柴油发动机的燃烧解读
柴油发动机的燃烧解读
项目四柴油机混合气形成与燃烧学习目标：掌握柴油机两种混合气的形成方式及特点，掌握直接喷射式和分隔式两大类柴油机燃烧室的结构及性能特点；了解柴油机供油系统的组成和喷射过程，掌握柴油机的燃烧过程及影响因素，掌握电控柴油喷身系统的组成、分类、电子控制功能，并在学习过程中随时注意对柴油机和汽油机进行比较。
任务一柴油机混合气形成与汽油机工作原理相比，只有一个行程即作功行程中，柴油机由于用的柴油粘度比汽油大、不易蒸发，且自然温度又较汽油低，所以采用的是压缩自燃式点火。
任务二柴油机的燃烧过程柴油机燃烧过程非常复杂，为了便于分析和揭示燃烧过程的规律，通常将这一连续的燃烧过程分为四个阶段，即着火延迟期（又称为滞燃期）、速燃期、缓燃期和补燃期，如图所示。
（一）着火延迟期从柴油开始喷入气缸起到着火开始为止的这一段时期称为着火延迟期。
着火延迟期内，燃烧室内的混合气进行着物理和化学准备过程。
物理准备过程：燃油的粉碎分散、蒸发汽化和混合。
化学准备过程：混合气的先期化学反应直至开始自燃。
特点：压力没有偏离压缩线。
影响着火延迟期长短的主要因素是：喷油时缸内的温度和压力越高，则着火延迟期越短。
柴油的自燃性较好（十六值较高），着火延迟期较短。
燃烧室的形状和壁温等。
喷油提前角：开始喷油到活塞到达上止点所对应的曲轴转角为喷油提前角。
（二）速燃期速燃期:从开始着火（即压力偏离压缩线）到出现最高压力.特点：压力急剧上升，压力达到最高（有可能达到13MPa以上）一般用压力升高率λp〔kPa／(º)曲轴〕表示压力急剧上升的程度。
式中：△p——速燃期始点和终点的气体压力差（kPa）;△θ——速燃期始点和终点相对于上止点的曲轴转角差（CAº）。
特点：（1）压力升高率很高，接近等容燃烧，工作粗暴。
（2）达到最高压力（6~9MPa）。
（3）继续喷油。
压力升高率过大，则柴油机工作粗暴，燃烧噪音大；同时运动零件承受较大的冲击负荷，影响其工作可靠性和使用寿命；压力升高率大，燃烧迅速，柴油机的经济性和动力性会较好。
柴油机的工作原理
柴油机的工作原理柴油机是一种内燃机，它利用柴油燃料进行燃烧，产生高温高压气体驱动活塞运动，从而将热能转化为机械能。
柴油机的工作原理可以分为四个基本过程：进气、压缩、燃烧和排气。
1. 进气过程：柴油机的进气过程是通过进气门实现的。
在活塞下行运动时，气缸内的容积增大，气缸内的压力降低，进气门打开，外部空气通过进气道进入气缸。
进气门关闭后，活塞开始向上运动，气缸内的空气被压缩。
2. 压缩过程：随着活塞向上运动，气缸内的空气被压缩，压缩比普通在16:1至22:1之间。
压缩过程使空气温度升高，压力增加，形成高压高温的压缩空气。
3. 燃烧过程：当活塞接近顶死点时，柴油燃料通过喷油器喷入气缸内。
柴油燃料遇到高温高压的压缩空气时，自燃点附近的燃料开始燃烧。
燃烧过程产生的热能使气体膨胀，推动活塞向下运动，驱动曲轴旋转。
4. 排气过程：当活塞接近下死点时，排气门打开，废气通过排气道排出气缸。
同时，活塞开始向上运动，气缸内的容积增大，将剩余废气排出。
柴油机的工作原理基于循环过程，也称为“四冲程循环”。
通过循环过程，柴油机将燃料的化学能转化为机械能，实现了能量的转换。
柴油机的工作原理与汽油机相比有一些不同之处。
首先，柴油机利用的是压燃原理，而汽油机利用的是火花点火原理。
其次，柴油机的压缩比较高，热效率较高，适合大功率输出；而汽油机的压缩比较低，燃烧较快，适合高转速运行。
此外，柴油机的燃料经济性更好，燃油消耗量相对较低。
