図のようなディーゼルエンジンのシリンダヘッドとピストン頂面のくぼみからなる燃焼室に直接，燃料を噴射する形式．副室式の燃焼方式に比較して副室と主室間のガス流れにおける絞り損失がないことや燃焼室形状が単純であり燃焼室表面積も少なく冷却損失が小さいことなどにより，トラックやバス用エンジンで45%，船舶用で50%以上の高い熱効率を有する．燃料噴射圧力の高圧化（100MPa以上）と，燃焼室内の空気流動（スワールやスキュシュ）の利用により燃焼性の向上と排気煙濃度の低減を図っている．ピストン頂面のくぼみには大別して浅皿形と深皿形があり，形状としては図に示すようにくぼみ底面中央に円すい状の突起のあるトロクダル形とくぼみ入口の直径が内部の直径より小さなリエントラント形が一般的である．ピストン内のくぼみ（ボール＝どんぶり）の意味で，このような燃焼室をボールインピストンともいう．