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. 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. 压缩冲程中，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750~1000 K，大大超过了柴油的自燃温度(约520 K)。

3. 作功冲程中，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1800~2000 K。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. 排气冲程中，柴油机与汽油机基本相同，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。