要求
根據可燃混合氣形成特點
燃料與空氣的混合是在氣缸內進行的。柴油蒸發性和流動性都比汽油差，不能在氣缸外部形成混合氣。接近壓縮行程終點時，把柴油噴入氣缸，受熱、蒸發、擴散，與空氣混合。混合氣形成的時間很短（15～35 °CA），燃燒室各處混合氣成分不均勻，且隨時間變化。柴油粘度大，不易揮發，必須用高壓以霧狀噴入。
可燃混合氣的形成和燃燒過程是同時、連續重疊進行的，即邊噴射、邊混合、邊燃燒（擴散燃燒）。必須要有足夠的空氣和柴油混合：α=1.2～2.2。理論空燃比14.5。進氣道、燃燒室、燃油系統要相互匹配。噴油提前角：是指從噴油器噴油開始，到活塞運行至上始點時曲軸轉過的角度。
根據噴油提前角
柴油噴入氣缸後，要經過一定時間的物理化學過程後才能著火燃燒。要在上止點附近著火，就要在上止點之前噴油。氣缸內柴油著火前的物理化學過程準備時間基本不變，但轉速越高，同樣時間所占曲軸轉角就越大。所以，噴油提前角應隨發動機轉速增高而加大。
自動調速
柴油機高壓供油系統中，只能控制噴入氣缸的油量，但油量控制裝置與發動機負荷沒有直接聯繫（汽油機用節氣門控制進入缸內的空氣量）。負荷增加時，如果每循環油量不變，則發動機轉速降低，甚至熄火；負荷減小時，若油量不變，則發動機轉速增大，甚至可能超速。發動機轉速不穩，隨負荷而變。需要設定自動調速裝置，使之根據負荷變化，自動調整噴油泵循環供油量，以使柴油機穩定轉速運行。
適時調整
在適當時刻將增壓的、潔淨的、適量的柴油以適當的規律噴入氣缸：噴油正時（噴油提前角）和噴油量與發動機工況適應；噴油壓力、噴注霧化質量及其在燃燒室的分布與燃燒室類型適應。多缸機一個工作循環內，各缸均噴油一次，噴油次序與氣缸工作順序一致；根據負荷變化自動調節循環噴油量，保證發動機穩定運轉，穩定怠速，限制超速。
燃油系統元件組成
燃油供給裝置：柴油箱、輸油泵、柴油濾清器、噴油泵、噴油器等。
空氣供給裝置：空氣濾清器、進氣管道。
混合氣形成裝置：燃燒室。
柴油機燃油系統廢氣排出裝置：排氣管道、消音器。
燃油系統構造
低壓供油系統
將過濾後的清潔燃油輸入噴油泵的低壓油腔，並將多供和噴油器泄漏的柴油送回油箱。油箱、低壓油管、柴油濾清器、輸油泵。一般稱為燃油系統的輔助裝置。輸油泵輸油壓力0.1~0.25MPa
高壓噴油系統
將輸入的低壓油加壓到超過噴油器開啟壓力，以霧狀噴入氣缸。噴油泵、高壓油管、噴油器，稱為泵－管－嘴系統。也有噴油泵、噴油器合一的所謂泵噴嘴系統。一般柴油機燃油噴射裝置指的是高壓噴油系統。
自動調節系統
噴油提前器：轉速變化時自動調整噴油正時。調速器：根據柴油機負荷的變化，自動增減噴油泵供油量，使轉速保持穩定。
