一、燃烧室设计原则
汽油机燃烧室的设计对发动机动力性、经济性、工作稳定性及排 放特性有很大影响，为此，燃烧室的设计应满足以下要求。
（一）结构尽量紧凑
用燃烧室的面容比—燃烧室表面积与其容积之比来表征燃烧室 的紧凑性。 面容比小，燃烧室结构紧凑，火焰传播距离短，燃烧可在短时间内完成、使爆燃倾向减小，还可以提高发动机压缩比。同时，由于单位体积的表面积较小，相对散热面积小，热损失减小，发动机热效率高，面容比小，使缸壁激冷区减小，hc排放量减少。燃烧室面容比大小取决于气缸直径与然烧室的形状，在采用小燃烧室情况下，为减少单位体积的表面积，多用半球形燃烧室。
（二）火花塞位置适当
火花塞位置不同，火焰传播距离和燃烧速度的变化率也不同，从而影响汽油机的工作性能，为此，确定火花塞位置时，应考虑以下几个方面：
1）应使火焰传播距离短，如火花塞布置在燃烧室中央。
2）使末端气体受热减少，如火花塞布置在排气门附近。
3）减少各循环之间的燃烧变动，保证暖机和低速稳定性好，如火花塞布置在进、排气门之间，便于利用新鲜混合气扫除火花塞周围的残余废气，使混合气易于点燃，同时应控制气流的强度，避免吹散火花。
4）确保发动机运转平稳，火花塞的位置应能使从火花塞传播开的火焰面逐渐扩大。
（三）燃烧室形状合理分布
燃烧室的容积分布情况反映了混合气体的分布情况。与火花塞位置相配合，决定了燃烧的放热规律、压力上升速度及工作稳定性等，用不同形状的燃烧室试验结果。
当圆链形燃烧室在其底部点火时，燃烧速率先快后慢，楔形燃烧室与此类似，在圆链形燃烧室顶部点火时，燃烧速率先慢后快，圆柱形的情况介于两者之间，浴盆形燃烧室与此类似。
总之，燃烧室的容积分布应配合火花塞的位置考虑，最有利的分布是使燃烧过程初期压力升高率较小，发动机工作柔和，中期放热量最多，以获得较大的循环功。后期补燃铰小，具有高的热效率。
（四）具有高的充气效率
进气口、进气道的布置尽量减小进气阻力，提高进气充量。燃烧室的形状应考虑允许有较大的进气门直径，如果楔形燃烧室可安排直径较大的进气门，混合气流经处应尽量光滑、转弯少，半球形和斜浴盆形燃烧室充量系数的比较。
半球形燃烧室的进气通道弯道少，且燃烧室弓高稍高（斜面积大）利于布置较大面积的进排气门，因此性能好，充量效率高。
（五）形成适当的紊流运动
燃烧室内形成适当强度的气体流动可以加快火焰传播;增加末端混合气的冷却；减少循环 间燃烧变动，扩大混合气体着火界限，利于燃烧更稀混合气;减少hc排放量，但紊流过强，向 缸壁传热损失增加，还可能吹熄火核而失火，反而使hc排放增多。图5-27所示为紊流适宜和紊流过强时燃烧压力变化的比较。
可见，紊流过强时，即使点火提前角减小，压力升高率仍较高，使工作粗暴，热效率降低。实践证明，紊流强度使压力升高率为196-245(千帕/度）时，发动机热效率最高。
汽油机产生紊流的方法有进气涡流和挤流两种。
1 进气涡流
进气涡流是利用进气口和进气道的形状在进气过程中造成气流绕气缸中心线的旋转运动，由于进气涡流加快了火焰传播速度，提高了燃烧速率，使热效率提高。图5-28所示为天津7100轿车用发动机组织进气涡流的实例。
组织进气涡流的同时会使进气阻力增加，充气效率下降，在低速低负荷时难以获得良好的进 气涡流。故只依靠进气涡流的燃烧室非常少，通常配合组织进气挤流。
2 挤流
挤流是当活塞接近压缩行程终点时，利用其顶部和缸盖底面之间的狭小间隙(称挤气间 隙）将混合气挤入主燃烧室内而产生，可利用燃烧室形状来控制涡流的大小和发生位置以及 在燃烧室内扰动的形成及其强度。图5-29为挤流式燃烧室。
压缩挤流的最大速度出现在压缩行程上止点前，因而加快了速燃期内的火焰传播，使燃烧迅速，同时离火花塞最远的边缘气体因受两个冷表面的影响，容易散热，对抗爆性有利，但挤气间隙过小时会增加hc排放量。一般挤气涡流不会引起充量系数下降，且可在节气门开度小时获得良好的紊流效果。
近年来，发展了一种低污染、低油耗、高旋流的燃烧室—火球形燃烧室。
进气过程形成的旋流在压缩过程中被压入排气门下面的小直径室内，高速旋流加之紧凑的燃烧室允许使用高的压缩比而不引起表面点火或爆燃。
（六）末端混合气要适当的冷却
对末端混合气适当冷却，可以避免燃烧室局部热点，降低终燃混合温度，减少爆燃倾向，同时要注意冷却强度不可过大，否则会使hc排放量增多。
二、常用典型燃烧室结构特点
（一）楔形燃烧室
楔形燃烧室具有以下特点:
1.燃烧室较紧凑，火焰传播距离较短。
2.挤气面积较大，对末端混合气冷却作用较强，爆燃倾向减小，可采用较高的压缩比。一般可达9.5 ～ 10.5左右。但同时由于挤气面积内的熄火区增大，hc排放量较多。设计时应控制挤气面积的大小。