总结起来，柴油机的工作原理是通过进气、压缩、燃烧和排气四个过程实现能量转换。
柴油机以其高效率、高扭矩和低燃油消耗量的特点，在汽车、船舶、发机电等领域得到广泛应用。
柴油机的工作原理与燃烧室
柴油机的工作原理与燃烧室柴油机是一种内燃机，它使用柴油作为燃料进行燃烧来驱动发动机的运转。
与汽油机相比，柴油机的工作原理和燃烧室结构有所不同。
首先是进气过程。
柴油机的进气是通过进气阀（气门）控制的。
当活塞向下运动时，气门打开，气门下方的气缸内产生负压，使空气通过进气门进入气缸。
接下来是压缩过程。
在活塞向上运动的过程中，气门关闭，气缸内的空气被压缩。
柴油机通过提高活塞的压缩比（即气缸内气体体积的最小值与最大值之比）来提高燃料的压力，从而提高其热效率。
然后是燃烧过程。
在活塞接近顶部位置时，柴油喷射器将燃油喷入高温高压的气缸中。
柴油燃料由于压力和温度的升高而迅速蒸发，并与气缸内的空气混合。
然后，通过自燃现象（即空气中的氧气与柴油燃料的混合物发生自发燃烧），使混合物燃烧并释放出巨大的能量。
最后是排气过程。
在燃烧完毕后，活塞再次向下运动，废气通过排气阀（气门）排出气缸。
然后，新的进气过程开始。
柴油机的燃烧室结构与汽油机有所不同。
常见的柴油机燃烧室结构有块式燃烧室、球形燃烧室和梨形燃烧室。
块式燃烧室是最早也是最简单的燃烧室结构。
它与汽油机类似，燃烧室位于活塞顶部。
燃油通过喷嘴喷入燃烧室，并与空气混合并燃烧。
块式燃烧室具有简单、易于制造和维护的特点，但其燃烧效率较低。
球形燃烧室是一种改进的燃烧室结构。
它具有球形的形状，能够使空气与燃油充分混合，并使燃烧产生的高温高压气体扩散均匀，从而提高燃烧效率。
梨形燃烧室是目前柴油机常用的燃烧室结构。
它的形状如同一个倒置的梨，燃油喷入燃烧室的顶部，空气经过预燃室和倒角部位混合并燃烧。
梨形燃烧室具有良好的燃烧效果和低污染排放的特点。
总的来说，柴油机的工作原理是通过进气、压缩、燃烧和排气这四个基本过程来实现。
而不同的柴油机燃烧室结构则影响着燃烧效率和排放性能，因此燃烧室结构的设计对柴油机的性能具有重要影响。
第四章 柴油机的燃料与燃烧过程
蒸发性好的组成成分其发火性差。90％和95％馏出温度标志柴油
中所含重质成分的数量。90％和95％馏出温度高，说明柴油中重
质成分较多，其挥发性较差，在气缸内不易蒸发，与空气混合不
均匀，导致排气冒烟和积炭增加；因此，应对90％和95％馏出温
度有所控制，要求其值较低。一般要求柴油的50％馏出温度应适
宜，90％馏出温度和95％馏出温度应比较低。
2）中、小型柴油机：除依靠喷雾条件的改进， 还必须依靠强烈的涡流运动—分隔式燃烧室；
2. 油膜蒸发混合
1）大部分燃油 燃燒室壁
蒸发
汽化 混合
进气涡流
油膜
压缩涡流
混合气
热分层效应 有效利用空气
2）少部分燃油以油雾形式分散在燃烧室空间， 完成着火准备，形成火源，点燃油膜蒸发混 合形成的可燃混合气。
控制燃烧室的壁温和油量，可抑制燃烧 前期的反应，控制燃烧过程的进展。
20℃，适合于冬季或寒冷地区使用。
第二节 柴油机混合气的形成
化学能 燃烧 热能 膨胀做功 机械能 一、混合气形成的特点
与汽油机相比，柴油机的混合气形成有如下的特点。首先是柴 油机的混合气形成只能在气缸内部进行；其次是混合气形成所占时 间甚短，一般占15°～35°曲轴转角，在0.0007～0.003秒的时间 内燃油经历破碎雾化、吸热、汽化、扩散与空气混合等过程，因而 混合气成分在燃烧室各处很不均匀，而且随着燃油的不断喷入在不 断改变。这就迫使柴油机的过量空气系数远大于汽油机。柴油机的 过量空气系数一般为1.2～1.5，致使气缸工作容积利用率降低。
