Робочий цикл чотиритактного дизеля здійснюється так.
Впуск. Впускний клапан 4 відкритий, а випускний 6 — закритий. Поршень 2 переміщується від ВМТ до НМТ, створюючи в циліндрі 3 розрідження. Під дією різниці тиску атмосферного повітря (0,1 МПа) і відпрацьованих газів у циліндрі (0,08-0,09 МПа) свіже повітря, пройшовши повітроочисник та впускну трубу, заповнює об’єм циліндра. В кінці такту температура повітря, яке нагрівається від деталей двигуна та відпрацьованих газів, підвищується до 30...50°С.
Стиск. Впускний і випускний клапани закриті. Поршень переміщується від НМТ до ВМТ. Повітря стискається, зменшуючись в об’ємі, і в кінці такту все повітря зосереджується в камері стиску. При цьому тиск повітря зростає до 3,5...4,0 МПа, а температура до 600...700°С. Чим більше стискається повітря, тим сильніше буде спалах після впорскування палива, відповідно зростатиме потужність двигуна і його економічність.
Наприкінці такту стиску в камеру згоряння із дуже стиснутим й нагрітим повітрям паливний насос високого тиску 1 впорскує через форсунку 5 дизельне, добре розпилене паливо, яке одразу ж спалахує.
Подача палива в камеру згоряння через форсунку починається за 15...30° повороту колінчастого вала до ВМТ. Це потрібно для забезпечення деякого інтервалу від початку самозаймання палива до повного згоряння робочої суміші, протягом якого тиск в камері згоряння зростає до 6,0...9,0 МПа, а температура підвищується до1800...2000°С. Максимальні значення тиску та температури спостерігаються в момент переміщення поршня у ВМТ.
Розширення (робочий хід). Впускний і випускний клапани закриті. Поршень під тиском розширених газів, що утворилися при згорянні робочої суміші, рухається від ВМТ до НМТ і через шатун 7 обертає колінчастий вал 8. Сила тиску газів на днище поршня досягає значної величини. При переміщенні поршня до НМТ тиск газів зменшується до 0,4...0,5 МПа, а температура знижується до 700...900°С.
Випуск. Впускний клапан закритий, випускний відкритий. Поршень (за рахунок інерції маховика) рухається від НМТ до ВМТ і виштовхує відпрацьовані гази з циліндра через випускну трубу в атмосферу. В кінці такту тиск в циліндрі становить 0,11 ...0,12 МПа, температура 400...500°С.
Після проходження поршня через ВМТ випускний клапан закривається, тобто, випуск закінчується. Потім знову починається впуск і всі такти повторюються.
Таким чином, робочим є тільки такт розширення, а інші (впуск, стиск, випуск) допоміжні.
Принцип роботи дизельного двигуна (відео)