汽油机吸入燃料与空气的混合物并将其压缩，然后通过火花将混合物点燃。柴油机只吸入空气并将其压缩，然后将燃油喷入压缩空气。压缩空气产生的热量就能将燃油点燃。
汽油机的压缩比为8:1至12:1，而柴油机的压缩比为14:1，甚至能达到25:1。由于柴油机具有更高的压缩比，因此效率也更高。
汽油机通常使用汽化作用，即在空气进入气缸或油口之前，空气与燃油早已混合;或使用油口燃油喷射，即在开始进气冲程(气缸外)之前喷射燃油。柴油机采用直喷式，即柴油被直接喷入气缸。
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