Grundlage für den neuen Fünfzylinder-Diesel war der im Konzern bereits erfolgreich eingesetzte 1,5 Liter-Vierzylinder-Dieselmotor mit 37 kW (50 PS). Aus diesem Aggregat wurde in logischer Sequenz ein Fünfzylindermotor mit 2 Liter Hubraum und 51 kW (70 PS) entwickelt
Der Audi-Fünfzylinder-Diesel arbeitete nach dem sogenannten Wirbelkammer-Ver- fahren, wobei die angesaugte Verbrennungsluft in eine gezielte Drehbewegung versetzt wurde. Dies bewirkte eine optimale Gemischaufbereitung durch homogene Verwirbelung von Luft und Dieselkraftstoff und führte zu einer "sanften Verbrennung" des Gemisches.
Aus gut abgestimmten Einspritzzeiten über den gesamten Drehzahlbereich und der präzisen Dosierung des Kraftstoffes durch eine Verteiler-Einspritzpumpe resultierte eine optimale Energieausnutzung. Der Verbrauch eines Diesel-Motors ist deshalb so außerordentlich günstig, da durch das hohe Verdichtungsverhältnis der thermodynamische Wirkungsgrad wesentlich besser ist als der eines Otto-Motors, und der Diesel-Motor keinerlei "Luft"-Drosselverluste im Teillastbereich aufweist.
Die Verdichtung von 23:1 beim Fünfzylinder-Diesel liegt mehr als doppelt so hoch wie bei einem durchschnittlichen Otto- Motor. Die hohe Verdichtung hat die sogenannte Kompressionshitze zur Folge, die - als Zündtemperatur benutzt - eine elektrische Zündanlage erübrigt. Darin liegt ein wesentlicher Unterschied zum Otto- Motor. Die Glühkerze im Audi-Fünfzylinder- Diesel diente, im Gegensatz zu einer Zündkerze beim Otto-Motor, lediglich als Starthilfe. Bei kaltem Motor wärmte sie die Wirbelkammer so weit vor, dass die ersten Zündungen erfolgen konnten.
Am oberen Teil der dem Verbrennungsraum vorgelagerten Wirbelkammern befanden sich Einspritzdüsen. Sie sorgten dafür, dass Dieselkraftstoff und angesaugte Luft so homogen verwirbelt wurden, dass sie zu einer möglichst weichen Verbrennung gelangen. Die besondere Form der Wirbelkammern trug entscheidend zur Laufruhe und zum niedrigen Verbrauch des Fünfzylinder-Dieselmotors bei.
Die Verteiler-Einspritzpumpe förderte den Kraftstoff aus dem Tank, setzte ihn unter Druck und verteilte ihn entsprechend der Zündfolge an die einzelnen Einspritzdüsen. Außerdem regelte sie die Drehzahl und variierte den Einspritzbeginn.
Im Fünfzylinder-Dieselmotor des Audi 100 wurde die Nockenwelle - und das ist für einen Diesel außergewöhnlich - mit einem Zahnriemen angetrieben. Das trug zum geräuscharmen Lauf bei. Von der Nockenwelle wurde durch einen weiteren Zahnriemen auch die Einspritzpumpe betätigt.
Die Kühlwasserpumpe war im Kurbelgehäuse integriert und fungierte zugleich als Spanner für den Zahnriemen, von dem sie angetrieben wurde. Für die Schmierung sorgte eine zuverlässige Zahnradsichel-Ölpumpe mit direktem Antrieb von der Kurbelwelle.
Ein Torsions-Schwingungsdämpfer auf der Kurbelwelle sorgte für besondere Laufkultur des Motors. Er war gleichzeitig Riemenscheibe für verschiedene Nebenaggregate wie die Hydraulikpumpe der Servolenkung oder den Kältekompressor der Klimaanlage.
Die Pleuellager waren wegen der hohen Drücke im Dieselmotor stärker dimensioniert als in einem Otto-Motor. Ebenso drehte sich die Kurbelwelle in besonders kräftig konstruierten Lagern.