柴油機是壓燃式發動機，柴油機的工作由進氣、壓縮、燃燒膨脹和排氣四個過程完成，構成一個工作循環。活塞需要經過四個過程才能完成一個工作循環的柴油機稱為四沖程柴油機。四沖程柴油機的工作原理如下:

一、進氣沖程

第一個沖程——進氣，它的任務是給氣缸充入新鮮的空氣體。當進氣沖程開始時，活塞處于上止點，一些廢氣留在氣缸的燃燒室中。

當曲軸轉動彎頭時，連桿將活塞從上止點移動到下止點，同時與曲軸連接的傳動機構打開進氣門。

隨著活塞的向下運動，氣缸內活塞上方的容積逐漸增大:氣缸內空氣體的壓力低于進氣管內的壓力，因此外部空氣體不斷充入氣缸。

當活塞向下運動到接近下止點時，沖進氣缸的氣流仍然具有很高的速度和很大的慣性。為了利用氣流的慣性增加空氣充量，進氣閥在活塞經過下止點后關閉。雖然此時活塞向上運動，但由于氣流的慣性，氣體仍然可以充滿氣缸。

第二，壓縮沖程

第二沖程-壓縮。在壓縮過程中，活塞從上止點移動到下止點。這個行程有兩個作用:一是升高空氣體溫度，為燃料自燃做準備；二是為氣體膨脹做功創造條件。當活塞上升，進氣門關閉時，空氣缸內的氣體被壓縮，隨著容積的減小，空氣體的壓力和溫度會不斷升高。壓縮末期的壓力和濕度與空氣體的壓縮程度有關，即壓縮比。一般壓縮結束時的壓力和溫度為PC=4~8MPa。

三.燃燒膨脹沖程

第三沖程-燃燒膨脹。在這個沖程的開始，大部分噴入燃燒室的燃料都燃燒了。當燃燒時，它釋放出大量的熱量，因此氣體的壓力和溫度急劇上升。活塞在高溫高壓氣體的作用下向下運動，曲軸通過連桿轉動向外做功。因此，這種中風也被稱為工作或工作中風。

隨著活塞的向下運動，氣缸的容積增加，氣體壓力降低。當活塞到達下止點并且排氣閥打開時，工作沖程結束。

四.排氣沖程

第四沖程-排氣。排氣沖程的功能是排出膨脹后的廢氣，以填充新鮮空氣體，并為下一個循環的進氣做準備。當工作行程活塞運動到下止點附近時，排氣閥打開，活塞在曲軸和連桿的驅動下從下止點運動到上止點，廢氣排出氣缸。由于排氣系統的阻力，在排氣沖程開始時，氣缸內的氣體壓力比大氣壓力高0.025—0.035MPa，其溫度TB為1000—1200k，為了減小排氣時活塞運動的阻力，在下止點前打開排氣閥。排氣閥一打開，具有一定壓力的氣體立即沖出氣缸，氣缸內的壓力迅速下降，這樣當活塞向上運動時，氣缸內的廢氣被活塞向上排出。為了在排氣過程中利用氣流的慣性將廢氣干凈地排出，排氣閥在上死點之后關閉。

排氣沖程結束后，再次開始進氣沖程，因此整個工作循環按照上述過程重復進行。