3）介质反压力 介质的密度增加，反压力增大，作用在油
束上的空气阻力增加，有利于燃料雾化，喷雾 锥角增加，射程缩短。
4）喷油泵凸轮外形及转速
柴油发动机燃烧知识介绍1
燃烧知识
4、影响燃烧关键重要因素： ●燃烧室： 由于柴油机的混合气形成和燃烧是在燃烧室内进 行的，所以其燃烧室结构型式直接影响到所形成的 混合气的品质和燃烧状况。 燃烧室的分类： 一般按结构型式分为直喷式燃烧室和分隔式 燃烧室。分隔式又分涡流室和预燃室。
燃烧知识
直喷式
预燃室
涡流式
燃烧知识
燃烧知识
燃烧知识
●喷油器：
喷油器的功用是将来自喷油泵的高压柴油喷 射雾化，并按一定的要求（如：一定的射程和喷 雾锥角、雾化良好、喷入燃烧室的相应位置等） 将柴油喷射到燃烧室中。 喷油器常见的型式有铀针式与孔式两种。 ▼孔式： 主要用于直接喷射的燃烧室。喷孔数目 的范围一般为1～8个。喷孔直径0.1－0.5之间。 喷孔数目与喷射方向要根据燃烧室的形状、空气 涡流的情况及对喷雾质量的要求来确定。
燃烧知识
（2）喷射压力必须足够高，以利于柴油雾化。 （3）柴油喷射系统的喷油规律应与燃烧过程相对应。控制 前期喷油量，加快中期喷射量，尽快结束后期喷射。也就是 所说的先缓后急。 （4）在燃烧室内组织较强的空气涡流运动,促进空气与柴油 的均匀混合。
燃烧知识
Ⅰ:着火延迟期 Ⅱ:速燃期 Ⅲ:缓燃期 Ⅳ:后燃期
●粘度。评定柴油稀稠度的指标，与柴油的流动性
有关。柴油的流动性同温度有关。
由于柴油的这些特性，因此柴油机不能像汽油 机那样在气缸内形成可燃混合气。柴油机的混合气 只能在气缸内部形成。
燃烧知识
即在接近压缩行程终点时，通过喷油器把柴油 喷入气缸内，柴油油滴在炽热的空气中受热，蒸 发，扩散，并与空气混合形成可燃混合气。最终 自然发火燃烧。 为了改善柴油机混合气形成及燃烧，燃油系 统、燃烧室以及它们之间的相互匹配起着重要的 作用。不同型式的燃烧室对喷油始点、喷油持续 角，喷油压力、喷油规律、喷注雾化质量及其在 燃烧室内的分布等都有不同的要求。这些参数的 变化对柴油机的经济性、动力性、排放性和噪声 水平都有直接的影响。
发动机的燃烧过程及工作原理
发动机的燃烧过程及工作原理发动机是汽车、飞机等各种交通工具的核心组件，而燃烧过程是发动机能够产生动力的关键。
本文将介绍发动机的燃烧过程及其工作原理，以揭示发动机背后的奥秘。
一、燃烧过程简介燃烧是指可燃物料与氧气在一定条件下发生的氧化反应。
而发动机的燃烧过程是指通过可燃物料（通常为汽油或柴油）与空气的混合物在气缸内燃烧，从而驱动活塞运动，转化为机械能的过程。
二、火花点火式火花点火式发动机是目前大多数汽车所采用的发动机类型，下面将以火花点火式发动机为例，介绍其燃烧过程及工作原理。
1. 吸气冲程：活塞从上止点开始向下运动，此时气缸内压力低于大气压，进气阀开启。
活塞下行使气缸内形成负压，使得进气阀打开，进气门将燃料和空气混合物送入气缸。
2. 压缩冲程：活塞自下行止点开始向上运动，进气阀关闭。
活塞上行使气缸内的混合物开始被压缩，同时引擎控制单元（ECU）发送信号，点燃火花塞产生的火花，点燃燃料和空气混合物。
3. 爆发冲程：在压缩冲程的末端，点火系统点燃燃料和空气混合物，产生火焰。
火焰迅速蔓延，形成高温高压的气体，推动活塞向下运动。
4. 排气冲程：活塞自下行止点运动至上止点，此时进气气门关闭，排气气门开启。
