发动机由曲柄连杆机构和配气机构两大机构，以及冷却、润滑、点火、供油、起动系统等五大系统组成。发动机的工作原理是进气-压缩-喷油-燃烧-膨胀做功-排气。

以下是发动机的工作过程：

1. 在进气冲程中，进入气缸的工质是纯空气。由于柴油机进气系统阻力较低，进气终端压力PA = (0.85 ~ 0.95) P0高于汽油机。进气终温TA = 300 ~ 340 K，低于汽油机；

2. 压缩冲程。由于压缩的工质是纯空气，所以柴油机的压缩比高于汽油机 (一般ε = 16 ~ 22)。压缩结束时的压力为3000～5000 kpa，压缩结束时的温度为750～1000K，大大超过了柴油的自燃温度(约520 K)；

3. 作功冲程。当压缩冲程接近尾声时，在高压油泵的作用下，柴油以10MPa左右的高压通过喷油器喷入气缸燃烧室，短时间内与空气混合后立即点燃燃烧。气缸内的气体压力迅速上升，可达5000～9000 kpa，最高温度达到1800～2000k。柴油发动机由于是通过压缩自燃的，所以称为压燃式发动机；

4. 排气冲程。柴油机的排气和汽油机基本相同，只是排气温度比汽油机低。TR = 700 ~ 900 K一般情况下。

对于单缸发动机来说，其转速不均匀，发动机工作不平稳，振动大。这是因为四个冲程中只有一个做功，其他三个冲程都是消耗功率准备做功的冲程。