四冲程柴油机和汽油机一样，每个工作循环也是由进气行程、压缩行程、做功行程和排气行程组成。由于柴油机以柴油作燃料，与汽油相比，柴油自燃温度低、黏度大不易蒸发，因而柴油机采用压缩终点自燃着火，其工作过程及系统结构与汽油机有所不同。
四冲程柴油机的工作原理柴油机的工作是由进气、压缩、燃烧膨胀和排气这四个过程来完成的，这四个过程构成了一个工作循环。活塞走四个过程才能完成一个工作循环的柴油机称为四冲程柴油机。四冲程柴油机的换气过程可以分为三个阶段：自由排气、强制排气和扫气。
(1）自由排气阶段
自由排气阶段是作功冲程后期进行的。这时燃气压力已降至0.3~0.4MPa，对于膨胀作功已无多大作用，当活塞到下止点以前把排气门打开，就可以利用废气的压力向汽缸外排气。这段时间虽然很短，但因排气压力高，流速大，排出的废气量可达到60%以上。自由排气降低了汽缸内的压力，使活塞回行阻力减少，同时排气门提前开启，等到活塞经过下止点回行时，排气门已有较大开度，使排气通畅，可以提高排气效果。
活塞达到下止点，自由排气阶段结束，汽缸内压力下降到0.12MPa以下。此时排气门已经开大，活塞回行时便将剩下的废气进一步排出汽缸。在排气冲程将要结束时，排气门也将逐渐关闭。
(3）扫气阶段
活塞到达上止点，强制排气阶段结束。活塞由上止点开始向下止点运动此时进气门已打开，随着活塞下行汽缸内容积增大，新鲜空气进入汽缸，，将残留的废气扫出汽缸。
四冲程柴油机常作为汽车动力装备，被广泛应用于交通运输机械、农业机械、工程机械和柴油发电机组等各个方面。
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