Для дизеля, в камере сгорания которого не может быть однородной топливовоздушной смеси, процесс сгорания протекает иначе. Очаги пламени возникают в зонах, где состав смеси обеспечивает ее воспламенение при высокой температуре после некоторого времени от начала впрыскивания. Поэтому впрыскивание топлива в камеру осуществляется за 20-35° до ВМТ, чтобы процесс сгорания протекал вблизи ВМТ. После появления очагов воспламенения пламя быстро распространяется по всему пространству камеры. Вследствие многоочагового воспламенения скорость нарастания давления в камере сгорания дизеля значительно выше, чем скорость нарастания давления в камере сгорания карбюраторного двигателя. В результате работа дизеля является «жесткой».

Процессы газообмена в цилиндре четырехтактного двигателя независимо от способа смесеобразования и методов воспламенения топливовоздушной смеси осуществляются за счет всасывающего и выталкивающего (насосного) действий поршня и сопровождаются затратой цикловой работы.

Рабочий цикл двухтактного двигателя, как отмечалось выше, при одинаковой частоте вращения коленчатого вала протекает в 2 раза быстрее по сравнению с продолжительностью цикла четырехтактного двигателя. Процессы газообмена осуществляются в конце такта расширения и в начале такта сжатия посредством продувки, что вызывает необходимость в специальном насосе и затратах энергии на его привод. Кроме того, при продувке наблюдаются потери части воздуха, уходящего вместе с отработавшими газами, что увеличивает затраты энергии на привод насоса.

Снижение цикловой работы вследствие потери части хода поршня, затраты энергии на привод насоса, худшее наполнение цилиндров воздушным зарядом, а также ухудшение процесса сгорания из-за несовершенства очистки и наполнения цилиндров вызывают увеличение полезной работы двухтактного дизеля не в 2 раза вследствие удвоения числа циклов, а только на 40-60 % по сравнению с четырехтактным двигателем.

В связи с меньшей продолжительностью цикла потери теплоты в систему охлаждения в двухтактном двигателе меньше, чем в четырехтактном.