柴油机的燃油喷射系统是柴油机的控制中心或“心脏”。许多不同类型的燃油喷射系统尽管设计或型号不同,其作用是按照柴油机工作过程的需要,将一定数量的柴油,在一定的时间内以一定的压力使柴油雾化喷入汽缸,与压缩空气形成均匀的可燃混合气而燃烧。

燃油喷射系统必须满足下列要求：
1. 喷油应正时
2. 喷油量的计量(测定)
3. 燃油必须加压
4. 燃油必须雾化
5. 燃油应按柴油机发火的次序进行分配
6. 起始喷射和终止喷射的迅速控制

柴油机混合气形成特点：

柴油机的混合气只能在气缸内部形成，即在接近压缩行程终点时，通过喷油器把柴油喷入气缸内，柴油油滴在炽热的空气中受热、蒸发、扩散，并与空气混合形成可燃混合气，最终自行发火燃烧。
与汽油机相比，柴油机混合气形成的时间极短，只占15°～35°曲轴转角。燃烧室各处的混合气成分很不均匀，且随时间而变化。虽然柴油机的平均过量空气系数a＞1，但是在燃烧室内仍然有的地方混合气过浓，燃烧不完全；有的地方混合气过稀，空气得不到充分利用。
为了改善柴油机的混合气形成与燃烧，燃油系统、燃烧室以及它们之间的相互匹配起着重要的作用。不同形式的燃烧室对喷油始点、喷油持续角、喷油压力、喷油规律、喷注雾化质量及其在燃烧室内的分布等都有不同的要求。这些喷油参数的变化对柴油机的经济性、动力性、排放性和噪声水平都有直接的影响。

柴油机燃烧室的形状不胜枚举，一般均按其结构形式分为直喷式燃烧室和分隔式燃烧室两大类。直喷式燃烧室的容积集中于气缸之中，且其大部分集中于活塞顶上的燃烧室凹坑内。燃烧室凹坑的形状多种多样，极具创造性。其中有的为回转体，有的则是非回转体。
分隔式燃烧室的容积则一分为二，一部分位于气缸盖中，另一部分则在气缸内。在气缸内的那部分称主燃烧室，位于气缸盖中的那部分称副燃烧室。主、副燃烧室之间用通道连通。分隔式燃烧室又有涡流室燃烧室和预燃室燃烧室之分。

柴油机燃油系统的功用：

1)在适当的时刻将一定数量的洁净柴油增压后以适当的规律喷入燃烧室。喷油定时和喷油量各缸相同且与柴油机运行工况相适应。喷油压力、喷注雾化质量及其在燃烧室内的分布与燃烧室类型相适应。
2)在每一个工作循环内，各气缸均喷油一次，喷油次序与气缸工作顺序一致。
3)根据柴油机负荷的变化自动调节循环供油量，以保证柴油机稳定运转，尤其要稳定怠速，限制超速。
4)储存一定数量的柴油，保证汽车的续驶里程。

柴油机燃油系统的组成：
柴油机燃油系统包括喷油泵、喷油器和调速器等主要部件及柴油箱、输油泵、油水分离器、柴油滤清器、喷油提前器和高、低压油管等辅助装置。
喷油器是柴油机燃油供给系中实现燃油喷射的重要部件，其功用是根据柴油机混合气形成的特点，将燃油雾化成细微的油滴，并将其喷射到燃烧室特定的部位。喷油器应满足不同类型的燃烧室对喷雾特性的要求。一般说来，喷注应有一定的贯穿距离和喷雾锥角，以及良好的雾化质量，而且在喷油结束时不发生滴漏现象。
汽车柴油机广泛采用闭式喷油器。这种喷油器主要由喷油器体、调压装置及喷油嘴等部分组成。闭式喷油器的喷油嘴是由针阀和针阀体组成的一对精密偶件，其配合间隙仅为0.002～0.004mm。为此，在精加工之后，尚需配对研磨，故在使用中不能互换。一般针阀由热稳定性好的高速钢制造，而针阀体则采用耐冲击的优质合金钢。根据喷油嘴结构形式的不同，闭式喷油器又可分为孔式喷油器和轴针式喷油器两种，分别用于不同类型的燃烧室。