发现
| 参数 | 数值 |
|---|---|
| 专利日期 | 1892年2月提交；1893年2月23日获批（DRP 67207） |
| 首台可运行原型机 | 1893年8月10日（Augsburg，MAN工厂） |
| 发明者 | Rudolf Christian Karl Diesel（1858–1913） |
| 热力学原理 | 柴油循环：绝热压缩 → 喷射 → 膨胀 |
| 压缩比 | 35:1（原型）；14–25:1（现代发动机） |
| 压缩温度 | ~700–900 °C |
| 热效率（1897） | 26.2%（生产型原型机） |
| 原型功率（1897） | 14.7 kW（20 hp），172 rpm |
技术解释
1. 绝热压缩——活塞只压缩空气（不预先混合燃料），压缩比为14:1至25:1。根据绝热压缩定律（T₂ = T₁ × (V₁/V₂)^(γ−1)，γ ≈ 1.4），空气温度从50 °C上升至700–900 °C——远高于柴油约210 °C的自燃温度。
2. 喷射与自燃——燃料在高压下注入过热空气（原型机使用辅助压缩机，以~70 atm进行气动喷射）。燃料自行点燃，不需要火花塞。在理论循环中，燃烧近似在恒压条件下进行。
3. 膨胀与做功——燃烧气体推动活塞向下，把热能转换为机械功。较高的压缩比使气体能够更充分膨胀，因此热力学效率高于Otto循环；后者因预混空气燃料发生爆震而限制了压缩和膨胀程度。
4. 排气与循环——燃烧后的气体被排出，循环重新开始。原始发动机是172 rpm的四冲程单缸机——与汽油机相比转速较低，但转矩很大。
为什么有效
Diesel追求的不只是更好的发动机，而是想把Carnot循环——理论上的最高热力学效率——真正实现出来。他1893年在Augsburg的论文是一部应用热力学论著，而不只是经验工程专利。1893年的首台原型机因压力过高（80 atm）险些爆炸。经过与MAN（Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg）四年的研发，1897年的生产型原型机达到26.2%效率，并由Moritz Schröter教授通过标准化试验验证。
理论关键在于：柴油机只压缩空气，因此能够使用远高于Otto发动机的压缩比；后者的空气燃料混合物会在活塞到达上止点前提前爆燃。压缩比越高，Carnot效率越高。
因果链
Carnot发表理想循环（1824）→ Nikolaus Otto发明四冲程发动机（1876）→ Diesel设计压缩点火循环（1893）→ MAN生产首台商用发动机（1897）→ 用于船舶推进（1912，MS Selandia）→ 柴油机驱动卡车、火车和发电机 → 全球97%的海运船队使用柴油动力（2024）
趣闻
Rudolf Diesel于1913年9月29日在SS Dresden号上穿越英吉利海峡、由Antwerp前往Harwich途中神秘失踪。他的遗体十天后被渔船发现。各种理论包括因债务自杀，也包括因其生物燃料研究威胁石油利益而遭暗杀。他的公文包由船长归还，其中有20,000马克和一本日记，9月29日被画上十字记号。
来源
以下参考资料已在2026年8月事实核查中验证，本条目的相关陈述均据此核对。