五十铃汽车柴油机的燃烧过程是物理一化学复杂变化的过程。燃烧过程往往是可燃混合气的形成与燃烧同时进行，而且时间极短，仅在压缩行程上止点附近几十度曲轴转角内就完成了。但根据柴油机燃烧过程的特点，为了便于对燃烧过程进行分析，可将整个过程划分为四个阶段。为直观起见，可利用气缸压力随曲轴转角的变化关系，如图所示来进行具体的分析。

在压缩行程中，当曲轴转到上止点前的O点时，喷油泵开始向喷油器供油，在曲轴转到稍后一些的A点位置时，喷油器开始向燃烧室喷油。喷油泵开始向喷油器供油的O点至上止点之间的曲轴转角称为供油提前角。而喷油器开始向燃烧室喷油的点至上止点之间的曲轴转角为喷油提前角。两者相差为8℃左右。
从A点开始进入燃烧过程，下面将燃烧过程划分为四个阶段进行分析。
第一阶段一滞燃期。从柴油喷入燃烧室起，到开始着火为止，这段时间称为滞燃期。
在压缩行程接近终点时，气缸中弱空气温度高达600℃，远远高于燃油在所处压力下的自燃温度，但喷入燃烧室内的燃油并不是马上着火，需要经历雾化、加热、蒸发、扩散与空气混合等物理准备阶段及着火前的化学反应准备阶段。当某处完成了上述准备工作，便产生了第一个火焰中心，燃烧即由此开始。
滞燃期通常用时间衡量约0.001～0.003s。要求滞燃期尽量压力达到最高为止，这一阶段时间称为速燃期。
混合气着火后，形成很多火焰中心，并迅速向四周传播，以很快的速度进行燃烧，使气缸内的压力和温度迅速升高，在此期终了时的压力达到最高值。
速燃期中，气缸压力的升高速度，通常用压力增长率来表示。所谓压力增长率，是指曲轴每转过1°时气缸内压力升高的数值。为使柴油机工作泵和平稳，一般希望压力增长率为400kPa～600kPa（°）压力增长率过高，柴油机工作粗爆，机件负荷增加，使用寿命缩短。压力增长率过低，柴油机工作柔和，但会使功率下降。一般是通过控制滞燃期的长短来控制速燃期的压力增长率。
第三阶段一缓燃期。从气缸内最高压力点起到压力开始急剧下降点为止，这一阶段的时间称为缓燃期。
缓燃期的燃烧是在气缸容积不断增加的情况下进行的，开始燃烧很快，但由于氧气很少，废气增多，燃烧条件不利，故燃烧越来越慢，气缸内压力开始下降。但燃气温度继续升高，可达2000℃。
第四阶段一后燃期。从缓燃期的终点到燃油基本上完全燃烧时为止，这一阶段的时间称为后燃期。
在缓燃期结束时，虽然喷油早已结束，但由于燃烧时间短促，燃油和空气混合又不均匀，总有一些燃油不能及时烧完。延长到膨胀线上继续燃烧。特别是在高速、高负荷工况时，由于过量空气少，混合气形成和燃烧时间短，后燃现象严重，有时甚至一直延续到排气过程。
在后燃期，虽然气缸内的气体仍受热膨胀，但此时活塞迅速下移，气缸内的压力迅速下降，后燃所释放出来的热量不能有效地转化为有用功，相反增加了散往冷却水的热量损失，同时还增加了活塞组及缸套等的热负荷，使排气温度提高，导致柴油机的经济性下降，所以应尽量减少过后燃烧。