在热力过程中，只有在“工作液”膨胀过程中才具有功能动力，而我们要求发动机不断产生机械功，就必须使工作液反复膨胀。因此，我们必须尝试将工作流体恢复到其原始状态，然后对其进行膨胀。因此，柴油机在返回初始状态之前必须经历进气，压缩，膨胀和排气这四个热过程，以便柴油机连续产生机械功。因此，以上四个热处理过程称为工作循环。如果柴油机活塞在四冲程后完成工作循环，则称为四冲程柴油机。如果活塞已完成两个冲程，则完成一个工作循环的柴油机称为二冲程柴油机。目前，柴油发电机组的柴油发动机均为四冲程发动机。

1、进气冲程

进气冲程的目的是吸入新鲜空气，为燃料燃烧做准备。为了获得进气，必须在气缸内部和外部形成压力差。因此，在该行程期间，排气门关闭，进气门打开，并且活塞从上止点移动到下止点。活塞上方的气缸中的容积逐渐增加，压力减小。气缸中的气压比大气压低约68〜93kPa。 。在大气压的作用下，新鲜空气通过进气门被吸入气缸。当活塞到达下止点时，进气门关闭，进气冲程结束。

2、压缩行程

压缩冲程的目的是增加气缸中空气的压力和温度，从而为燃料燃烧创造条件。由于进气门和排气门已关闭，气缸中的空气被压缩，压力和温度也增加。增加程度取决于压缩程度。不同的柴油发动机略有不同。当活塞靠近上止点时，气缸中的气压达到（3000〜5000）kPa，温度达到500〜700℃，远远超过柴油的自燃温度。

3、膨胀（做功）行程

当活塞即将结束时，喷射器开始将柴油喷射到气缸中，将其与空气混合形成可燃混合物，并立即自燃。此时，钢瓶中的压力迅速上升到大约6000〜9000kPa，温度达到（1800〜2200）℃。在高温高压气体的推动下，活塞移至下止点并带动曲轴旋转以做功。随着气体使活塞膨胀，其压力逐渐降低，直到排气门打开。

4、排气行程

排气冲程的目的是从气缸中排出废气。动力冲程完成后，气缸中的气体变为废气，温度降至（800〜900）°C，压力降至（294〜392）kPa。此时，排气门打开，进气门仍然关闭，活塞从下止点移动到上止点。在气缸中的残余压力和活塞推力的作用下，废气从气缸中排出。当活塞再次到达上止点时，排气过程结束。排气过程完成后，关闭排气门，然后再次打开进气门。重复下一个循环，并连续进行工作。