當柱塞上升至“上上點”后往下移動，柱塞傾斜槽又會與吸入口相遇，柴油又被吸進柱塞套里面，再次重復上述的動作。直列式噴油泵每一組柱塞系統對應一個氣缸，4個氣缸就有4組柱塞系統，因此體積比較大，多用在中型以上汽車。例如公共汽車和大貨車上的柴油機一般用直列式噴油泵。噴油泵主要用在的汽車柴油機上，噴油泵總成通常是由噴油泵、調速器等部件安裝在一起組成的一個整體。其中調速器是保障柴油機的低速運轉和對高轉速的限制，確保噴射量與轉速之間保持一定關系的部件。而噴油泵則是柴油機最重要的部件，被視為柴油發動機的“心臟”部件，它一旦出問題會使整個柴油機工作失常

自吸油泵 啟動前先在泵殼內灌滿水（自吸油泵或泵殼內自身存有水）。啟動后葉輪高速旋轉使葉輪槽道中的水流向渦殼，這時入口形成真空，使進水逆止門打開，吸入管內的空氣進入泵內，并經葉輪槽道到達外緣。然后與右回水孔流來的水匯合，順著蝸殼流動。由于液體在蝸殼內不斷沖擊葉柵，就同空氣強烈攪拌混合，生成氣水混合物，并不斷地流動致使氣水不能分離。混合物在蝸殼出口被隔舌剝離，沿短管進入分離室。在分離室內空氣被分離出來，由出口管排掉，而水仍經左右回水孔流向葉輪外緣，并與吸入管空氣相混合。如此反復循環，逐漸將吸入管路中的空氣排盡，使水進入泵內，完成自吸過程。
油泵要有動力源才能運轉，它下部的凸輪軸是由發動機曲軸齒輪帶動的。噴油泵的關鍵零件是柱塞，如果以醫院常見的注射器做比喻，那么可移動的塞子就稱為柱塞，針筒就稱為柱塞套，假設在針筒里面安裝一只彈簧頂著柱塞一端，柱塞另一端接觸凸輪軸，當凸輪軸回轉一周，柱塞就會在柱塞套內上下移動一次，這就是噴油泵柱塞的基本運動方式。