直列式喷油泵的特点是每个气缸分配一副柱塞，也因此导致各个柱塞的喷油量不能做到绝对一致。喷油泵是一种依靠柱塞在缸体中往复运动，使密封工作容腔的容积发生变化来实现吸油和压油及泵油的过程，按照柴油机的运行工况和气缸工作顺序，以一定的喷油规律定时、定量地向喷油器输送高压燃油。一般由泵体、驱动机构、泵油机构和油量调节机构组成。为满足不同功率的柴油机的需求，主要分为A型泵、B型泵和P型泵。

喷油泵在工作中包括吸油、泵油和回油三个过程。①吸油过程。柱塞由凸轮轴的凸轮驱动，当凸轮的凸起部分离开柱塞时，柱塞在柱塞弹簧的作用下下移，油腔容积增大，压力减小；当柱塞套上的径向进油孔露出时，低压油腔中的燃油便顺着进油孔流入泵腔。②泵油过程。当凸轮的凸起部分将柱塞顶起时，泵腔内的容积减小，压力增大，燃油顺着柱塞套上的径向油孔流回低压油腔；当柱塞上行到将柱塞套上的径向油孔完全堵上时，泵腔上的压力迅速增加；当此压力克服出油阀弹簧的预紧力时，出油阀上移；当出油阀上的减压环带离开阀座时，高压柴油便泵到高压油管中，经喷油器喷入气缸中。③回油过程。随着柱塞的继续上移，当柱塞上的斜槽与柱塞套上的径向油孔相通时，泵腔中的燃油便通过柱塞上的轴向油道、斜油道及柱塞套上的油孔流回到低压油腔，泵油停止。

柱塞由下止点移动到上止点所经过的距离称作柱塞行程，也就是喷油泵凸轮的最大升程。由泵油过程可知，喷油泵并不是在整个柱塞行程内都供油，只是在柱塞顶面封闭柱塞套油孔到柱塞螺旋槽打开柱塞套油孔这段柱塞行程内供油，称这段柱塞行程为柱塞有效行程。显然，柱塞有效行程越大，供油的持续时间越长，喷油泵每一次的泵油量即循环供油量便越多。欲改变柱塞有效行程，只需转动柱塞即可。