主要运动机件由活塞组、连杆组和曲轴飞轮组等组成,在十字头式柴油机中还包括了十字头组,它们的作用是把气缸内燃气所作的功以曲轴回转运动的形式输出。活塞组通常是由活塞本体、活塞销以及活塞环等零件组成。活塞组的主要功用是与气缸、气缸盖等组成封闭的燃烧室空间,承受气缸内气体的压力,并将其传递给连杆;在筒状活塞式柴油机中,还要承受连杆倾斜时所产生的侧推力,起往复运动的导向作用;在二冲程柴油机中,还要起开启、关闭气口的“滑阀”作用。
四冲程柴油机和二冲程柴油机的换气过程 
对换气过程的要求:废气排得越干净,充入的新鲜空气越多越好,消耗的功及流失的空气量要少。  
四冲程柴油机的实际换气过程是从排气阀在下止点前开启,经过排气冲程和进气冲程至进气阀在下止点后关闭为止的过程。根据气体流动的特点,换气过程可分为三个阶段:①自由排气阶段,②强制排气阶段,③进气阶段。  
二冲程柴油机的换气过程是从排气口(或排气阀)打开时至排气口(或排气阀)完全关闭为止的过程。根据换气过程中气缸内压力变化特点,可以把整个换气过程分为三个主要阶段:自由排气阶段,②强制排气和扫气阶段,③过后排气阶段。