本人搜集的现全球舰艇主要动力方式，和大家分享一下：
1.核动力:
核动力装置以原子核的裂变所产生的巨大能量通过工质（蒸汽或燃气）推动汽轮机或燃气轮机工作的一种装置。其工作原理是：核反应堆将核能转化为热能，再利用冷却剂将热能输出堆芯，冷却剂携带的热量通过蒸汽发生器传递给二回路工质，工质受热形成蒸汽，蒸汽进入透平作功，带动螺旋桨转动。舰艇核动力装置技术是指在舰艇核动力装置的建造、使用中所应用的技术。
自1954年第一艘核动力潜艇问世以来，核动力装置技术获得了迅猛的发展。目前，除核潜艇外，现役的核动力舰艇还有巡洋舰、驱逐舰和航空母舰，这些核动力舰艇主要集中在美国和俄罗斯。
1、核动力装置使核潜艇能在水下长期连续航行。
核动力装置以核能为能源，核裂变时不需要空气，因此核潜艇能在水下长期连续航行，其隐蔽性远远超过常规动力潜艇。
2、续航力不受限制。
核反应堆一次装料，可运行几年甚至几十年，如美国正在建造的"弗吉尼亚"级潜艇上使用的S9G反应堆，其寿命可达33年。从而使核潜艇具有"无限"的续航力。
3、大功率。
现在已运行的舰艇动力反应堆，单堆功率在30~300兆瓦（MW）之间，有的核动力舰艇（如航空母舰）装有多个反应堆，强大的动力使得这些庞然大物能以20~50节的高航速航行。
二、国外舰艇核动力装置的应用概况
目前，国外有美国、俄罗斯、英国和法国拥有了核动力潜艇，美国和法国拥有核动力航母，美国和俄罗斯拥有核动力巡洋舰。
1、美国核动力装置的情况
美国的舰艇核动力，基本上是在西屋公司和通用电气公司两大企业之间的竞争中发展的。西屋公司设计和建造的是SW系列，包括一座陆上模式堆S1W，及S2W、S3W、S4W、S5W、S5Wa、S5W-Ⅱ、S6W等装艇堆。通用电气公司设计和建造的是SG系列，包括S1G、S3G（双堆）、S5G、S7G、S8G六座陆上模式堆和S2G、S4G、S5G、S6G、S8G、S9G等装艇堆。由燃烧公司设计和建造的是SC系列，只建造了一座陆上模式堆S1C和一座装艇堆S2C。所有反应堆中，除S1G和S2G以外，都是压水堆。
美国舰艇核反应堆，无论是SW系列还是SG系列都采用板状燃料元件。
2、俄罗斯/前苏联舰艇核反应堆的发展。
俄罗斯/前苏联舰艇核反应堆的发展按时间大致可分为四代。
第一代为50年代至60年代中期，研制船用压水堆核动力装置，建造了BM-A型陆上模式堆，反应堆为双流程，热功率为75MW，轴功率1.75万马力，采用盘管式管外直流蒸汽发生器，主要装备于H级和E-Ⅰ级弹道导弹核潜艇、E-Ⅱ级飞航导弹核潜艇、N级攻击型核潜艇。同时研制的液态金属冷却剂（铅-铋合金）快中子反应堆也建造了PM-1型陆上模式堆，热功率为74MW，轴功率为1.75万马力，装备于"阿尔法"级攻击型核潜艇。
第一代核动力装置的压水堆和液态金属冷却堆分别建造了陆上模式堆。
第二代核动力装置为60年代至70年代末研制，为紧凑式分散布置，热功率为177MW，轴功率4万马力，反应堆改为单流程，简化了堆内结构，采用了螺旋管式管内直流蒸汽发生器。主要装备于Y级和D级弹道导弹核潜艇、C级飞航导弹核潜艇、V级攻击型核潜艇。
第三代核动力装置为80年代初至90年代末期研制，是第二代的改进完善，初步实现了通用化、模块化设计，增加了可*性和可维修性。反应堆仍为紧凑布置，热功率为177~190MW，轴功率为4~4.5万马力，采用了列管式直流蒸汽发生器。主要装备于台风级弹道导弹核潜艇、奥斯卡级飞航导弹核潜艇、S级和"阿库拉"级攻击型核潜艇。
在此期间，前苏联还研制了水面舰艇用的压水堆，功率为300MW，装备于"基洛夫"级核动力巡洋舰上。
90年代至下世纪初研制、建造的"北德文斯克"级攻击型核潜艇上使用的反应堆仍为紧凑布置压水堆，采用了直管式高效直流蒸汽发生器。是第四代反应堆，结构与第三代基本相同，但安静性有了飞跃性改进。
总的来说前苏联的舰用核反应堆基本上都采用了压水堆。根据装艇技术要求不同，装置稍有差异。
3、英国舰艇核动力装置的发展
英国于1958年在购买的美国S5W潜艇压水堆的基础上，设计建造了陆上模式堆PWR-1。通过PWR-1模式堆，成功地研制了A、B、Z三种型号的堆芯，分别装备于"勇士"级、"快速"级和"特拉法尔加"级攻击型核潜艇和"决心"级弹道导弹核潜艇。
1987年，英国建成第二代潜艇动力堆PWR-2的陆上模式堆STF-2并投入运行，研制成功了G型堆芯，已装备"前卫"级弹道导弹核潜艇。
