由于久保田发动机压缩比高（一般为16-22），所以压缩终了时气缸内空气压力可达3.5-4.5MPa，同时温度高达750-1000K（而汽油机在此时的混合气压力会为0.6-1.2MPa，温度达600-700K），大大超过柴油的自燃温度。因此柴油在喷入气缸后，在很短时间内与空气混合后便立即自行发火燃烧。气缸内的气压急速上升到6-9MPa，温度也升到2000-2500K。在高压气体推动下，活塞向下运动并带动曲轴旋转而作功，废气同样经排气管排入大气中。久保田发动机在进气行程中吸入的是纯空气。在压缩行程接近终了时，柴油经喷油泵将油压提高到10MPa以上，通过喷油器喷入气缸，在很短时间内与压缩后的高温空气混合，形成可燃混合气。
久保田发动机的优点是功率大、经济性能好。柴油发动机的工作过程与汽油发动机有许多相同的地方，每个工作循环也经历进气、压缩、做功、排气四个行程。但由于柴油机用的燃料是柴油，其粘度比汽油大，不易蒸发，而其自燃温度却较汽油低，因此可燃混合气的形成及点火方式都与汽油机不同。不同之处主要是，久保田柴油机配件气缸中的混合气是压燃的，而不是点燃的。久保田柴油机配件工作时进入气缸的是空气，气缸中的空气压缩到终点时，温度可达500-700℃，压力可达40—50个大气压。活塞接近上止点时，发动机上的高压泵以高压向气缸中喷射柴油，柴油形成细微的油粒，与高压高温的空气混合，柴油混合气自行燃烧，猛烈膨胀，产生爆发力，推动活塞下行做功，此时的温度可达1900-2000℃，压力可达60-100个大气压，产生的功率很大，所以久保田柴油机配件广泛的应用于大型柴油汽车上。
久保田发动机采用进气增压技术后，由于压缩温度升高，在动力性与经济性进步的同时，碳氢化合物和氮氧化物的排量也必然增加。但增压柴油机在采用中冷技术以后，增压空气在进气缸以前被冷却，在一定程度上可以抑制只能在一定的温度区间(800℃-1000℃)使用。而柴油机排气不可能达到这样高的温度，只能通过在柴油机膨胀过程中，向气缸中喷进氨水来实现，但效果不很理想。该技术只是在发电厂得到了广泛应用，在车用柴油机上尚未应用。