3.气门斜置（6-30），有利于增大气门直径，气道转弯较少，使进气阻力减小，提高了充气性能。
4.火花塞布置在楔形高处，便于利用新气清除火花塞附近的废气，保证低速低负荷性能良好。但因混合气过分集中于火花塞处，使燃烧初期压力升高率较大，工作粗暴，no，排出量较高。
总之，楔形燃烧室具有较高的动力性、经济性，是目前汽油机广为采用的燃烧室。
（二）浴盆形燃烧室
浴盆形燃烧室具有以下特点：
l、燃烧室形状像椭圆形浴盆，高度相同，宽度略大于气缸范围，以便于加大气门直径，为防止壁面对气流的遮蔽作用，气门头部外形与燃烧室壁面之间应保持一定的距离（6～8mm)，因而，气门尺寸受限制。
2.挤气面积比楔形的小，挤流效果比较差。适当增加挤气面积可改善发动机性能。
3.燃烧室的面容比较大，火焰传播距离相对较长，不便于采用高的压缩比，由于燃烧时间拖长，使压力升高率较低，其动力性、经济性不高，对hc排放不利，但nox 排放较少。
4.制造工艺好，便于维修。
（三）半球形燃烧室
半球形燃烧室具有以下特点:
1.形状大致呈半球形或篷形，结构紧凑，与前两种相比，面容比最小，加之火花塞布置于燃烧室中央、火焰传播距离最短。
2.进、排气门均斜置，允许较大气门直径，进气道转弯最小，充气效率最高。
半球形燃烧室动力性、经济性好，no排放量少，高速适应性强，转速为6000r/min以上的汽油机均用此类燃烧室。
但由于火花塞附近容积较大，易使压力升高率过大，工作粗暴，紊流相对较弱，低速低负荷稳定性差，气门双行排列，使配气机构结构复杂。这种燃烧室没有挤气面，被压缩的混合气涡流较弱，易在低速大负荷时发生爆燃，半球形燃挠室由于其弧形缸盖，特别适用于二行程 汽油机。因其面容比小，对排气净化有利，近来被国外小轿车上采用。
三、其他类型燃烧室
前已述及，汽油机采用稀燃技术与快燃技术是改造 常规汽油机的一项重要措施。可以降低发动机燃油消耗，降低排放污染和提高压缩比。为保证 燃用稀混合气，需采取措施组织混合气的快燃或分层充气，相应地出现了许多新型燃烧系统。
（一）火球高压缩比燃烧室
缸盖上凹入的排气门下方为主燃烧室，它直径很小，形状紧凑，有一定挤气面积，能形成较强的挤气紊流。进气门下方为一浅凹坑，通过一浅槽与主燃烧室连通。活塞上行时，部分进入气门凹坑的混合气通过浅槽切向进入主燃烧室，并产生涡流运动。当活塞下行时，燃气以高速形成反挤流运动，使燃烧速度大大提高。与一般汽油机相比，允许使用高压缩 比而不引起表面点火或爆燃，耗油率较低，排污较少。可燃烧稀薄均匀混合气，空燃比为19～26。 但火球高压缩比燃烧室要求使用高辛烷值汽油。对缸内积炭较敏感。
（二）碗形燃烧室
活塞顶部凹坑形成燃烧室，其结构紧凑，火焰传播距离短，挤流较强，压缩 比可达到"，为获得较大的挤流强度，通常要精心设计燃烧室的口径、深度和活塞顶间隙，以 及与压缩比间的比例关系。此外，因火花塞正好位于挤流通道口上，对流速度变化很敏感。故 应恰当地选择点火时刻，碗形燃烧室巳在波尔舍轿车上应用。
（三）双火花塞燃烧室
双火花塞燃烧室，离半球形燃烧室中心的两边等距离布置两只火花塞，（相距，直径）。因而火焰传播距离等于缸径的1/2。这样可以适当推迟点火时间，提高了点火时混合气的温度和压力，使着火性能得到改善，燃烧持续时间缩短，提高了发动机性能。
（四）tgp燃烧室
带有tgpd的燃烧室，在燃烧室中设置副室，该副室为一扰动发生囊，其容积较小，与主燃烧室容积之比不大于20%，两者间用通道相连，在副室喷口处布置火花塞，在压缩过程中，新鲜混合气经通道进入副室，产生适当的涡流并对火花塞凹坑处进行扫气，在副室内，火焰核心点燃混合气，压力迅速升高，然后高温高压火焰喷入主燃烧室，使主燃烧室气体产生强烈紊流，加快了燃烧速度。这种燃烧室可燃用稀混合气。低负荷下经济性较好。
（五）本田公司的cvcc分层燃烧系统
本田分层燃烧系统cvcc（compoundvo viexcontroled combustlon system)
燃烧室分成主燃烧室和副燃烧室两部分。副燃烧室内装有辅助进气门和火花塞，室内有5个火焰孔与主室相通，工作中，供给副室少量浓混合气。α=12.5～13.5，主室供给稀混合气（α=20～21.5），通过火焰孔适当混合，在副室及火焰孔附近形成较浓的中间混合气层。点火后，副室混合气着火，并从火焰孔喷出火焰，点燃主室的可燃混合气。由于采用火焰点火燃烧稀混合气，燃烧室内无强烈紊流，因而燃烧缓慢，最高燃烧温度仅为l2oo℃左右，使nox生成量减少（nox排放量比一般汽油机低三倍）。因此，与其他燃烧室相比，cvcc燃烧室系统的主要优点是其排放性能好。
