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传统柴油发动机的特点，热效率和经济性较好，柴油发动机采用压缩空气的办法来提高空气温度，使空气温度超过柴油的自燃点，这时再喷入柴油、柴油喷雾和空气混合的同时自己点火燃烧。
因此，柴油发动机无需点火系统。同时，柴油发动机的供油系统也相对简单，因此柴油发动机的可靠性要比汽油发动机的好。由于不受爆燃的限制以及柴油自燃的需要，柴油发动机压缩比很高。热效率和经济性都要好于汽油机，同时在相同功率的情况下，柴油发动机的扭矩大，最大功率时的转速低，适合于载货汽车的使用。
但柴油发动机由于工作压力大，要求各有关零件具有较高的结构强度和刚度，所以柴油发动机比较笨重，体积较大；柴油发动机的喷油泵与喷嘴制造精度要求高，所以成本较高；另外，柴油发动机工作粗暴，振动噪声大；柴油不易蒸发，冬季冷车时起动困难。
