柱塞式喷油泵利用柱塞在柱塞套内的往复运动吸油和压油，每一副柱塞与柱塞套只向一个气缸供油。对于单缸柴油机，由一套柱塞偶件组成单体泵；对于多缸柴油机，则由多套泵油机构分别向各缸供油。中、小功率柴油机大多将各缸的泵油机构组装在同一壳体中，称为多缸泵，而其中每组泵油机构则称为分泵。
分泵的结构图，其要害一部分是泵油机构。泵油机构主要由柱塞偶件(柱塞和柱塞套)、出油阀偶件(出油阀和出油阀座)等组成。柱塞(zhu se)的下部固定有调节(de xia bu gu ding you diao jie)臂，可通过它调节和转动柱塞的位置。柱塞上部的出油阀由出油阀弹簧压紧在油阀座上，柱塞下端与装在滚轮体中的垫块接触，柱塞弹簧通过弹簧座将柱塞推向下方，并使滚轮保持与凸轮轴上的凸轮相接触。
喷油泵凸轮轴由柴油机曲轴通过传动机构来驱动。对于四冲程柴油机曲轴转两圈，喷油泵凸轮轴转一圈。
柱塞式油泵的泵油原理。柱塞的圆柱表面上铣有直(de yuan zhu biao mian shang xi you zhi)线型(或螺旋型)斜槽，斜槽内腔和柱塞上面的泵腔用孔道连通。柱塞套上有两个圆孔都与喷油泵体上的低压油腔相通。柱塞由凸轮驱动，在柱塞套内作往复直线运动，此外它还可以绕本身轴线在一定角度范围内转动。
(1)吸油进程当柱塞下移，燃油自低压油腔经进油孔被悬入并布满泵腔。
(2)压油进程在柱塞自下止点上移的进程中，起初有一部分燃油被从泵腔挤回低压油腔，直到柱塞上部的圆柱(shang4 bu4 de0 yuan2 zhu4)面将两个油孔完全封闭时为止。此后柱塞继承上升，柱塞上部的燃油压力迅速增高到足以克服出油阀弹簧的作用力，出油阀即开始上升。当出油阀的圆柱环形带离开出油阀座时，高压燃油便自泵腔通过高压油管流向喷油器。当燃油压力高出喷油器的喷油压力时，喷油器则开始喷油。
(3)回油进程当柱塞继续上移到，斜槽与油孔开始接通，于是泵腔内油压迅速下降，出油阅在弹簧压力作用下立刻回位，喷油泵进行供油。此后柱塞仍继续上行，直到凸轮达到最高升程为止，但不再泵油。
由上述泵油进程可知，由驱动凸轮轮廊曲线的最大矢径决定的柱塞行程h(即柱塞的上、下止点坚饽距离)是一定的，但并非在整个柱塞上移行程hg内都供油，喷油泵只在柱塞完全封闭油孔之后到柱塞斜槽和油孔开始接通之前的这(xie2 cao2 he2 you2 kong3 kai1 shi3 jie1 tong1 zhi1 qian2 de0 zhe4)一部分柱塞行程hg内才泵泊。hg称为柱塞有效行程。显然，喷油泵每次泵出的油量取决于有效行程的长短，因此欲使喷油泵能随柴油机工况不同而改变供油量，只须改变有效行程。一般借改变柱塞斜槽与柱塞套油孔的相对位置来实现，将柱塞转向的方向，有效行程的供油量即增加;反之则减少。
(4)进行供油壮态当柱塞转到柱塞根本不可能完全封闭油孔位置，因此有效行程为零，即喷油泵处于不泵油壮态。
