柴油机的低怠速和部分负荷工况非常关键。相对于汽油机而言柴油机在此工作范围的优势是燃油消耗低。不足之处是噪声大和工作粗暴（特别是冷机状态），而着火延迟是低怠速时产生噪声的主要原因。
与起动工况一样，低转速和小负荷时，压缩终了气体温度较低，在怠速时更突出。
    因为燃烧时气缸内气体温度上升比较缓慢，燃烧室温度较全负荷时低（即使柴油机处在工作温度）且不均匀。由于气缸内壁表面积较大，散热快，预燃室式和涡流室式柴油机的这个问题更显著。这可以通过提高压缩比补救，但会造成在全负荷时，燃油消耗较高且机械噪声变大，所以这种补救措施可行性较差。
低怠速小负荷时，对喷射过程中的喷射起始时刻、喷油量和喷油特性要求很高。例如，怠速时最高的燃烧温度仅仅出现在上止点附近很小的活塞行程内，喷射起始时刻要求非常精确。
    对于每行程5～7mm3的低怠速供油量来说，燃油计量精确度（误差0. 5 mm3，相当于每行程供油量的10%）非常重要。由于在着火点集聚的燃油量对气缸压力的升高起决定性作用，所以在着火延迟期内只可以喷射少量的燃油。噪声取决于压力升高曲线的梯度，该梯度越陡，产生的“敲缸声”越大。另外还必须精确控制喷射起始时刻和喷油量，喷射系统必须确保喷油过程（每个行程的总供油量和每度曲轴转角0. 25 mm3）在15°～20°曲轴转角之间完成，各缸均一。现在降低噪声采用的更普遍的办法是预喷射，为此燃烧室要预处理，这在没有电磁阀控制的传统系统中无法应用。