废气被排出气缸，准备进入下一个工作循环。
三、柴油与火花点火式发动机不同，柴油发动机采用压燃燃料（柴油），无需火花塞点火。
下面将以柴油发动机为例，介绍其燃烧过程及工作原理。
1. 进气冲程：活塞从上止点开始向下运动，进气阀开启，气缸内形成负压，柴油燃料由喷油器喷射至气缸内。
2. 压缩冲程：活塞自下行止点开始向上运动，进气阀关闭。
柴油燃料被压缩至高温高压状态。
在压缩过程的末端，柴油燃料达到自燃温度并点燃。
3. 扩展冲程：点燃后的柴油形成火焰，在气缸内迅速扩展。
高温高压的火焰推动活塞向下运动。
4. 排气冲程：活塞自下行止点运动至上止点，进气气门关闭，排气气门开启。
废气被排出气缸。
四、发动机工作原理总结发动机的工作原理可以归纳为吸气、压缩、燃烧和排气四个基本过程。
柴油发电机的工作原理
柴油发电机的工作原理
柴油发电机是一种利用柴油燃烧产生的热能驱动发动机，将机械能转化为电能的设备。
柴油发电机的工作原理如下：
1. 燃烧室：柴油发动机的燃烧室是燃烧柴油的地方。
燃油通过喷油器喷入到燃烧室中，在高压情况下与高温空气混合并燃烧。
2. 压缩行程：柴油发动机工作的第一个阶段是压缩行程。
活塞朝上运动，使燃油与空气混合气体被压缩到高压。
3. 燃烧行程：当活塞达到顶点时，喷油器会喷出一定量的柴油进入燃烧室。
柴油遇热闪蒸，形成可燃气体，与高压高温的空气混合，燃烧放出能量。
4. 排气行程：燃烧之后，活塞开始向下运动，将燃烧产生的废气排出排气门。
5. 发电行程：活塞向下移动的同时，驱动曲轴旋转，通过连杆将往复的动力转化为旋转动力。
旋转的曲轴带动发电机转子在磁场作用下产生电流，从而产生电能。
总结起来，柴油发电机的工作原理是通过柴油的燃烧产生高温高压气体，驱动活塞运动，并将这种机械能转化为电能。
柴油机的燃烧过程解读
③ 排气品质好；
④ 变工况适应好；应在负荷、转速变化时，
柴油机性能稳定；
⑤ 冷起动性好；
⑥ 制造、维修方便。
3、直喷式燃烧室的空气涡流运动
空气涡流运动是加速混合气形成的
有效手段；也是保证完善燃烧的重 要条件。
直喷式燃烧室产生涡流运动的方法
有种：
1）进气涡流—靠切向进气道和螺旋 进气道形成。 切向进气道：气道母线与气缸相切， 在气门前强烈收缩，使气流越来越 快进入气缸后受缸壁的约束而转向， 形成涡流。
一、燃油的喷雾
1.燃油的雾化 燃油在经喷孔 喷出时，在气 缸中被破碎成 微粒的过程。
L:射程 :锥角 喷油横截 面上燃油 分布 喷油横截面 上油粒速度 图6-5 喷注的形状
2．喷注的特征：
①喷注射程L：表示喷注贯穿深度； ②喷注锥角β：表示喷注紧密程度； ③细微度和均匀度：表示雾化程度。 细微度-油注中的平均直径 均匀度-油注中最大直径与最小直径之差
直喷式燃烧室：燃油直接喷入由活塞顶和缸盖形成的
一个统一空间。
开式燃烧室—浅坑型，如浅盆形或浅ω 形燃烧室
半开式燃烧室—深坑型，如ω 形和球形燃烧室
分开式燃烧室：由主燃室和副燃室两部分组成。
如：涡流室式燃烧室和预燃室式燃烧室
2．对柴油机燃烧室的要求：
① α 小，但应燃烧完全及时； ② 适度的Δ P/Δ Φ 和Pz值；以保证工作柔和， 平稳，可靠；
球型燃烧室
5、分开式燃烧室
1）涡流室式燃烧室
混合气形成：空间雾化混合为主。一般采用轴针 式喷油器。 主要特点： 喷雾质量要求不高。 ΔP/ΔΦ较小，工作柔和。 α值可较小，空气利用率高。 变工况适应性好，对转速不敏感。 面容比较大，经济性较差，启动性差。
