柴油发动机跟汽油发动机的工作过程是一样的， 由进气、压缩、做功、排气4个行程组成每个工作循环。两者的最大区别是点火方式不同，汽油机通过火花塞直接点燃混合气体。但由于柴油机用的燃料是柴油，其黏度比汽油大，不易蒸发，而其自燃温度却较汽油低，其可燃混合气通过电压燃式实现燃烧。
  
  柴油机在进气行程中吸人的是纯空气。在压缩行程接近终了时，柴油经喷油泵将油压提高到10MPa以上，通过喷油器喷人气缸，在很短时间内与压缩后的高温空气混合，形成可燃混合气。由于柴油机压缩比高(一般为16-22)，所以压缩终了时气缸内空气压力可达3.5-4. 5MPa,同时温度高达750-1000K (而汽油机在此时的混合'气压力会为0.6-1.2MPa，温度达600-700K)，大大超过柴油的自燃温度。因此，柴油在喷人气缸后，在很短时间内与空气混合后便自行发火燃烧。气缸内的气压急速上升到6 ~9MPa,温度也升到2000-2500K。活塞在高压气体推动向下运动并带动曲轴旋转做功，废气经排气管排入大气。

  普通柴油机是由发动机的凸轮轴驱动，高压油泵将柴油输送到各个喷油器。这种供油方式要随发动机转速的变化而变化，做不到各种转速下的较佳供油量。
  共轨喷射式供油系统由高压油泵、公共供油管、喷油器、电子控制单元和一些管道压力传感器组成，系统中的每一个喷油器通过各自的高压油管与公共供油管相连，公共供油管对喷油器起到液力蓄压作用。工作时，高压油泵以高压将燃油输送到公共供油管、高压油泵、压力传感器和ECU组成闭环工作，对公共供油管内的油压实现精确控制，彻底改变了供油压力随着发动机转速变化的现象。
  
  其主要特点有以下三个方面: 
  1)喷油正时与燃油计量完全分开，喷油压力和喷油过程由ECU适时控制。
  2)可依据发动机的工作状况去调整各缸喷油压力，喷油始点、持续时间，从而追求喷油的较佳控制点。
  3)能实现很高的喷油压力，并能实现柴油的预喷射。
  
  相比汽油机，柴油机具有燃油消耗率低(平均比汽油机低30% )，而且柴油价格较低，所扭矩要比汽油机大，但其质量以燃油经济性较好；同时柴油机的转速- -般比汽油机转速低，招代技术的发展，柴油大、工作时噪声大，制造和维护费用高，排放污染比汽油机严重。随者机的这些缺点正逐渐地被克服。
  
  汽油机和柴油机的区别:
  点火方式不同:汽油机吸人燃料与空气的混合物并将其压缩，然后通过火花塞将混合物点燃。柴油机只吸人空气并将其压缩，然后将燃油喷人压缩空气。压缩空气产生的热量就能使燃油自燃。
  压缩比不同:汽油机的压缩比为8:1至12:1,面柴油机的压缩比为14:1,甚至能达到25:1。由于柴油机压缩比更高，效率也更高。
  汽油机具有汽化作用，即空气与燃油混合是在空气进人气缸或油口之前；或使用油口燃油喷射，即在开始进气冲程(气缸外)之前喷射燃油。柴油机采用直喷式，直接将柴油喷入气缸。

  柴油机不安装火花塞，它吸人并压缩空气，然后将燃油直接喷人燃烧腔(直喷式)。以压缩空气产生的热量点燃了柴油机的燃油。

  喷油器是柴油机的重要部件。不同类型发动机，其喷油器的位置都可能各不相同。喷油器需承受气缸内部的温度和压力，喷出雾状的燃油呈细密型。使气缸内部循环的油雾能够均匀分布，因此些柴油机采用特殊的感应阀、 预燃烧腔或其他装置，使燃烧腔内的气流呈旋涡状，改进点火和燃烧过程。
 
  注人步骤不同是柴油机与汽油机之间一项很大的差异。大多数汽油机不采用直喷而采用油口喷射或化油器。因此，在发动机内部，在进气冲程期间全部燃油被注人气缸中进行压缩。燃油与空气的混合物的压缩限制了发动机的压缩比，因为若过度压缩燃油与空气的混合物会自行点燃并导致爆震。而柴油机仅压缩空气，因此压缩比高出汽油机许多。产生的功率随压缩比升高而增大。
  
  预热塞在一些柴油机使用。当柴油机在冷机状态时，压缩过程无法将空气升至燃油的燃启动。预热塞是一个电热线圈， 在发动机低温时点燃燃油，加热进人气缸的空气，使发动机正常。