柴油發電機組四沖程柴油機的工作原理如下：
1、進氣過程如圖1-a所示，活塞從上止點向下止點移動，這時在配氣機構的作用下進氣門打開，排氣門關閉。由于活塞氣缸內容積增大，壓力降低，新鮮空氣經空氣濾清器、進氣管不斷吸入氣缸。由于進氣系統存在阻力，使進氣終了氣缸內的氣體壓力低于大氣壓力P0(約78~91KPA)，溫度為320~340K。
2、壓縮過程如圖1-b所示，活塞由下止點向上止點移動，這時時、排氣門關閉。氣缸內容積不斷減少，氣體被壓縮，其溫度和壓力不斷提高。壓縮終了時氣體壓力可達3~5MPA，溫度高達750~1000K，為噴入氣缸內的柴油蒸發、混合和燃燒創造條件。
3、做功過程如圖1-c所示，在壓縮過程即將終了時，噴油器將柴油以細小的油霧噴入氣缸，在高溫、高壓和高速氣流作用下很快蒸發，與空氣混合，形成混合氣。并在高溫下自動著火燃燒，放出大量的熱量，使氣缸中氣體溫度和壓力急劇上升。氣體的zui大壓力可達6~9MPA，zui高溫度可達1800~2000K，高壓氣體膨脹推動活塞由上止點向下止點移動，從而使曲軸旋轉對外做功。由于噴油和燃燒要持續一段時間，所以雖然活塞開始下移，但此時還有噴入的燃料繼續燃燒放熱，氣缸內的壓力并沒有明顯下降，隨著活塞下移，氣缸內的溫度和壓力才逐漸下降。做功行程結束時，壓力約為0.2~0.5MPA。
4、排氣過程如圖1-d所示，做功過程結束后，排氣門打開，進氣門關閉。活塞在曲軸的帶動下由下止點向上止點運動。燃燒過的廢氣便壓力差和活塞上行的排擠，迅速從排氣門排出。由于排氣系統有阻力，因此，排氣終了時，氣缸內廢氣壓力略高于大氣壓力。氣缸內殘余廢氣的壓力約為0.105~0.12MPA，溫度約為700~900K。
活塞經過上述四個連續過程后，便完成了一個工作循環。當排氣過程結束后，柴油機曲軸依靠飛輪轉動的慣性作用仍繼續旋轉，上述四個過程又重復進行。如此進行一個又一個的工作循環，使柴油機連續不斷地運轉帶動工作機械做功。
