混合氣燃燒方式，因此柴油機(jī)的油耗要明顯低于汽油機(jī)。
柴油機(jī)還有一個優(yōu)勢是發(fā)動機(jī)的低速扭矩更大，這一點對于貨車和越野車來說特別適用。
所以，柴油機(jī)在大型貨車、工程機(jī)械以及一些越野車上得到了廣泛的應(yīng)用。但是它在工作時噪音大，振動大，排放也比汽油機(jī)差，同時柴油是國家的重要戰(zhàn)略物質(zhì)，所以，柴油機(jī)在家庭轎車中很難推廣開來。