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進氣行程：
起動機通電帶動曲軸旋轉，曲軸的轉動使活塞自上而下運動，這時，排氣門關閉，進氣門打開，新鮮空氣進入氣缸和燃燒室。
壓縮行程：
活塞從下止點向上運動，這時，進氣門和排氣門均關閉，吸入氣缸內的空氣受到活塞的壓縮，壓力提高，溫度也隨之升高。
做功行程：
當活塞壓縮到上止點，噴油器向燃燒室噴入霧狀柴油，油霧與壓縮空氣充分混合，形成高溫高壓的燃氣，並開始自行着火燃燒，混合汽膨脹做功，推動活塞向下運動，從而推動曲軸轉動，對外輸出功。
排氣行程：
活塞從下止點往上運動，這時，進氣門關閉，排氣門打開，燃燒廢氣在活塞的推動下排出燃燒室外，完成一個工作行程，這時曲軸轉動兩周。
當柴油機完成排氣行程后，在曲軸飛輪總成的慣性力作用下，又重複上述工作循環過程，使柴油機連續運轉對外輸出功率。
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