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柴油发电机组燃烧室是指当活塞位于上止点时，活塞顶面以上、气缸盖底面以下所形成的空间。柴油发电机组的燃烧室对燃料和空气形成可燃混合气的质量有很大影响、根据改善燃料和空气混合质量的途径不同，柴油发电机组的燃烧室可大致可分为以下两种类型：
一、直接喷射式燃烧室。
该燃烧室主要靠喷射燃油来与燃烧室形状相互配合，使燃油与空气均匀地混合:直接喷射式燃烧室又分为统一式、球形油膜式及复合式燃烧室。燃烧室形状与活塞顶端面几何形状有关。
油膜式燃烧室呈球形，位于活塞顶内，燃料喷向燃烧室壁面，大部分燃油在强涡流作用下喷涂在燃烧室壁面上，形成很薄的油膜，小部分燃油雾化分布在燃烧室空间并着火，随后即引燃从壁面上蒸发的燃料。这种燃烧室可使工作过程柔和，燃料燃烧完全，声轻无烟，并可使用轻质燃料;缺点是低温时起动较困难。
复合式燃烧室在活塞顶内呈深盆形，口部略有收缩，用特殊形状的进气道形成进气气涡流，采用单孔轴针式喷油器。复合式燃烧室把油膜蒸发混台燃烧与空间混合燃烧合理地结合起来，兼有两者的优点，故又称为复合式燃烧系统，其工作过程柔和，可燃用多种燃料，对喷油系统要求低，起动容易。缺点是低负荷排气中未燃的碳氢化物含量较高。
二、分隔式燃烧室。
分隔式燃烧室分成两部分。这两部分由一个或几个通道相连，利用两部分之间的气体流动，实现燃料与空气混合。分隔式燃烧室又分为涡流式和预燃式两种形式。设计良好的活塞顶端面利于空气流动、火焰传播，迅速形成膨胀压力、排出废气等。低速柴油发电机和部分中、高速柴油发电机主要采用涡流式和预燃式两种形式的燃烧室。
预燃式燃烧室由预燃室和主燃烧室两部分组成。预燃室在缸盖内，占压缩容积的25 ~40%，有一个或数个通孔与主燃烧室连通。燃料喷入预燃室中，着火后部分燃料燃烧，将未燃的混合物高速喷入主燃烧室，与空气混合燃烧。这种燃烧室适用于中小功率柴油发电机。
涡流式燃烧室由涡流室和主燃烧室组成。涡流室位于气缸盖上，呈球形或倒钟形，占总压缩容积的50 ~ 80%，有切向通道与主燃烧室相通。在压缩行程时，压入涡流室的空气产生强烈的涡流运动，促使喷入其中的燃料与空气混台。着火后混合物流入主燃烧室，形成二次流动，与主燃烧室内的空气混合燃烧。

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