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[[Image:Model Engine B Luc Viatour.jpg|thumb|Maquette scolaire d'un moteur d'automobile avec sa boîte de vitesses]]
 
Comme le moteur thermique à [[essence (hydrocarbure)|essence]], le moteur Diesel est constitué de [[Piston (mécanique)|piston]]s coulissants dans des [[cylindre (moteur)|cylindres]], fermés par une [[Culasse de moteur|culasse]] reliant les cylindres aux [[collecteur d'admission|collecteurs]] d'admission et d'[[pot d'échappement|échappement]] et munie de [[soupape]]s commandées par un [[arbre à cames]].
 
Son fonctionnement repose sur l'auto-inflammation du [[gazole]], fioul lourd ou encore huile végétale brute dans de l'air comprimé à 1:20 du volume du cylindre (environ 35 [[bar (unité)|bar]]), et dont la température est portée de {{unité|600|°C}} à {{unité|1500|°C}} environ. Sitôt le carburant injecté (pulvérisé), celui-ci s'enflamme presque instantanément, sans qu'il soit nécessaire de recourir à un allumage commandé par bougie. En brûlant, le mélange augmente fortement la température et la pression dans le cylindre (60 à 100 bars), repoussant le piston qui fournit une force de travail sur une [[bielle (mécanique)|bielle]], laquelle entraîne la rotation du [[vilebrequin (moteur)|vilebrequin]] (ou arbre manivelle faisant office d'axe moteur, voir [[système bielle-manivelle]]).
 
Le ''cycle Diesel'' à quatre temps comporte :
# '''admission''' d'air par l'ouverture de la [[soupape]] d'admission et la descente du [[Piston (mécanique)|piston]] ;
# '''compression''' de l'air par remontée du piston, la soupape d'admission étant fermée ;
# '''[[injecteur|injection]] - explosion - détente''' : peu avant le [[point mort haut]] on introduit, par un [[injecteur]], le [[carburant]] qui se mêle à l'air comprimé. La combustion rapide qui s'ensuit constitue le temps moteur, les gaz chauds repoussent le piston, libérant une partie de leur [[énergie]]. Celle-ci peut être mesurée par la [[courbe de puissance moteur]] ;