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柴油发动机的燃烧解读项目四柴油机混合气形成与燃烧学习目标：掌握柴油机两种混合气的形成方式及特点，掌握直接喷射式和分隔式两大类柴油机燃烧室的结构及性能特点；了解柴油机供油系统的组成和喷射过程，掌握柴油机的燃烧过程及影响因素，掌握电控柴油喷身系统的组成、分类、电子控制功能，并在学习过程中随时注意对柴油机和汽油机进行比较。
任务一柴油机混合气形成与汽油机工作原理相比，只有一个行程即作功行程中，柴油机由于用的柴油粘度比汽油大、不易蒸发，且自然温度又较汽油低，所以采用的是压缩自燃式点火。
任务二柴油机的燃烧过程柴油机燃烧过程非常复杂，为了便于分析和揭示燃烧过程的规律，通常将这一连续的燃烧过程分为四个阶段，即着火延迟期（又称为滞燃期）、速燃期、缓燃期和补燃期，如图所示。
（一）着火延迟期从柴油开始喷入气缸起到着火开始为止的这一段时期称为着火延迟期。
着火延迟期内，燃烧室内的混合气进行着物理和化学准备过程。
物理准备过程：燃油的粉碎分散、蒸发汽化和混合。
化学准备过程：混合气的先期化学反应直至开始自燃。
特点：压力没有偏离压缩线。
影响着火延迟期长短的主要因素是：喷油时缸内的温度和压力越高，则着火延迟期越短。
柴油的自燃性较好（十六值较高），着火延迟期较短。
燃烧室的形状和壁温等。
喷油提前角：开始喷油到活塞到达上止点所对应的曲轴转角为喷油提前角。
（二）速燃期速燃期:从开始着火（即压力偏离压缩线）到出现最高压力.特点：压力急剧上升，压力达到最高（有可能达到13MPa以上）一般用压力升高率λp〔kPa／(º)曲轴〕表示压力急剧上升的程度。
式中：△p——速燃期始点和终点的气体压力差（kPa）;△θ——速燃期始点和终点相对于上止点的曲轴转角差（CAº）。
特点：（1）压力升高率很高，接近等容燃烧，工作粗暴。
（2）达到最高压力（6~9MPa）。
（3）继续喷油。
压力升高率过大，则柴油机工作粗暴，燃烧噪音大；同时运动零件承受较大的冲击负荷，影响其工作可靠性和使用寿命；压力升高率大，燃烧迅速，柴油机的经济性和动力性会较好。
压力升高率应限制在一定的范围之内，柴油机的压力升高率一般应不大于0.4~0.5 MPa／(º)曲轴。
与汽油机相比，柴油机的压力升高率较大。
控制压力升高率的措施：减小在着火延迟期内准备好的可燃混合气的量①缩短着火延迟期的时间②减少着火延迟期内喷入③减少可能形成可燃混合气的燃油（三）缓燃期缓燃期为图中的CD段，即从最大压力点至最高温度点。
当缓燃期开始时，虽然气缸内已形成燃烧产物，但仍有大量混合气正在燃烧。
特点：（1）喷油过程基本结束，燃烧速率下降（氧气、柴油浓度减小，废气增多）。
（2）压力开始下降（气缸容积不断增大），温度达到最高。
最高温度可达2000K左右，一般在上止点后20º~35º曲轴转角处出现。
（四）补燃期从最高温度点起到燃油基本烧完时为止称为补燃期。
补燃期的终点很难准确地确定，一般当放热量达到循环总放热量的95％—99％时，可认为补燃期结束。
补燃期内燃油的燃烧可称为后燃，由于燃烧时间短促，混合气又不太均匀，总有少量燃油拖延到膨胀过程中继续燃烧。
特别在高速、高负荷工况下，因过量空气系数小，混合气形成和燃烧的时间更短，这种后燃现象就更为严重。
在补燃期中，由于活塞下行了相当的距离，气缸内容积增大很多，缸内压力和温度迅速下降，故燃烧速度很慢，所放出的热量很难有效利用，还使排气温度升高，导致散热损失增大，对柴油机的经济性不利。
此外，后燃还增加了有关零件的热负荷。
