柴油機(jī)工作原理中的燃燒過程分以下幾個(gè)階段。

首先是滯燃期，從噴油開始到缸內(nèi)壓力線與壓縮線偏離的始點(diǎn)階段，這期間進(jìn)行著火前的物理準(zhǔn)備，像霧化、加熱、蒸發(fā)、擴(kuò)散和混合，還有化學(xué)準(zhǔn)備，比如裂化、著火前的氧化反應(yīng)。一般著火延遲時(shí)間約 0.0007 - 0.003s，噴油時(shí)缸內(nèi)溫度壓力及燃料性質(zhì)是影響滯燃期的主要因素。

接下來是速燃期，著火后，在滯燃期內(nèi)形成的混合氣此時(shí)同時(shí)燃燒。

然后是緩燃期，此時(shí)缸內(nèi)溫度和壓力高，擴(kuò)散燃燒速度快，氣缸工作容積不斷增加，缸壓變化緩。

最后是后燃期，這是少量柴油的后續(xù)燃燒，會(huì)增加排溫和向冷卻水的散熱損失，使發(fā)動(dòng)機(jī)的熱負(fù)荷增加，經(jīng)濟(jì)性下降。

燃燒方式為油滴擴(kuò)散燃燒，在壓縮過程中活塞接近上止點(diǎn)時(shí)，借助噴油設(shè)備將燃油在高壓下成霧狀噴入燃燒室，以便與空氣形成可燃混合氣。油滴的著火要滿足兩個(gè)條件，一是混合氣的溫度要高于著火臨界溫度，二是混合氣的濃度要適當(dāng)，即混合氣的濃度要在著火界限之內(nèi)。著火時(shí)機(jī)、地點(diǎn)不固定，著火點(diǎn)位于噴注外圍與核心之間。在稀火焰區(qū)形成著火核心，稀熄火區(qū)是未燃 HC 的主要來源，后噴現(xiàn)象會(huì)形成 CO、碳粒和未燃 HC 等。

柴油機(jī)工作過程有自己的特點(diǎn)，吸人氣缸的是新鮮空氣，被壓縮的也是新鮮空氣；柴油通過高壓噴人氣缸，缸內(nèi)形成可燃混合氣；柴油和空氣混合時(shí)間極短；缸內(nèi)混合氣成分不均勻，且不斷變化；沒有外源點(diǎn)火，只是靠壓縮自燃；混合與燃燒重疊進(jìn)行；質(zhì)調(diào)節(jié)，即負(fù)荷和轉(zhuǎn)速不是通過進(jìn)氣節(jié)流，而是通過燃料量來調(diào)節(jié)。

對(duì)柴油機(jī)燃燒的基本要求是燃燒完全。柴油的主要性能指標(biāo)包括著火性、蒸發(fā)性、粘度和凝點(diǎn)。著火性好的柴油，噴人氣缸后能及時(shí)著火燃燒，柴油機(jī)工作柔和，冷起動(dòng)性能也隨之改善；若著火性差，燃燒前所需的物理、化學(xué)準(zhǔn)備時(shí)間長(zhǎng)，著火后壓力升高率過高，導(dǎo)致柴油機(jī)工作粗暴。蒸發(fā)性用餾程表示，50%餾出的溫度低，說明這種燃燒輕餾分多，蒸發(fā)性好，有利于混合氣的形成和燃燒。但若輕餾分過多，著火前蒸發(fā)油氣過多，會(huì)使柴油機(jī)工作粗暴。粘度用來表示柴油的霧化性，粘度低容易形成混合氣，但粘度過低或過高均有不利影響。凝點(diǎn)用來表示柴油的低溫流動(dòng)性。

柴油機(jī)都是壓縮燃燒，工作由進(jìn)氣、壓縮、燃燒膨脹、排氣四個(gè)過程完成，構(gòu)成一個(gè)工作循環(huán)。活塞能通過四個(gè)過程完成一個(gè)工作循環(huán)的柴油機(jī)稱為四沖程柴油機(jī)。在進(jìn)氣沖程，進(jìn)氣在第一個(gè)循環(huán)中的任務(wù)是給氣缸補(bǔ)充新鮮空氣。在壓縮沖程，活塞從下死點(diǎn)向上死點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，一是提高空氣溫度，為燃料自行著火做準(zhǔn)備。