当活塞由上向下运动时进气门打开，经空气滤清器过滤的新鲜空气进入气缸完成进气行程。活塞由下向上运动，进排气门都关闭，空气被压缩，上柴发电机租赁，温度和压力增高，完成压缩过程。活塞将要到达最顶点时，喷油器把经过滤的燃油以雾状喷入燃烧室中与高温高压的空气混合立即自行着火燃烧，形成的高压推动活塞向下作功，推动曲轴旋转，完成作功行程。作功行程完了后，活塞由下向上移动，远安上柴发电机，排气门打开排气，完成排气行程。每个行程曲轴旋转半圈。经若干工作循环后，柴油机在飞轮的惯性下逐渐加速进入工作。
硬件设计在供电电源，模拟量输入，开关量输入与输出，上柴发电机保养，通信接口等采用了特殊的隔离与抗干扰措施，上柴发电机组，抗干扰能力强，除集中组屏外，可以直接安装于开关柜上。软件功能丰富，除完成各种测量与保护功能外，通过与上位处理计算机配合，可以完成故障录波（1秒高速故障记录与9秒故障动态记录），谐波分析与小电流接地选线等功能。可选用RS232和CAN通信方式，支持多种远动传输规约，方便与各种计算机管理系统联网。