火车发动机的工作原理是将热能转化为动能。一般发动机都是四冲程，它的工作原理包括进气行程、压缩行程、做功行程、排气行程，汽车发动机绝大部分是四冲程的。
1、首先在外力的作用下(起动机的带动)通过曲轴带动活塞作往复运动，一旦气缸作功，便可以脱离外力自行工作。
2、活塞由上小点向下止点运动时，进气门打开，开始实现进气(汽油车进的是混合气，柴淮机器进的是纯空气)-进气。
3、活塞由下止点向上止点运动时，进排气门关闭，将刚才的进气进行压缩，并产生高温-压缩。
4、在压缩终了时，汽油车的混和气在火花塞的作用下进行点火燃烧柴油车的高温气体在喷油器的作用下进行喷油而自行燃烧，气缸内的气体在燃烧的作用下急剧膨胀，促使活塞下行-作功。
5、活塞在由下止点向上止点运动时，排气门打开进行排气，并准备下一个循环。
1、燃料在汽缸内燃烧，所产生的高温高压气体在汽缸内膨胀，推动活塞往复运动，连杆带动曲轴旋转对外做功，燃料的热能转化为机械功。
2、柴油机发出的动力传输给传动装置，对柴油机、传动装置的控制和调节，将适应机车运行工况的输出转速。
3、转矩送到每个车轴齿轮箱驱动动轮，动轮产生的轮周牵引力传递到车架，由车架端部的车钩变为挽钩牵引力来拖动或推送车辆。
