柴油發電機組燃燒室是指當活塞位于上止點時，活塞頂面以上、氣缸蓋底面以下所形成的空間。柴油發電機組的燃燒室對燃料和空氣形成可燃混合氣的質量有很大影響、根據改善燃料和空氣混合質量的途徑不同，柴油發電機組的燃燒室可大致可分為以下兩種類型：
一、直接噴射式燃燒室。
該燃燒室主要靠噴射燃油來與燃燒室形狀相互配合，使燃油與空氣均勻地混合:直接噴射式燃燒室又分為統一式、球形油膜式及復合式燃燒室。燃燒室形狀與活塞頂端面幾何形狀有關。
油膜式燃燒室呈球形，位于活塞頂內，燃料噴向燃燒室壁面，大部分燃油在強渦流作用下噴涂在燃燒室壁面上，形成很薄的油膜，小部分燃油霧化分布在燃燒室空間并首先著火，隨后即引燃從壁面上蒸發的燃料。這種燃燒室可使工作過程柔和，燃料燃燒完全，聲輕無煙，并可使用輕質燃料;缺點是低溫時起動較困難。
復合式燃燒室在活塞頂內呈深盆形，口部略有收縮，用特殊形狀的進氣道形成進氣氣渦流，采用單孔軸針式噴油器。復合式燃燒室把油膜蒸發混臺燃燒與空間混合燃燒合理地結合起來，兼有兩者的優點，故又稱為復合式燃燒系統，其工作過程柔和，可燃用多種燃料，對噴油系統要求低，而且起動容易。缺點是低負荷排氣中未燃的碳氫化物含量較高。
二、分隔式燃燒室。
分隔式燃燒室分成兩部分。這兩部分由一個或幾個通道相連，利用兩部分之間的氣體流動，實現燃料與空氣混合。分隔式燃燒室又分為渦流式和預燃式兩種形式。設計良好的活塞頂端面利于空氣流動、火焰傳播，迅速形成膨脹壓力、排出廢氣等。低速柴油發電機和部分中、高速柴油發電機主要采用渦流式和預燃式兩種形式的燃燒室。
預燃式燃燒室由預燃室和主燃燒室兩部分組成。預燃室在缸蓋內，占壓縮容積的25 ~40% ，有一個或數個通孔與主燃燒室連通。燃料噴入預燃室中，著火后部分燃料燃燒，將未燃的混合物高速噴入主燃燒室，與空氣進一步混合燃燒。這種燃燒室適用于中小功率柴油發電機。
渦流式燃燒室由渦流室和主燃燒室組成。渦流室位于氣缸蓋上，呈球形或倒鐘形，占總壓縮容積的50 ~ 80% ，有切向通道與主燃燒室相通。在壓縮行程時，壓入渦流室的空氣產生強烈的渦流運動，促使噴入其中的燃料與空氣混臺。著火后混合物流入主燃燒室，形成二次流動，進一步與主燃燒室內的空氣混合燃燒。
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