现代柴油机采用喷油泵和喷油器将燃油在压缩冲程上止点前喷进汽缸，由于高压燃油（供油压力80 MPa~150 MPa）经细小如针孔的喷孔挤出时受到强烈的摩擦、扰动以及汽缸内压缩空气的阻力，燃油被粉碎成雾状。在燃烧室中，细微的燃油被高温压缩空气加热而蒸发、与空气形成可燃混合气，当某处燃油达到自燃点（约335℃），燃油燃烧，放出热量而引燃燃烧室中所有可燃混合气。燃油在上止点前喷入汽缸到火苗出现的这段时间，称为“滞燃期”。滞燃期内积累的燃油量在活塞位于上止点附近的一瞬间燃烧放热，工质压力在一瞬间上升到6 MPa~8 MPa，使理想循环可以认为这部分热量是在定容下加入的；而火苗出现后喷入的燃油由于随喷随烧，此时活塞已向下止点方向运动，燃烧放热量使汽缸在容积增大时保持定压。理想循环可以认为这部分燃油放热量在定压下加入。燃烧终了时，工质温度可达1400℃~1800℃。由于兼有定容加热和定压加热过程，所以现代机械喷射柴油机的理想循环称为混合加热循环。燃烧过程为燃料的化学能转变为热能的过程。