柴油引擎（Diesel Engine），又名壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)，是內(nèi)燃機(jī)的一種。其主要特征為使用壓縮產(chǎn)生高壓及高溫點(diǎn)燃?xì)饣剂?，而毋須另外提供點(diǎn)火。柴油引擎使用的原理稱(chēng)為狄塞爾循環(huán)，為德國(guó)工程師魯?shù)婪?middot;狄塞爾（Rudolph Diesel）在1892年所發(fā)明。現(xiàn)時(shí)大部份的柴油引擎使用的燃料為柴油，但狄塞爾的發(fā)明原意是可以使用不同種類(lèi)的燃料。事實(shí)上，他在1900年的世界博覽會(huì)上展示他的發(fā)明時(shí)，使用的燃料是花生油。

   柴油引擎的歷史

   在機(jī)械工程學(xué)的定義中，凡利用熱能而產(chǎn)生動(dòng)力的機(jī)械，統(tǒng)稱(chēng)為熱機(jī)(Heat Engine)，而熱機(jī)又分為內(nèi)燃機(jī)與外燃機(jī)兩大類(lèi)。引擎是屬于內(nèi)燃機(jī)的一種，燃料在熱機(jī)內(nèi)部燃燒產(chǎn)生熱能，再將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械動(dòng)力者，例如汽油引擎、柴油引擎、燃器渦輪機(jī)等都是。在一般常見(jiàn)的引擎中，又分為利用點(diǎn)火器(如火星塞)點(diǎn)火的火花點(diǎn)火(SI)引擎，及利用高壓高溫空氣使燃料燃燒的壓縮點(diǎn)火(CI)引擎。汽油引擎屬于火花點(diǎn)火引擎，柴油引擎則屬壓縮點(diǎn)火引擎。

   1876年時(shí)，德國(guó)人奧圖(Nikolaus Otto)發(fā)明了第一具四行程內(nèi)燃引擎。當(dāng)時(shí)許多工程師都致力于內(nèi)燃機(jī)的發(fā)展，但是多以火花點(diǎn)火引擎為發(fā)展方向，如Mercedes-Benz的創(chuàng)辦人戴姆勒，正是將汽油引擎應(yīng)用于車(chē)輛的始祖。但由于汽油在如此高溫高壓下，會(huì)產(chǎn)生猛烈的爆震，因此后來(lái)選定了當(dāng)時(shí)不受重視的柴油。柴油因不易點(diǎn)燃不能作為火花點(diǎn)火引擎燃料，并且柴油點(diǎn)燃后會(huì)產(chǎn)生黑煙，也不能像煤油般作為照明燃料，所以在那時(shí)不受重視。但是柴油安定不易爆震的特性，正好可作為壓縮點(diǎn)使用。

   第一具壓縮點(diǎn)火引擎于1892年問(wèn)世，但由于當(dāng)時(shí)柴油引擎在發(fā)展初期技術(shù)尚未成熟，盡管它有不錯(cuò)的熱效率及省油性，在當(dāng)時(shí)卻很難與技術(shù)以達(dá)成熟的汽油引擎相互競(jìng)爭(zhēng)。直到美國(guó)Cummins公司在1924年時(shí)，將供油噴射泵應(yīng)用于柴油引擎上，解決了以高壓空氣供油方式的不穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，并首度將柴油引擎裝于卡車(chē)上，奠定了車(chē)輛使用柴油引擎的基礎(chǔ)。1936年，柴油引擎也搭載于Mercedes-Benz 260D，這也是柴油引擎應(yīng)用于轎車(chē)的濫觴。

   雖然早期的柴油車(chē)因?yàn)樵胍粢约昂跓煹呐欧牛嘤糜诖笮蛙?chē)輛及機(jī)具的使用上。但正因?yàn)椴裼鸵娴呐ちΥ笄沂∮偷奶匦裕沟迷诠曹壷眹娕c可精確供油的壓電式噴嘴技術(shù)成熟后，柴油引擎變得更適合小行車(chē)使用。對(duì)于積極尋求替代能源的現(xiàn)今，柴油引擎雖不是終極的解答，但是柴油引擎的省油特性，可作為十分合適的過(guò)渡方案。

   柴油引擎的效率較佳、因此可以減少二氧化碳排放，但污染較高（例如長(zhǎng)碳鏈有機(jī)化合物燃燒后易產(chǎn)生主要以碳粒為主的懸浮微粒（SS））；使用高質(zhì)量（超低硫）的柴油與較新的引擎及污染控制科技可以降低許多污染，但是直到近期的最新科技才能讓柴油汽車(chē)符合美國(guó)的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。

