柴油機要實現連續不斷的工作循環，必須有一個在單位實際內做功次數的指標。一般使用每分鐘內曲軸旋轉的圈數來表示，稱為轉速，此數值越大，表示單位時間內柴油機做功的次數越多，柴油機的輸出功率就越大。轉速用字母n表示其單位是r/min。大型柴油機的轉速每分鐘僅數百轉。而中型柴油機的轉速一般在2500r/min以下。小型柴油機的轉速可達3000r/min以上。柴油機的轉速一般有下列四種狀況。
1.額定轉速，或標定轉速，較大油門時，允許柴油機全負荷工作的較高轉速。在此轉速下，柴油機可以根據功率標定情況適時運轉。
2.高空轉轉速，較大油門時，柴油機不帶負荷時的較高轉速。一般高出額定轉速5%-10%。在此轉速下，柴油機運轉時間不能超過1-2min。
3.低穩定轉速 柴油機不帶負荷時可以穩定運轉的較低轉速，在此轉速以下，柴油機運轉不平穩且容易熄火。
柴油機轉速越高，柴油機各零部件受到的力矩也越大，對零部件材質的要求也越高。因此為了保證柴油機油一定的使用壽命，柴油機的轉速不能無限制地提高。
4.柴油機的工作轉速，同型號的柴油機用途不同，其工作轉速也不同。
車用柴油機的轉速較高，一般都是柴油機的額定轉速（或標定轉速），也就是柴油機可以全負荷運行的較高轉速，如道依茨f8l513風冷柴油機，車用全負荷時的較高額定轉速為2300r/min。
工程機械包括挖掘機，裝載機，推土機等，使用轉速相對車用柴油機而言低了很多。工程機械使用道依茨f8l513風冷柴油機時，其全負荷較高轉速為1800-2100r/min。
農業機械包括拖拉機，收割機等使用的柴油機轉速比工程機械更低一些，一般在1800r/min以下，主要原因是這些機械可能長時間連續10h以上的作業，從提高柴油機的使用壽命角度講只能降低轉速，（也就降低了柴油機的功率）使用。
固定設備包括發電機組，水泵機組等，使用的柴油機轉速一般是定速的，如大多數50hz發電機組柴油機的轉速均為1500r/min。
船用柴油機轉速較低，轉速高于1000r/min的柴油機即為告訴柴油機，而某些大型船舶的柴油機每分鐘僅100余轉，117r/min。


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