非道路用柴油發動機運轉的許多方面與汽車發動機的運轉相似。但是，在如何控制非道路用柴油發動機的性能方面存在根本差異。汽車的駕駛員控制發動機的功率以達到一定的車速。非道路用柴油發動機的操作員只需控制發動機轉速，即可自動產生動力。這種行為類似于汽車的巡航控制。
柴油發動機被描述為稀薄燃燒發動機：它們需要的空氣比燃料多。它們不受限制地吸入空氣，然后注入所需數量的燃料以產生所需的動力。而汽油發動機則是需要精確比例的空氣和燃料來產生動力。施加在加速踏板或油門踏板上的壓力打開或關閉控制發動機進氣閥門；燃油系統隨之響應，提供適量的燃油。腳離開踏板，無動力需求；踩到底，最大動力需求。
柴油發動機沒有節氣門。機械式非道路用柴油發動機具有一個速度需求操縱桿，操作員使用它來設置所需的發動機速度。最小操縱桿位置，最低速度；最大操縱桿位置，最高發動機速度。當您向以操作員設定的速度運轉的非道路用柴油發動機施加負荷時，發動機會自動產生動力以維持其速度。在機械發動機中，機械調速器執行這一功能。
力平衡
在機械調速器內，速度需求操縱桿會基于發動機轉速的力，產生反作用的彈力。這些力的平衡控制著注入發動機的燃油量。向發動機施加機器負載會降低發動機轉速。這造成了調速器力的不平衡，從而導致注入的燃油增加，并產生了更高的發動機功率來控制發動機轉速。同樣，如果去除機器負載，則發動機轉速會上升，這會造成調速器力的另一個不平衡，從而導致注入的燃油減少和發動機功率降低，直到速度得到控制。機械控制非常簡單，但在控制速度的方式上有其固有的局限性。
電子控制發動機
電子控制的非道路用柴油發動機的工作方式非常相似。機器向發動機電子控制模塊（ecm，electronic control module）發送速度請求，該模塊會計算此需求速度與傳感器提供的實際發動機速度之間的差。基于此計算，ecm調整注入的燃油量以達到所需的速度。改變注入的燃油量和控制速度只需要很小的需求速度與實際發動機速度差。電子控制也很簡單，但巧妙地利用各種傳感器來控制速度。
康明斯電噴發動機

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