   20世紀(jì)90年代意大利飛雅特汽車(chē)發(fā)明創(chuàng)新的高壓共軌（High Pressure Common Rail）柴油引擎，用電子手段精確控制進(jìn)入氣缸的柴油供給量和供油時(shí)刻，并高度加壓，使其霧化更佳，燃燒更完全更干凈，噪音與震動(dòng)也大幅減少，成為新一代柴油引擎的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。法國(guó)最大石油公司TOTAL被媒體質(zhì)疑為何2008年獲利良好卻仍裁員時(shí)表示，因?yàn)榉▏?guó)的柴油汽車(chē)愈來(lái)愈多，石油使用量實(shí)際上已減少[來(lái)源請(qǐng)求]。

   提到柴油引擎，很多人的印象就是大卡車(chē)用的油、會(huì)排放黑煙對(duì)環(huán)境有害，還有噪音擾人，在過(guò)去這都是真的，許多國(guó)家亦因環(huán)保問(wèn)題在1995年開(kāi)始禁止柴油小客車(chē)的生產(chǎn)與進(jìn)口。那你一定覺(jué)得奇怪，那為什么這兩年在電視上、路上都會(huì)看到一堆柴油汽車(chē)呢？那是因?yàn)樵?002年加入世界貿(mào)易組織，因此必須要重新開(kāi)放柴油小客車(chē)的市場(chǎng)。

   在禁止柴油小客車(chē)的這段期間，國(guó)外的發(fā)展已經(jīng)可用如火如荼來(lái)形容。全球柴油汽車(chē)最普及的地區(qū)為歐洲，目前歐洲的柴油汽車(chē)比例已高達(dá)50%左右，同時(shí)亦有持續(xù)向上成長(zhǎng)的跡象。德國(guó)國(guó)內(nèi)在2004年的柴油小客車(chē)產(chǎn)量為240萬(wàn)輛，要較2003年成長(zhǎng)11%，五年來(lái)則成長(zhǎng)了50%。2005年前三季，德國(guó)生產(chǎn)的柴油小客車(chē)在西歐地區(qū)銷(xiāo)售成長(zhǎng)11%，在當(dāng)?shù)厥姓悸矢哌_(dá)47%。到2005年下半年，法國(guó)、比利時(shí)等歐洲國(guó)家的柴油車(chē)銷(xiāo)售占有率甚至高達(dá)60%-70%。

   柴油汽車(chē)在歐洲的高市占率主要是因?yàn)樾乱淮裼鸵娴母牧?，使其揮別過(guò)去環(huán)境殺手的惡名，現(xiàn)在反而成為環(huán)保的尖兵。而爲什么舊式的柴油引擎會(huì)排放黑煙并制造有害氣體呢？柴油引擎不像汽油引擎使用火星塞來(lái)點(diǎn)燃引擎，而是靠較高的壓縮比來(lái)壓縮空氣，以壓縮空氣產(chǎn)生的高溫來(lái)直接引燃噴入汽缸的柴油，因而容易因霧化不足造成燃燒不完全。這個(gè)問(wèn)題在1998年時(shí)獲得初步的解決，經(jīng)由德國(guó)兩大公司Bosch及Mercedes-Benz合作開(kāi)發(fā)的「共軌噴油」技術(shù)，使得柴油引擎燃燒不完全而造成環(huán)境污染的問(wèn)題有所改善。

   所謂共軌噴油就是柴油引擎的每一排汽缸共享負(fù)責(zé)噴油的軌道。噴油軌是由一具超高壓力的噴油幫浦控制，相較于過(guò)去的獨(dú)立噴油嘴設(shè)計(jì)，其結(jié)構(gòu)及重量已簡(jiǎn)化及減輕，在數(shù)千Bar的高壓噴射之下，在汽缸動(dòng)力行程內(nèi)分多次噴油，因而可消除大部分的噪音和震動(dòng)，也讓柴油引擎的出力增加許多，提升每個(gè)汽缸中的混合油氣霧化效果，大幅改善燃燒效率，空氣污染因而得以降低。

   小客車(chē)用柴油引擎排放的二氧化碳（CO2）量較汽油引擎低，但是氮氧化合物（NOX）量以及廢氣中的微粒含量較高，必需使用高效率的觸媒轉(zhuǎn)化器及微粒過(guò)濾裝置來(lái)改善，柴油精煉的程度不如汽油，內(nèi)部化學(xué)成分較復(fù)雜，燃燒出的廢氣有害物質(zhì)較多，對(duì)人體的影響仍須進(jìn)一步研究。隨著柴油引擎抑制排放污染技術(shù)的進(jìn)步，與傳統(tǒng)柴油引擎相比，氮氧化物已減少93%，懸浮微粒子則已減少91%，絕大部分新一代柴油引擎都已符合EURO IV廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)。