因此，应尽量缩短补燃期，减少补燃期内燃烧的燃油量。
任务三柴油机混合气的形成一、柴油机混合气的形成的特点柴油机所用的燃料（柴油）粘度较大，不宜挥发，必须借助喷油设备（喷油泵和喷油器等）将柴油在接近压缩行程终了的时刻，通过高压以细小的油滴形式（油滴直径在之间）喷入气缸，与高温高压的热空气混合，经过一系列物理化学准备，然后着火燃烧。
故柴油机是采用内部混合的方式形成可燃混合气。
柴油机可燃混合气的形成时间极为短促，这就给柴油机中柴油与空气的良好混合和完全燃烧带来很大困难。
而且喷油与燃烧重叠，出现边燃烧，边喷油，边混合的情况。
因此混合气形成过程很复杂。
柴油机由于难以实现喷入气缸的柴油与空气的完全均匀混合，因此要求空气对燃料的比例一般比汽油机大。
过量空气系数通常在标准工况下都大于1，一般在1.15~2.20范围内。
二、柴油机可燃混合气的形成方式柴油机混合气形成方式从原理上来分，有空间雾化混合和油膜蒸发混合两种。
1．空间雾化混合将燃油喷向燃烧室空间，形成雾状，雾状油滴从高温空气中吸热蒸发并扩散，与空气形成混合气。
为了使混合均匀，要求喷出的燃油与燃烧室形状配合，并利用燃烧室中空气的运动与其混合，如图（a）所示。
2．油膜蒸发混合将大部分燃油喷到燃烧室壁面上，形成一层油膜，油膜受热汽化蒸发，在燃烧室中强烈的涡流作用下，燃油蒸气与空气形成均匀的可燃混合气，如图所示。
这一混合方式中起主要作用的因素是燃烧室壁面温度、空气相对运动速度和油膜厚度。
任务四影响燃烧过程的因素一、柴油的性质（一）柴油的自燃性十六烷值是评定柴油自燃性好坏的指标，对燃烧过程也有一定影响。
十六烷值越高，着火性越好。
着火性好的柴油，使着火延迟期缩短，柴油机工作柔和。
但是十六烷值过高，燃料分子量加大，使燃油蒸发性变差、粘度增加，导致燃烧不完全，排气冒黑烟，燃油经济性下降。
因此，国产柴油的十六烷值规定为40~50之间，不必要过分增大。
（二）柴油的蒸发性柴油的蒸发性用馏程表示。
馏程指柴油蒸馏过程中馏出一定百分数所处的温度，通常以馏出50﹪的温度来评定。
馏程低，说明这种燃轻馏分多，蒸发性好，有利于混合气形成，改善了燃烧过程。
但是，馏程过低，燃料蒸发过快，则在着火延迟期内形成的混合气量过多，柴油机工作粗暴。
车用柴油机的柴油馏程为200℃~ 300℃。
二、影响燃烧过程的运转因素1．负荷柴油机的负荷调节方法是“质调节”，即空气量基本上不随负荷变化，而只调节循环供油量。
负荷增大，循环供油量也增大，过量空气系数减小，单位容积内混合气燃烧放出的热量增加，使缸内温度上升，缩短着火延迟期，从而降低了柴油机的工作粗暴。
如图为负荷对着火延迟期的影响。
在中、小负荷工况下，燃烧热效率的变化一般不大，但随负荷增大，循环供油量加大，过量空气系数减小，燃烧过程延长，都可能使燃烧效率下降。
2．转速转速升高时，由于散热损失和活塞环的漏气损失减小，使压缩终点的温度和压力增高；转速升高也会使喷油压力提高，改善燃油的雾化，这些都使得以秒为单位的着火落后期缩短，而以曲轴转角为单位的着火延迟期则有可能缩短，也可能延长，如图给出了转速对着火延迟期影响的实例。
一般来说，转速过高或过低时，都会使燃烧热效率降低。
转速过高时，燃烧所占的曲轴转角加大，充气效率下降，热效率下降；转速过低时，空气涡流减弱，喷油压力下降，使混合气质量变差，热效率也会下降。
3．供油提前角（或喷油提前角）供油提前角过大，喷油时气缸内温度、压力较低，着火落后期较长，压力升高率和最大爆发压力增大，导致柴油机工作粗暴，NOx的排放量增加。
