柴油引擎（Diesel Engine），又名壓燃式發動機，是內(nei) 燃機的一種。其主要特征為(wei) 使用壓縮產(chan) 生高壓及高溫點燃氣化燃料，而毋須另外提供點火。柴油引擎使用的原理稱為(wei) 狄塞爾循環，為(wei) 德國工程師魯道夫·狄塞爾（Rudolph Diesel）在1892年所發明。現時大部份的柴油引擎使用的燃料為(wei) 柴油，但狄塞爾的發明原意是可以使用不同種類的燃料。事實上，他在1900年的世界博覽會(hui) 上展示他的發明時，使用的燃料是花生油。

   柴油引擎的曆史

   在機械工程學的定義(yi) 中，凡利用熱能而產(chan) 生動力的機械，統稱為(wei) 熱機(Heat Engine)，而熱機又分為(wei) 內(nei) 燃機與(yu) 外燃機兩(liang) 大類。引擎是屬於(yu) 內(nei) 燃機的一種，燃料在熱機內(nei) 部燃燒產(chan) 生熱能，再將熱能轉變為(wei) 機械動力者，例如汽油引擎、柴油引擎、燃器渦輪機等都是。在一般常見的引擎中，又分為(wei) 利用點火器(如火星塞)點火的火花點火(SI)引擎，及利用高壓高溫空氣使燃料燃燒的壓縮點火(CI)引擎。汽油引擎屬於(yu) 火花點火引擎，柴油引擎則屬壓縮點火引擎。

   1876年時，德國人奧圖(Nikolaus Otto)發明了第一具四行程內(nei) 燃引擎。當時許多工程師都致力於(yu) 內(nei) 燃機的發展，但是多以火花點火引擎為(wei) 發展方向，如Mercedes-Benz的創辦人戴姆勒，正是將汽油引擎應用於(yu) 車輛的始祖。但由於(yu) 汽油在如此高溫高壓下，會(hui) 產(chan) 生猛烈的爆震，因此後來選定了當時不受重視的柴油。柴油因不易點燃不能作為(wei) 火花點火引擎燃料，並且柴油點燃後會(hui) 產(chan) 生黑煙，也不能像煤油般作為(wei) 照明燃料，所以在那時不受重視。但是柴油安定不易爆震的特性，正好可作為(wei) 壓縮點使用。

   第一具壓縮點火引擎於(yu) 1892年問世，但由於(yu) 當時柴油引擎在發展初期技術尚未成熟，盡管它有不錯的熱效率及省油性，在當時卻很難與(yu) 技術以達成熟的汽油引擎相互競爭(zheng) 。直到美國Cummins公司在1924年時，將供油噴射泵應用於(yu) 柴油引擎上，解決(jue) 了以高壓空氣供油方式的不穩定運轉，並首度將柴油引擎裝於(yu) 卡車上，奠定了車輛使用柴油引擎的基礎。1936年，柴油引擎也搭載於(yu) Mercedes-Benz 260D，這也是柴油引擎應用於(yu) 轎車的濫觴。

   雖然早期的柴油車因為(wei) 噪音以及黑煙的排放，而多用於(yu) 大型車輛及機具的使用上。但正因為(wei) 柴油引擎的扭力大且省油的特性，使得在共軌直噴與(yu) 可精確供油的壓電式噴嘴技術成熟後，柴油引擎變得更適合小行車使用。對於(yu) 積極尋求替代能源的現今，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(wei) 十分合適的過渡方案。

   柴油引擎的效率較佳、因此可以減少二氧化碳排放，但汙染較高（例如長碳鏈有機化合物燃燒後易產(chan) 生主要以碳粒為(wei) 主的懸浮微粒（SS））；使用高質量（超低硫）的柴油與(yu) 較新的引擎及汙染控製科技可以降低許多汙染，但是直到近期的最新科技才能讓柴油汽車符合美國的環保標準。

   20世紀90年代意大利飛雅特汽車發明創新的高壓共軌（High Pressure Common Rail）柴油引擎，用電子手段精確控製進入氣缸的柴油供給量和供油時刻，並高度加壓，使其霧化更佳，燃燒更完全更幹淨，噪音與(yu) 震動也大幅減少，成為(wei) 新一代柴油引擎的標準設計。法國最大石油公司TOTAL被媒體(ti) 質疑為(wei) 何2008年獲利良好卻仍裁員時表示，因為(wei) 法國的柴油汽車愈來愈多，石油使用量實際上已減少[來源請求]。

   提到柴油引擎，很多人的印象就是大卡車用的油、會(hui) 排放黑煙對環境有害，還有噪音擾人，在過去這都是真的，許多國家亦因環保問題在1995年開始禁止柴油小客車的生產(chan) 與(yu) 進口。那你一定覺得奇怪，那為(wei) 什麽(me) 這兩(liang) 年在電視上、路上都會(hui) 看到一堆柴油汽車呢？那是因為(wei) 在2002年加入世界貿易組織，因此必須要重新開放柴油小客車的市場。

   在禁止柴油小客車的這段期間，國外的發展已經可用如火如荼來形容。全球柴油汽車最普及的地區為(wei) 歐洲，目前歐洲的柴油汽車比例已高達50%左右，同時亦有持續向上成長的跡象。德國國內(nei) 在2004年的柴油小客車產(chan) 量為(wei) 240萬(wan) 輛，要較2003年成長11%，五年來則成長了50%。2005年前三季，德國生產(chan) 的柴油小客車在西歐地區銷售成長11%，在當地市占率高達47%。到2005年下半年，法國、比利時等歐洲國家的柴油車銷售占有率甚至高達60%-70%。

