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柴油机工作过程中燃烧更多的柴油，则需要更多的助燃物，即氧气。对于柴油机而言，排量为其总气缸的工作容积，提高柴油机排量，就是增加柴油机进气量，增加每循环能够燃烧的柴油量，从而达到提高输出功的目的。柴油机的能量转化过程，柴油机的曲轴输出时在克服机械摩擦，减去泵和风扇等附件消耗后的输出功，一般称其为柴油机的有效输出功。每个循环中柴油机的有效输出功与排量的关系为：W=Pm·V，其中Pm为平均有效压力，是假定的一个不变的作用于活塞顶部的压力。

所以柴油机一般会采取一种叫做“杰克制动”的方式。也就是当压缩冲程活塞到达上止点后，打开排气门，让缸内的空气跑掉。这样就没有压力来推动活塞下行，由此来把能量损失掉，进而产生制因为正常情况下，在压缩冲程时进气和排气是封闭的，而这时在压缩活塞所建立起来的压力，会反推活塞下行（也就膨胀做功）。如果这时候释放掉空气，也就没有压力来推动活塞。

机一般在6：1-25：1的范围下燃烧，而柴油机却可以18：1-70：1的范围下燃烧。这主要是因为一方面柴油机得到是燃料缸内高压喷射，与空气雾化混合形成浓度分层的混合气。也就是说，即便总的空燃比是在70：1，但也存在某些区域的空燃比达到合适的，可以被“点燃”的比值。另一方面，柴油机一般是没有节气门的，空气可以畅通无阻的进入到气缸。而入的空气多，也就意味着可以喷更多的油，来降低空燃比，以此提高动力。

这也就是为什么机压缩比低，一般在10：1左右。反观柴油则可以达到20：1，甚至更高。其次，除了压缩比不同之外，两者的空燃比也是不同。所谓的空燃比指就是空气和燃料之间的比值，即一定质量空气中的氧刚好使得一定质量的燃料完全燃烧的比值。而尽管机和柴油机的理论空燃比差不多（是8：1，柴油是3：，但实际的运转范围两者却相差特别大。