1）进油过程。当平面凸轮盘的凹下部分转至与滚轮接触时，柱塞弹簧将分配柱塞由右向左推移至柱塞下止点位置，这时分配柱塞上的进油槽与柱塞套上的进油孔连通，柴油自喷油泵体的内腔经进油道进入柱塞腔和中心油孔内。
2）泵油过程。当平面凸轮盘由凹下部分转至凸起部分与滚轮接触时，分配柱塞在凸轮盘的鞭策下由左向右移动。在进油槽转过进油孔的同时，分配柱塞将进油孔封闭，这时柱塞腔内的柴油开始增压。与此同时，分配柱塞上的燃油分配孔（槽）转至与柱塞套上的一个出油孔相通，高压柴油从柱塞腔经中心油孔、燃油分配孔（槽）、出油孔进入分配油道，再经出油阀和喷油器喷入燃烧室。
平面凸轮盘每转一周，分配柱塞上的燃油分配孔依次与各缸分配油道接通一次，即向柴油机各缸喷油器供油一次。
3）停油过程。分配柱塞在平面凸轮盘的鞭策下继续右移，当柱塞上的泄油孔移出油量调节套筒并与喷油泵体内腔相通时，高压柴油从柱塞腔经中心油孔和泄油孔流进喷油泵体内腔，柴油压力立即下降，供油停止。
从柱塞上的燃油分配孔与柱塞套上的出油孔相通的时刻起，至泄油孔移出油量调节套筒的时刻止，这期间分配柱塞所移动的距离为柱塞有效供油行程。显然，有效供油行程越大，供油量越多。移动油量调节套筒即可改变有效供油行程，向左移动油量调节套筒，停油时刻提早，有效供油行程缩短，供油量减少反之，向右移动油量调节套筒，供油量增加。油量调节套筒的移动由调速器把持。
4）压力平衡过程。分配柱塞上设有压力平衡槽（在柱塞上燃油分配槽180°角对面），在分配柱塞旋转和移动过程中，压力平衡槽始终与喷油泵体内腔相通。在某一气缸供油停止之后，且当压力平衡槽转至与相应气缸的分配油道连通时，分配油道与喷油泵体内腔相通，于是两处的油压趋于平衡。在柱塞旋转过程中，压力平衡槽与各缸分配油道逐个相通，致使各分配油道内的压力均衡一致，从而可以包管各缸供油的均匀性。
对于六缸柴油机而言，分配泵的平面凸轮盘上有六段凸轮型线，彼此间隔60”；滚轮座中装有4个滚轮，彼此间隔别离为60°和120°。柱塞顶端有六条进油槽，而圆周上仍只有一条出油槽，相应的分配套筒上也有1个进油孔和6个出油道。油泵传动轴每转过60°，柱塞就完成一次进油、压油和分配的供油过程。这样的供油过程重复六次，分配泵传动轴旋转一周。
