Le moteur diesel diffère du moteur à explosions en ce qu'on aspire et on comprime de l'air pur dans le cylindre ; à la fin de la course de compression, on injecte, dans la chambre de combustion, le combustible qui s'enflamme au fur et à mesure de son arrivée, puisque la température provoquée par la compression est élevée. Cette élévation de température est d'autant plus grande que le taux de compression est plus fort. Comme on n'est plus limité par les phénomènes de combustion détonante, puisqu'on comprime de l'air pur, comme, d'autre part, il est nécessaire d'obtenir une température élevée, pour que le combustible s'enflamme spontanément, le moteur diesel se caractérise par une haute compression. Au lieu de 7 ou 8, on pousse jusqu'à 20 et au-delà. Il en résulte un rendement supérieur qui peut atteindre, dans les cas les plus favorables, 0,40.

L'emploi de l'allumage par compression a une autre conséquence : il permet l'emploi de combustibles beaucoup moins volatils que ceux du moteur à explosions, puisqu'ils n'ont pas à être préalablement vaporisés pour former un mélange homogène. Le moteur diesel consomme du gazoil, produit de . la distillation du pétrole moins inflammable que l'essence, ce qui augmente le sécurité.

Enfin, le mode de combustion employé dans le diesel devrait permettre, en principe, de régler à volonté le développement de la combustion, en n'introduisant que progressivement le combustible, de façon à obtenir une combustion moins brutale. C'est ce qui a fait qualifier le cycle diesel de cycle « à pression constante » par opposition au cycle à explosions dit « à volume constant » parce que la combustion y était supposée instantanée.

En fait, au fur et à mesure que le diesel a évolué dans le sens des régimes rapides, cette différenciation des deux modes de combustion a tendu à s'estomper de plus en plus, car, en retardant l'introduction de la totalité du combustible, on abaissait le rendement, les dernières fractions injectées donnant lieu a une libération d'énergie thermique, qui ne pouvant plus être que très partiellement transformée en travail se perdait, en majeure partie, à l'échappement.

En regard de ces avantages, le cycle diesel a l'inconvénient de susciter de grandes difficultés à la mise en contact des particules de combustible avec les particules d'air auxquelles elles doivent se combiner, puisque le mélange n'est pas réalisé à l'avance, comme dans le cycle à explosions, et doit être assuré au cours même de la combustion. Le problème du moteur diesel est donc surtout un problème d'injection et, malgré tous les progrès réalisés dans ce sens, cette machine reste très inférieure au moteur à explosions pour l'utilisation de l'air de la cylindrée, dont une fraction importante ne peut se combiner au combustible. Le moteur diesel a donc, par son principe même, une puissance massique inférieure à celle du moteur à explosions.

Dans la plupart des cas, on pratique sur les moteurs diesel l'injection forcée, dans laquelle le liquide est refoulé par une pompe et se trouve pulvérisé par la compression qui lui est imposée. On sait que les liquides sont peu compressibles, aussi la pression d'injection est-elle souvent très élevée, de 250 à 600 bars, mais elle peut être obtenue de façon très simple. On a imaginé de nombreuses formes d'injecteurs, différant entre elles par la disposition et l'orientation des canaux d'injection.

Signalons, pour terminer, que le moteur diesel, n'aspirant que de l'air pur, se prête à l'emploi du cycle à deux temps sans gaspillage de combustible par le balayage. Aussi ce mode de fonctionnement a-t-il été employé avec succès dans les gros moteurs qui ne s'accommodent que d'une marche lente à cause du poids de leurs organes mobiles. Dans ce cas, on dispose de tout le temps nécessaire pour assurer, dans de bonnes conditions, l'évacuation du mélange brûlé, en même temps que l'introduction de l'air frais.