柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理是利用壓縮空氣產(chǎn)生高熱，當(dāng)空氣溫度達(dá)到柴油燃點(diǎn)時(shí)，噴入霧化柴油使其燃燒膨脹。

燃燒產(chǎn)生的高溫高壓燃?xì)馔苿?dòng)活塞沿氣缸做不等速直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，通過(guò)活塞銷(xiāo)、連桿和曲軸組成的曲柄連桿機(jī)構(gòu)，將活塞的直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而輸出機(jī)械功。

其工作過(guò)程分為進(jìn)氣、壓縮、做功和排氣四個(gè)沖程。進(jìn)氣沖程時(shí)，進(jìn)氣門(mén)打開(kāi)、排氣門(mén)關(guān)閉，活塞由上止點(diǎn)向下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，吸入新鮮空氣。

壓縮沖程中，活塞從下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，此時(shí)進(jìn)排氣門(mén)均關(guān)閉，空氣被壓縮，溫度和壓力升高。

做功沖程里，在壓縮沖程接近終了時(shí)噴入柴油，與高溫空氣迅速混合并自燃，產(chǎn)生的高壓推動(dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)做功。

排氣沖程中，活塞從下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，排氣門(mén)打開(kāi)，將廢氣排出氣缸。

與汽油機(jī)相比，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的混合氣是壓燃形成，不需要點(diǎn)火系統(tǒng)。而且柴油的粘度大、不易蒸發(fā)、自燃溫度低。這使得柴油機(jī)具有燃油經(jīng)濟(jì)性好、尾氣中氮氧化合物含量低、轉(zhuǎn)速低扭矩大等優(yōu)點(diǎn)。不過(guò)，其在平順性和噪音方面曾存在問(wèn)題，但隨著技術(shù)發(fā)展已得到很大改善，性能和工況與汽油機(jī)越來(lái)越接近。