一、气缸和活塞
单缸四行程柴油机的核心部件是气缸和活塞。气缸是一个圆柱形的腔体，而活塞则是一个与气缸内壁密封配合的可移动部件。气缸的上部有一个气门供气体进出，而下部连接着曲轴。当燃油在气缸内燃烧时，产生的能量将推动活塞上下运动。
二、进气冷缩期
在柴油机的工作过程中，首先进行的是进气冷缩期。活塞下行时，气缸内的气门打开，吸入新鲜空气。然后活塞上行，压缩并加热空气。这种压缩冷缩过程使得燃油更易于燃烧。
三、喷油和燃烧期
在柴油机的喷油和燃烧期，已经压缩的空气达到一定温度时，喷油器将燃油以细小的液滴喷入气缸内。燃油遇到高温空气时即可自燃。燃烧时产生的高温和高压气体推动活塞下行，同时产生了功率。
四、排气期
在柴油机的排气期，活塞下行并推动废气排出。此时，排气门打开，活塞再次上行，将新鲜空气吸入气缸，为下一个工作循环做准备。
五、曲轴运动
曲轴是柴油机的另一个重要部件，它通过与活塞连杆相连，将活塞的上下运动转化为旋转运动。这种旋转运动使得柴油机能够传递动力，驱动车辆或机械设备。