Необходимым условием для совершенного протекания реакций горения в дизеле является тщательное предварительное смешение топлива с воздухом. Наилучшее смешение обеспечивается, когда топливо находится в газообразном или парообразном состоянии. Для получения качественной смеси из жидкого топлива необходимо осуществить его предварительное распыливание и испарение. Распыленные частицы топлива, находящиеся в среде горячего воздуха, быстро нагреваются и испаряются. Пары топлива, возникающие при испарении частиц, диффундируют в окружающее пространство, в результате чего образуется горючая смесь.

Начальное воспламенение топлива в дизеле (самовоспламенение) — сложный процесс. Согласно одной из современных теорий, самовоспламенение происходит вследствие быстрого распада активных продуктов, образующихся в топливовоздушной смеси в результате предварительного окисления углеводорода и последующего раз особенность рабочего часть топлива, поступающего в среду горящего факела, воспламеняется практически мгновенно. Однако условия горения этого топлива менее благоприятны, так как в процессе сгорания происходит постепенное загрязнение среды образующимися инертными газами. Скорость сгорания при этом зависит от интенсивности подачи топлива в цилиндр и условий поступления кислорода в зону горения. Последняя часть подаваемого топлива обычно сгорает на линии расширения в условиях недостатка кислорода. Процесс сгорания разделяют на периоды (фазы), которые целесообразно анализировать по индикаторным диаграммам в координатах р-ф. На  57 представлены индикаторная диаграмма дизеля, закономерности изменения подачи о и сгорания % топлива, а также температуры Т рабочего тела по углу поворота коленчатого вала. Ординаты кривой о = (ф) характеризуют количество топлива, поданного в цилиндр к определенному моменту (в долях цикловой подачи), а ординаты кривой % = f (<р) — долю топлива, сгоревшего к данному моменту.

Первая фаза горения — период, задержки воспламенения — определяется углом поворота коленчатого вала от начала впрыскивания (точка  до момента, когда давление в цилиндре в результате выделения теплоты превышает давление при сжатии воздуха без впрыскивания топлива (точка 2 на диаграмме).

В продолжительность периода задержки воспламенения входит время, необходимое для распада струи впрыскиваемого жидкого топлива на частицы, перемещения частиц в объеме камеры сгорания, нагрева, частичного испарения и перемешивания паров топлива с воздухом, а также время протекания предпламенных химических реакций. Образующаяся в камере сгорания смесь неоднородна, что предопределяет наличие локальных объемов, в которых существуют благоприятные условия для воспламенения.

Когда продолжительность периода задержки воспламенения превышает продолжительность впрыскивания топлива, в цилиндр до начала воспламенения подается все топливо, большая часть которого испаряется и перемешивается с воздухом. В результате объемного воспламенения этого топлива в цилиндре развивается высокое давление, чем и обусловлены большие нагрузки на элементы кривошипно-шатунного механизма двигателя.