壓縮比（一般用ε表示）是柴油機中一個非常重要參數。壓縮比表示氣缸內氣體的壓縮程度，它是氣體壓縮前的容積與氣體壓縮后的容積之比值，即氣缸總容積與燃燒室容積之比。
ε=va/vc=（vh+vc）/vc=1+vh/vc
式中，va為氣缸總容積；vh為氣缸工作容積；vc為燃燒室容積。
柴油機的壓縮比越高，熱效率也就越高，但柴油機各零部件承受的爆發壓力也就越大，柴油機對零部件的尺寸和強度要求也就越高，這可能使得柴油機的相關零部件很重。因此，柴油機的壓縮比也不可能很大。
高壓縮比柴油機可以更好地利用活塞式柴油機的作功特點、在做功行程用同樣數量的燃油可以爆發出更大的功率，用更小的排量就可以達到以前更大排量的柴油機才能做出的功率，亦即高壓縮比柴油機的升功率和燃油利用率更高。

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