汽油机和柴油机是目前广泛应用在工农业生产和交通运输部门的热机。它们的区别主要在于压缩比、点火方式、所用燃料及用途。
压缩比是指活塞在气缸中运动时，气缸中出现气体的最大体积和最小体积之比。活塞在最低点时气缸中气体体积最大，活塞在最高点时气缸中气体体积最小，前者叫气缸总容积，后者叫气缸燃烧室容积。压缩比规定为
压缩比＝汽缸总容积／燃烧室容积压缩比是内燃机的重要指标，压缩比越大，其压强越大，温度越高。汽油机的压缩比为4～6。柴油机的压缩比为15～18。从理论上讲，压缩比越大，效率越高。但因为气缸受材料强度的限制，而且气缸内工质的温度不能超过燃料的燃点，所以压缩比不能太大。
它们的点火方式不同，汽油机是把吸入气缸的汽油蒸汽与空气混合、加压，然后用火花塞点火。柴油机是由喷油嘴喷出的雾状柴油与空气混合、加压，靠压缩来提高混合气体的温度自动点火。汽油机是用汽油做燃料，柴油机是用柴油做燃料。它们的名称就是由此而来的。
汽油机使用铝合金、塑料等材料制成。体积小，重量轻，起动方便，运转平稳，转速快，适用于汽车、飞机等要求体积小、速度快的运输工具。柴油机的压缩比大，气缸因为要承受较大的压力而做得较为牢固笨重，一般用钢板，铁板等材料制成。它的功率大，适用于载重较大的大型卡车、拖拉机、机车和船舰。
汽油车和柴油车由于使用油料不同，发动机结构、混合气形成方式和燃烧方式不同，其污染物排放规律也不同。两者排放物的主要区别表现在以下几个方面:
1、汽油具有很强的挥发性，而柴油很难挥发，因此汽油车污染物中有燃料蒸发排放物，其组分是碳氢化合物(HC)。
2、汽油具有容易与空气混合，且混合后不易分离的特性。汽油车燃料混合气的形成是在发动机燃烧室外进行的(在化油器和/或进气管)，在点燃之前又经过进气、压缩过程，有相对较长的混合时间。因此汽油与空气可以混合得很均匀，基本不存在局部过浓或过稀和液态油滴的情况。汽油的分子又小，决定了汽油车排放物中颗粒物较少。进入发动机燃烧室的空气与汽油的比例基本控制在理论空燃比附近(所谓理论空燃比是指在理论计算上燃烧1千克的燃料所需要的空气量，对汽油来说通常在14.7左右)，采用火花塞放电点火燃烧，燃烧速度很快；汽油机压缩比低、燃烧最高压力低、最高温度高，燃烧后产物发生高温离解的倾向比较严重，某些“死区”点不着火或在某些工况下断火，使汽油机排放物中有较多的一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)。同时，发动机燃烧室内的高温，又导致了氮氧化合物(NOx)的产生和排放。因此，汽油车排放的特点是一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)排放量高，而颗粒物排放量低，氮氧化合物(NOx)排放与柴油车基本相同。
3、柴油车燃料混合气的形成是在发动机燃烧室内进行的，柴油高压喷入燃烧室，压缩着火后进行边喷边燃烧的扩散燃烧方式。这种工作方式，决定了柴油与空气的混合是不均匀的，不可避免地存在局部缺氧或局部富氧情况。油料在高温缺氧时，易炭化形成炭烟。柴油车负荷的调节是通过改变喷油量来控制的。柴油车混合气始终处于比较稀的状态下，也就是说，柴油机的燃烧室内始终存在富余的空气。这些富余的空气在高温作用下容易产生氮氧化物(NOx)，而一氧化碳(CO)和碳氢化合物(HC)则不容易形成。因此，柴油车排放特点是颗粒物和氮氧化物(NOx)排放量多而一氧化碳(CO)和碳氢化合物(HC)排放量少。
此外，柴油燃烧后会生成一些有臭味的有机气体，因此，柴油机排放中还有臭味。
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