在进气阶段，柴油机通过进气门将空气吸入气缸。进气门打开，活塞往下运动，形成一个负压区域，空气被吸入气缸。进气阀关闭后，活塞开始往上运动，将进入气缸的空气压缩。
压缩阶段是柴油机燃烧过程中最重要的一阶段。在这个阶段，活塞向上运动，将空气压缩到非常高的压力和温度。柴油机通过提高压缩比来提高燃烧效率。压缩阶段结束后，缸内的温度和压力达到燃烧柴油的要求。
燃烧阶段是柴油机燃烧过程中最重要的阶段之一。在这个阶段，燃油喷射系统将柴油喷入高温和高压的气缸中。柴油在接触到高温空气后迅速蒸发，形成可燃的燃气混合物。由于高压和高温，混合物自燃，产生火焰。火焰传播并燃烧剩余的未燃烧燃气，释放出大量的热能和膨胀气体。
排气阶段是燃烧过程的最后一个阶段。在这个阶段，燃烧产生的膨胀气体将活塞推向下方运动，推出气缸中的废气。同时，排气门打开，将废气排出气缸，为下一个循环做准备。