为什么柴油机热效率明显高于汽油机？

柴油机之所以拥有出色的热效率，其核心因素在于其较高的压缩比。压缩比是指活塞在下止点（气缸体积最大）与上止点（气缸体积最小）之间，气缸体积的比值。一般来说，压缩比愈高，燃烧过程中气体膨胀产生的功便愈多，进而提升了热效率。

通常，汽油机的压缩比范围在8至12之间，而柴油机则高达16至25，这也解释了为何柴油机在效率上远胜汽油机。由于汽油机的可燃混合气需预先混合，若压缩比过高则易导致爆震，即混合气自发的剧烈燃烧而非由火花塞引燃，这一现象可能损害发动机结构，因此其压缩比通常有所限制。相比之下，柴油在上止点附近喷射，压缩过程中仅空气被压缩，因此其压缩比可设计得更高。

此外，柴油机热效率高的另一重要原因是其稀薄混合气的使用，即过量空气的混入。与此相对，汽油机则通常采用当量空燃比。气体的比热容比，即气体膨胀能力的度量，空气的比热容比约为1.4，而含有燃油、二氧化碳、水等的混合气则较低，通常在1.3至1.35之间。因此，混合气越稀薄，比热容比越大，热效率也相应提升。

值得注意的是，汽油机的输出功率调控通常依赖节气门控制进气量，这一过程中可能产生泵气损失，进而影响其热效率。而柴油机则不存在节气门和泵气损失的问题。

尽管理想奥拓循环和理想迪塞尔循环是两种理想化的理论模型，它们与现代内燃机的实际情况存在差异。现代柴油机的高燃油喷射压力及快速燃烧速度更接近于奥拓循环。然而，在比较实际汽柴油机的性能时，单纯依赖理想循环的分析意义有限。

柴油机因其高效、可靠且成本较低的特点，在重型载具领域仍占据重要地位。然而，柴油排放的污染问题难以解决，且后处理装置成本高昂，这限制了其在小轿车市场的应用。当前各种新型燃烧技术虽然融合了汽柴油机的某些特点，但并不能简单视为对单一类型发动机的改进。