   除了環(huán)保之外，我們?cè)賮?lái)談?wù)勑乱淮裼鸵娴钠渌鼉?yōu)點(diǎn)：

   1.      柴油引擎的高壓縮比可提高引擎的熱效率，使油耗與經(jīng)濟(jì)性表現(xiàn)較汽油引擎佳。拿同排氣量的車(chē)輛來(lái)做比較，以BMW320為例，配備汽油引擎的車(chē)輛平均油耗為11.2 km/L，但柴油引擎則為17.5 km/L。

   2.      大部分柴油引擎均配備渦輪增壓器，因此引擎在低轉(zhuǎn)速即擁有高容積效率，可產(chǎn)生高扭力與承載較大的負(fù)荷。扭力表現(xiàn)亦優(yōu)于汽油引擎，充足的扭力使車(chē)輛易于行駛顛簸路面。

   3.      過(guò)去與汽油引擎相比，柴油引擎震動(dòng)及噪音都較大，但近年來(lái)的設(shè)計(jì)已經(jīng)大大降低這些缺點(diǎn)。

   4.      由于壓縮比設(shè)定較高，柴油引擎結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的要求因而較高，制造成本亦因此較高。但另一方面來(lái)想，柴油引擎因而較為堅(jiān)固耐用，一般其使用壽命約是汽油引擎的三倍。

   5.      因工作轉(zhuǎn)速較低，汽缸燃燒溫度因而較低，因此相關(guān)零件的耗損速度緩慢，故障率亦較汽油引擎為低，故在保養(yǎng)及維修方面可省下不少費(fèi)用。

   6.      柴油因精煉的時(shí)間及程序較汽油為簡(jiǎn)化，因此價(jià)格相對(duì)較低。目前國(guó)內(nèi)超級(jí)柴油與95無(wú)鉛汽油每公升大約有四元的差價(jià)，經(jīng)濟(jì)效益要較汽油引擎高。

   至于缺點(diǎn)的部分，若比較相同車(chē)型搭載同排氣量的不同形式引擎，其動(dòng)力表現(xiàn)已相當(dāng)接近，柴油引擎車(chē)型性能稍差，但油耗經(jīng)濟(jì)性較佳，由于柴油引擎精密度要求較高以及排氣污染控制系統(tǒng)較復(fù)雜，一般而言，柴油引擎車(chē)型的售價(jià)比汽油引擎車(chē)型高出約一成。新一代的柴油引擎，在各種高科技的輔助之下，其馬力輸出已經(jīng)有長(zhǎng)足的進(jìn)步，但是油門(mén)反應(yīng)與操控的靈活度仍較汽油引擎差，歐日各大車(chē)廠研發(fā)之新一代高性能柴油引擎的動(dòng)力表現(xiàn)與汽油引擎已經(jīng)相當(dāng)接近，與傳統(tǒng)柴油引擎相較之下已有顯著的進(jìn)步，但普通版本的柴油引擎因重視實(shí)用性，其性能表現(xiàn)與同級(jí)汽油引擎仍有不小的差距。

   十余年來(lái)，柴油小客車(chē)在北美洲的成長(zhǎng)不大，主要是因?yàn)?柴油引擎的反應(yīng)較慢、柴油車(chē)型多為手排設(shè)定，不符合北美市場(chǎng)趨勢(shì)。除日本外，亞洲地區(qū)的普及率亦不突出。在歐洲地區(qū)，因政府鼓勵(lì)、節(jié)省能源及減少二氧化碳排放量的訴求，以及長(zhǎng)期使用維修成本的考慮，柴油小客車(chē)相當(dāng)普遍，以德國(guó)為例，不僅出租車(chē)幾乎全數(shù)采用柴油引擎，自用小客車(chē)的汽/柴油引擎比例更逼近40/60，估計(jì)2006年歐洲柴油車(chē)的成長(zhǎng)率將是汽車(chē)引擎車(chē)的兩倍。法蘭克福車(chē)展中出現(xiàn)的新車(chē)，從小型掀背車(chē)到頂級(jí)豪華房車(chē)，柴油車(chē)款無(wú)一缺席。柴油引擎新科技的應(yīng)用，對(duì)全球小客車(chē)市場(chǎng)亦造成影響，根據(jù)J.D. Power-LMC 預(yù)測(cè)，全球柴油小客車(chē)的銷(xiāo)售將由2003年的1250萬(wàn)輛成長(zhǎng)至2015年時(shí)2700萬(wàn)輛，其中百分之六十的成長(zhǎng)在歐洲以外的地區(qū)，除了亞洲與南美洲將有穩(wěn)定的成長(zhǎng)外，北美洲的銷(xiāo)售也將明顯增加。