过早燃烧还会增加压缩负功，降低柴油机的经济性和动力性。
供油提前角过小，则燃油不能在上止点附近及时燃烧，对柴油机的经济性和动力性也不利，微粒的排放也会增加。
过迟燃烧还会使燃烧温度升高，散热损失增加。
对于每一种工况，均有一个最佳的供油提前角，此时在负荷及转速不变的前提下，功率最高,有效燃油消耗率最低。
但为了兼顾降低NOx的排放量和燃烧噪声的需要，一般调节供油提前角略小于最佳的供油提前角。
由图可见，NOx的排放量和燃烧噪音随供油提前角变小而下降，故实际中常将推迟喷油作为减小NOx的排放量和燃烧噪音的有效措施加以采用，但这往往也是以有效燃油消耗率和微粒的排放量上升为代价的。
在不同转速和负荷下，最佳的供油提前角也不同。
当转速增加时，由于喷油延迟角增大以及燃烧过程所占的曲轴转角可能增大，为保证燃油在上止点附近及时燃烧，需要适当加大供油提前角。
一般直喷式燃烧室最佳供油提前角随转速的变化比分隔式燃烧室的大。
汽车柴油机中的供油提前角调节装置，就是用于实现最佳供油提前角随转速的变化调节的。
当负荷增加时，由于循环供油量增大以及燃烧过程变长，也需要适当加大供油提前角。
对于最佳供油提前角随负荷的变化调节，则较难实现。
只有在柴油机电控喷射系统中，才能真正实现最佳供油提前角随各种工况变化的准确调节。
三、结构方面的因素1.压缩比压缩比较大时，压缩终点的温度和压力都比较高，使着火延迟期缩短，发动机工作比较柔和。
不同压缩比对着火延迟期的影响如图所示。
同时，压缩比的增大，还能提高发动机工作的经济性和改善起动性能。
如果压缩比过高，燃烧最高压力会过分增大，曲柄连杆机构会承受过高的负荷，影响发动机的使用寿命。
2. 活塞材料的影响铸铁活塞与铝合金活塞相比其温度较高，可以缩短着火延迟期，因此在其他条件相同时，采用铸铁活塞的柴油机工作比较柔和。
3.喷油规律的影响喷油规律是指单位时间（或转角）的喷油量即喷油速度随时间（或转角）而变化的关系。
从减轻燃烧粗暴性考虑，比较理想的喷油规律是“先缓后急”即在着火延迟期内喷入气缸的油量不宜过多，以控制速燃期的最高燃烧压力和平均最大压力升高率，而着火燃烧后，应以较高的喷油速率将燃油喷入气缸，停油应干脆迅速，喷油延续角不宜过大，目的是使燃烧过程尽量在上止点附近进行，以获得良好的性能。
如图表明了喷油规律对燃烧过程的影响。
图中gf为每循环喷油量，两种喷油规律的喷油提前角θfj及着火延迟期τi均相同。
曲线1所示的喷油规律是开始喷油很急，在着火延迟期中喷入气缸的燃油较多，因此平均压力升高率和最高燃烧压力都较大，工作较粗暴；而曲线2所示的喷油规律基本满足“先缓后急”的要求，当喷射持续角保持不变时，燃烧比较柔和4.4 柴油机的燃烧室柴油机燃烧室可分为两大类，即统一式燃烧室和分隔式燃烧室。
统一式燃烧室可根据活塞顶部凹坑的深浅分为半开式燃烧室和开式燃烧室两类。
如图为有代表性的几种统一式燃烧室的形式。
开式燃烧室有浅盆形，半开式燃烧室有ω形、挤流缩口形、各种非回转体形、球形等。
分类：1、浅盆形燃烧室：开式燃烧室，凹坑较浅，dk/D>0.7。
混合气的形成：属于较均匀的“油找气”空间混合方式。
主要靠燃油的喷射，希望油束与燃烧室形状的配合使燃油尽可能均匀分布在整个燃烧室的空间，对燃油喷射系统有很高的要求，采用多喷孔的孔式喷油器和较高的喷油压力（100MPa以上），一般不组织或只有很弱的涡流。
缺点：在着火落后期内形成较多的可燃混合气，因而最高燃烧压力和压力升高率高，工作粗暴，燃烧温度高，NOx和排气温度高，噪声、振动及机械负荷较大。