壓縮沖程時，進、排氣門同時關(guān)閉。活塞從下止點向上止點運動，曲軸轉(zhuǎn)動180°。活塞上移時，工作容積逐漸縮小，缸內(nèi)混合氣受壓縮后壓力和溫度不斷升高，到達壓縮終點時，其壓力pc可達800～2 000kPa，溫度達600～750K。
四沖程柴油機工作原理汽油機一樣，每個工作循環(huán)也是由進氣沖程、壓縮沖程、做功沖程和排氣沖程組成。由于柴油與汽油相比，自燃溫度低、黏度大不易蒸發(fā)，因而柴油機采用壓縮終點壓燃著火（壓燃式點火），而汽油機是火花塞點燃。
氣缸體和曲軸箱通常鑄成一體，統(tǒng)稱為氣缸體，它是發(fā)動機的外殼及裝配基礎(chǔ)，一般采用優(yōu)質(zhì)合金鑄鐵或鋁合金制成。氣缸體內(nèi)呈圓柱形的空間稱為氣缸，氣缸表面稱為氣缸壁。氣缸是氣體交換、燃燒的場所，也是活塞運動的軌道。為保證活塞與氣缸的密封及減少磨損，氣缸壁應具有有效較高的加工精度和較低的表面粗糙度。為了使氣缸在工作時的熱量得到散發(fā)，在氣缸體、氣缸套機體之間制有能夠容納冷卻液的夾層空腔，稱為水套。
機油盤的作用是儲存潤滑油，故俗稱油底殼。它一般采用薄壁鋼板沖壓而成，內(nèi)部設有穩(wěn)油擋板以防止?jié)櫥瓦^分激蕩，底部設有放油塞以便更換潤滑油。
氣缸蓋的主要作用是封閉氣缸上部，并與活塞頂構(gòu)成燃燒室。氣缸蓋上有燃燒室、水套、火花塞座孔（柴油發(fā)動機有噴油器安裝孔）、進排氣道、氣門座、氣門導管座孔等。上部裝有搖臂軸總成，用氣缸蓋罩封閉，結(jié)合面間裝有密封點墊。汽油發(fā)動機氣缸蓋一般是整體的，但也有例外，如EQ6100—1型發(fā)動機就是兩個氣缸蓋。氣缸直徑較大的柴油發(fā)動機采用一缸一蓋或二缸一蓋，最多不超過三缸一蓋，以防止氣缸蓋變形。