由于柴油机的混合气形成和燃烧都是在燃烧室内进行的，所占的时间又非常短促，因此，要使发动机具有良好的性能，不但要有良好的燃料喷射系统、较高的燃料喷雾质量，还必须有与燃料喷射配合恰当的燃烧室形状和气流运动，使燃料与空气混合均匀，提高空气利用率。柴油机燃烧室按结构形式，可分成两大类：直喷式和分隔式。
一、直喷式燃烧室
直喷式燃烧室是由活塞顶面、气缸盖底平面及气缸壁所包围的统一空间组成的，活塞顶上均开有深浅不同、形状各异的凹坑，按凹坑深浅不同又分为开式和半开式燃烧室两种，通常把活塞顶凹坑口径与活塞直径之比大于0.7的燃烧室称为开式燃烧室，而把活塞顶凹坑口径与活塞直径之比小于0.7的燃烧室称为半开式燃烧室。
（1）开式燃烧室。开式燃烧室如图3.30所示，其结构十分简单。活塞顶部的燃烧室有中心略有凸起的浅W形和平底的浅盆形，凹坑较浅。
开式燃烧室中的混合气形成主要依靠空间雾化混合方式，因此对雾化质量，也就是对喷射系统有很高的要求，开式燃烧室采用较多喷孔数目（常见的为6～12孔）的孔式喷油器和较高的喷射压力，最大喷射压力达到100 MPa以上，一般不组织或只有很弱的空气涡流运动，在混合气形成中空气运动所起的作用相对很小。混合气在燃烧室的空间内形成，避免油束直接喷到燃烧室的壁面上（油束贯穿率要求＜或≈1）。
对于开式燃烧室，我们希望通过油束与燃烧室形状的配合，使燃油尽可能均匀细微地分布到整个燃烧室的空间中，它空气利用率相对较低，一般均采用增压来保证较大的过量空气系数（1.5～2.2）以实现完善的燃烧，开式燃烧室一般适用于缸径较大（≥140mm）、转速较低（≤2 000 r/min）的柴油机中。
（2）半开式燃烧室。若将开式燃烧室应用于小缸径、高速柴油机中，则会遇到很大的困难。
由于转速高，混合气形成和燃烧的时间极短，若单靠燃油的喷散雾化，则不但喷孔直径需要很小、喷射压力需要很高、制造困难、使用可靠性下降，而且不能实现在较小的过量空气系数下有较好的混合气形成和燃烧，因此在这种情况下就应该采用半开式燃烧室，如图3.31所示。
图3.30 开式燃烧室
1—凹坑；2—喷油器；3—油束
图3.31 半开式燃烧室
1—油束；2—凹坑；3—空气涡流
半开式燃烧室的活塞顶部有较深的凹坑，形状有很多种，常见的有中心凸起的W形和平底的深坑形，凹坑有缩口的，也有不缩口的，凹坑口径与活塞直径之比一般在0.35～0.7。半开式燃烧室中的混合气形成依靠燃油的喷散雾化和空气运动两方面的作用。它采用孔式喷油器，常见的喷孔数目为4～6孔，并有较高的喷射压力，对喷射系统有较高的要求。与开式燃烧室相比，半开式燃烧室中的空气利用率有所提高，在过量空气系数为1.3～1.5时可以实现完善的燃烧。(www.xing528.com)
由于开式燃烧室与半开式燃烧室相比具有经济性更好、微粒排放量更低的突出优点，因此近年来在缸径相对较大的半开式燃烧室中出现了向开式燃烧室方向发展的趋势，即提高喷射压力、缩小喷孔直径、增多喷孔数目、增大活塞顶部凹坑喉口直径并减弱空气涡流强度。当然，这要以制造技术水平的提高以及增压技术的采用作为其前提条件。
二、分隔式燃烧室
分隔式燃烧室由两个空间组成，即主燃烧室和副燃烧室。主燃烧室设在活塞顶与缸盖底面之间，副燃烧室在气缸盖内，两室由一个或几个孔道相连。燃油不直接喷入主燃烧室内，而是喷入副燃烧室内。按其气流运动方式又分为涡流式和预燃式两种燃烧室。
（1）涡流式燃烧室。如图3.32所示，在气缸盖内呈球形的涡流室借与其内壁相切的孔道和主燃烧室连通。孔道直径较大，截面积为活塞截面积的1％～3.5％，这样可以减少流动损失，孔道方向与活塞顶成一定的倾斜角度，其截面形状也有许多种。
图3.32 涡流式燃烧室
1—喷油器；2—涡流室；3—油束；4—通道；5—主燃烧室；6—电预热塞；7—导流槽
混合气形成与燃烧的特点：在压缩行程中，活塞迫使空气从主燃烧室经过孔道挤入涡流室，形成强烈的、有规则的压缩涡流运动，压缩涡流在涡流式燃烧室柴油机的混合气形成中起主要作用。燃料顺涡流方向喷射到涡流室后，较小的油滴随空气运动，在空间蒸发，与空气混合，较大的油滴在气流作用下被带向燃烧室外围，其中部分燃料分布在壁面上。
混合气在孔道口附近靠近壁面处首先着火，在强烈涡流作用下，密度较小的燃烧产物被卷入涡流室中央，密度较大的新鲜空气不断压向四周形成良好的“热混合”。涡流室中着火燃烧后，室内气体压力和温度迅速升高，大部分燃料在涡流室中燃烧，未燃部分与高压燃气一起通过切向孔道喷入主燃烧室，并在活塞顶的浅凹槽内形成二次涡流，加速燃料与空气混合，继续完成燃烧。
（2）预燃式燃烧室。如图3.33所示，主燃烧室在活塞顶上，作为副燃烧室的预燃室在气缸盖内。连通主、副两燃烧室的孔道直径较小，截面积为活塞截面积的0.3％～0.6％，预燃定容积占整个燃烧室压缩容积的35％～45％，喷油器安装在预燃室中心线附近。
图3.33 预燃式燃烧室
1—喷油器；2—预燃室；3—油束；4—通道；5—主燃烧室
免责声明：以上内容源自网络，版权归原作者所有，如有侵犯您的原创版权请告知，我们将尽快删除相关内容。