   柴油汽車在歐洲的高市占率主要是因為(wei) 新一代柴油引擎的改良，使其揮別過去環境殺手的惡名，現在反而成為(wei) 環保的尖兵。而爲什麽(me) 舊式的柴油引擎會(hui) 排放黑煙並製造有害氣體(ti) 呢？柴油引擎不像汽油引擎使用火星塞來點燃引擎，而是靠較高的壓縮比來壓縮空氣，以壓縮空氣產(chan) 生的高溫來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(ge) 問題在1998年時獲得初步的解決(jue) ，經由德國兩(liang) 大公司Bosch及Mercedes-Benz合作開發的「共軌噴油」技術，使得柴油引擎燃燒不完全而造成環境汙染的問題有所改善。

   所謂共軌噴油就是柴油引擎的每一排汽缸共享負責噴油的軌道。噴油軌是由一具超高壓力的噴油幫浦控製，相較於(yu) 過去的獨立噴油嘴設計，其結構及重量已簡化及減輕，在數千Bar的高壓噴射之下，在汽缸動力行程內(nei) 分多次噴油，因而可消除大部分的噪音和震動，也讓柴油引擎的出力增加許多，提升每個(ge) 汽缸中的混合油氣霧化效果，大幅改善燃燒效率，空氣汙染因而得以降低。

   小客車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化器及微粒過濾裝置來改善，柴油精煉的程度不如汽油，內(nei) 部化學成分較複雜，燃燒出的廢氣有害物質較多，對人體(ti) 的影響仍須進一步研究。隨著柴油引擎抑製排放汙染技術的進步，與(yu) 傳(chuan) 統柴油引擎相比，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廢氣排放標準。

   除了環保之外，我們(men) 再來談談新一代柴油引擎的其它優(you) 點：

   1.      柴油引擎的高壓縮比可提高引擎的熱效率，使油耗與(yu) 經濟性表現較汽油引擎佳。拿同排氣量的車輛來做比較，以BMW320為(wei) 例，配備汽油引擎的車輛平均油耗為(wei) 11.2 km/L，但柴油引擎則為(wei) 17.5 km/L。

   2.      大部分柴油引擎均配備渦輪增壓器，因此引擎在低轉速即擁有高容積效率，可產(chan) 生高扭力與(yu) 承載較大的負荷。扭力表現亦優(you) 於(yu) 汽油引擎，充足的扭力使車輛易於(yu) 行駛顛簸路麵。

   3.      過去與(yu) 汽油引擎相比，柴油引擎震動及噪音都較大，但近年來的設計已經大大降低這些缺點。

   4.      由於(yu) 壓縮比設定較高，柴油引擎結構強度的要求因而較高，製造成本亦因此較高。但另一方麵來想，柴油引擎因而較為(wei) 堅固耐用，一般其使用壽命約是汽油引擎的三倍。

   5.      因工作轉速較低，汽缸燃燒溫度因而較低，因此相關(guan) 零件的耗損速度緩慢，故障率亦較汽油引擎為(wei) 低，故在保養(yang) 及維修方麵可省下不少費用。

   6.      柴油因精煉的時間及程序較汽油為(wei) 簡化，因此價(jia) 格相對較低。目前國內(nei) 超級柴油與(yu) 95無鉛汽油每公升大約有四元的差價(jia) ，經濟效益要較汽油引擎高。

   至於(yu) 缺點的部分，若比較相同車型搭載同排氣量的不同形式引擎，其動力表現已相當接近，柴油引擎車型性能稍差，但油耗經濟性較佳，由於(yu) 柴油引擎精密度要求較高以及排氣汙染控製係統較複雜，一般而言，柴油引擎車型的售價(jia) 比汽油引擎車型高出約一成。新一代的柴油引擎，在各種高科技的輔助之下，其馬力輸出已經有長足的進步，但是油門反應與(yu) 操控的靈活度仍較汽油引擎差，歐日各大車廠研發之新一代高性能柴油引擎的動力表現與(yu) 汽油引擎已經相當接近，與(yu) 傳(chuan) 統柴油引擎相較之下已有顯著的進步，但普通版本的柴油引擎因重視實用性，其性能表現與(yu) 同級汽油引擎仍有不小的差距。

   十餘(yu) 年來，柴油小客車在北美洲的成長不大，主要是因為(wei) ;柴油引擎的反應較慢、柴油車型多為(wei) 手排設定，不符合北美市場趨勢。除日本外，亞(ya) 洲地區的普及率亦不突出。在歐洲地區，因政府鼓勵、節省能源及減少二氧化碳排放量的訴求，以及長期使用維修成本的考慮，柴油小客車相當普遍，以德國為(wei) 例，不僅(jin) 出租車幾乎全數采用柴油引擎，自用小客車的汽/柴油引擎比例更逼近40/60，估計2006年歐洲柴油車的成長率將是汽車引擎車的兩(liang) 倍。法蘭(lan) 克福車展中出現的新車，從(cong) 小型掀背車到頂級豪華房車，柴油車款無一缺席。柴油引擎新科技的應用，對全球小客車市場亦造成影響，根據J.D. Power-LMC 預測，全球柴油小客車的銷售將由2003年的1250萬(wan) 輛成長至2015年時2700萬(wan) 輛，其中百分之六十的成長在歐洲以外的地區，除了亞(ya) 洲與(yu) 南美洲將有穩定的成長外，北美洲的銷售也將明顯增加。