Die Dieselverbrennung nutzt die bei der Verdichtung von Luft und Kraftstoff entstehende Wärmeenergie, um eine Zündung zu erzeugen. Diese Zündung führt zum Verbrennen von Kraftstoff, der in eine Brennkammer des Motors eingespritzt wird. Es unterscheidet sich von der Benzinverbrennung, die die Verbrennung von Luft und Kraftstoff verwendet, die von einer Zündkerze gezündet werden. Ein Dieselmotor arbeitet entweder im Zweitakt- oder Viertaktverfahren und verwendet einen aus Erdöl, Biomasse, Ölabfällen oder anderen Quellen raffinierten Kraftstoff.
Das Luft-Kraftstoff-Gemisch ist sehr wichtig, damit die Dieselverbrennung effizient funktioniert. Luft wird in eine Brennkammer mit einem Druck von ungefähr 600 Pfund pro Quadratzoll (ungefähr 40 bar) komprimiert. Aufgrund der schieren Kompression erwärmt sich die Luft in der Kammer auf ungefähr 1000°F (ungefähr 550°C).
Dieselkraftstoff wird dann mit der Druckluft über einen Kraftstoffinjektor in die Kammer gedrückt. Der Injektor selbst zerlegt den Kraftstoff in winzige Tröpfchen und sorgt dafür, dass er gleichmäßig in der Kammer verteilt wird. Die Hitze verdampft die Tröpfchen, was zu einer Verbrennung führt und der Druck drückt den Kolben nach außen und treibt die Kurbelwelle an. Dadurch erhält der Dieselmotor sein typisches „klopfendes“ Geräusch.
Der Vorteil der Dieselkompression liegt darin, dass das System ohne separates Zündsystem auskommt, wie es bei Ottomotoren der Fall ist. Das Kompressionsniveau kann innerhalb eines Dieselmotors erhöht werden, um die Kraftstoffeffizienz zu erhöhen. Dies kann ohne Gefahr einer Beschädigung des Zylinders erfolgen. Da vor dem Einleiten des Kraftstoffs nur Luft komprimiert wird, droht zudem keine vorzeitige Detonation und erneute Beschädigung des Motors.
Der Dieselmotor wurde Ende des 1800. Jahrhunderts erfunden. Aus Liebe zum Motorendesign begann der Kühlschrankingenieur Rudolf Diesel Ende der 1880er Jahre, das Konzept des Verbrennungsmotors zu erforschen. Diesel entwickelte den ersten funkenfreien Motor und meldete ihn 1894 zum Patent an. Innerhalb von drei Jahren demonstrierte er erfolgreich die Kraft und Effizienz der Dieselverbrennung. Das Patent wurde 1898 genehmigt.
Diesels Entdeckung und die anschließende Erfindung waren die ersten, die sich mit den Gesetzen der Thermodynamik in einem Verbrennungsmotor beschäftigten. Die Dieselverbrennung nutzt den natürlichen physikalischen Prozess der Wärmeübertragung, der für die damalige Zeit sehr kreativ war. Darüber hinaus hatte der Erfinder eine soziologische Gesamtabsicht: Diesel wollte mit dem Motor der unabhängigen Industrie helfen, mit größeren Unternehmen konkurrieren zu können.