4、法国舰艇核动力的发展
法国1960年开始建造PAT陆上模式堆。PAT型分散布置压水堆通过蒸汽透平、减速齿轮带动螺旋桨，轴功率为1.6万马力。新研制的K-15型自然循环一体化压水堆，单堆功率为150MW，轴功率为4.1万马力。该堆已装备"凯旋"级弹道导弹核潜艇和"戴高乐"号核动力航母。 1971年开始建造攻击型核潜艇上使用的CAP型陆上模式堆，燃料元件采用棒状。1983年开始服役的"红宝石"级攻击型核潜艇装备了CAS-48一体化压水堆，热功率为48MW，轴功率为9500马力，燃料元件采用板状。
三、核动力装置技术的发展趋势
1、提高核安全可*性。提高核反应堆的安全性是各国发展的重点，主要有以下几个方面：
（1）提高反应堆的固有安全性。
（2）提高反应堆的自然循环能力。目标是在额定功率下，可在全船断电、冷却剂断流等情况下，保证堆芯的安全，并可在停堆后依*自然循环导出堆芯余热。
（3）应用非能动安全系统，彻底解决安全系统只能依*艇上电力才能投入使用的问题，使核动力装置在各种事故条件下，不需人为操作，能自动保证反应堆的安全。
转自
（4）提高反应堆的自动控制水平，减少误操作。
2、增长堆芯寿命
反应堆一次装料所使用的时间称为堆芯寿命。
核潜艇反应堆采用长寿命堆芯可以减少艇的换料次数，提高潜艇的在航率，从而提高战斗力。减少更换核燃料的次数，还可以减少放射性废物的排出量，减少对艇壳进行大切口的次数，提高核燃料利用率等。
长寿命堆芯的关键是设计长寿命燃料元件，研制耐腐蚀、耐辐照材料。国外潜艇普遍采用高浓铀、锆包壳、片状和板状元件；燃料元件采用稠密栅布置；精心设计元件结构等措施。美国研制的S9G反应堆的寿命已达33年。
3、提高自然循环能力。
现代舰艇反应堆装置不断提高自然循环能力，利用冷却剂在一回路中的温升而造成的密度差作为动力进行循环，而不是使用循环泵作动力进行强制循环。
自然循环压水堆装置分为两类，一是分散布置自然循环压水堆，如美国的S5G、S6G、S8G等；二是一体化自然循环压水堆，如法国的CAP和K-15。
自然循环压水堆有如下优点：
（1）提高反应堆的固有安全性。在反应堆装置一回路中实现自然循环，在不启动主循环泵的情况下，反应堆仍可发出相当功率，可使潜艇在低速、低噪声的工况下航行，增强了核潜艇的隐蔽性。核潜艇在中低速工况下采用自然循环，在高速、满功率时使用循环泵，这样，即使发生主循环泵故障、失水事故和断电事故，一回路中的冷却剂仍能带走剩余热量。因此能保证事故情况下反应堆的安全，避免堆芯融化。由于冷却剂是被动地*流体的密度差进行循环，因此不存在误操作问题。
（2）降低噪声。不开动主循环泵，从而消除了潜艇一大噪声源，提高了潜艇的安静性。
（3）简化系统和设备。核潜艇采用自然循环压水堆装置降低了反应堆的运行及安全系统对主循环泵供电可*性要求的依赖程度，可以简化电网供电、节省电能，提高机械和电气设备的可*性。
提高自然循环能力的主要措施：
（1）蒸汽发生器的安装位置相对于反应堆中心位置应尽量高。
（2）减小一回路及其相应设备的流动阻力。尽量缩短冷却剂在反应堆及蒸汽发生器中的流经路程，简化其内部结构，减少管道弯头数量及其长度，改进逆止阀。一体化压水堆装置取消了连接反应堆和蒸汽发生器的管道，显然对降低阻力有利。而分散式压水堆装置，将反应堆、蒸汽发生器、稳压器和主循环泵紧凑布置，采用短管连接，因而流程短，流动阻力也小。
（3）强化蒸汽发生器的换热特性。在不增加一次侧流阻的条件下减少热阻。 （4）改进反应堆结构。采用单流程堆芯，可简化堆内结构，流动阻力较小，冷却剂流量大，有利于增大自然循环能力。
4、减振降噪
核潜艇的辐射噪声主要包括机械噪声、螺旋桨噪声水动力噪声。从核动力装置本身降低噪声，主要是降低机械噪声。主要措施有：
（1）采用自然循环压水堆。
（2）采用活筏式整体减振装置。
（3）采用合理的隔声减振和吸声结构。
（4）降低管路产生的噪声。
（5）降低齿轮噪声。
5、二回路采用双机单缸。
双机单缸是指二回路系统推进主汽轮机由两台独立的单缸汽轮机并联所组成，配有两台主冷凝器等辅助设备，两台汽轮机可并联运行，也可单独运行，简称为双机方案。
二回路采用双机方案的优点是：
（1）提高二回路系统的生命力。两台汽轮机并联或独立运行，一台出现故障时，系统仍能运转。
（2）简化二回路系统、设备。双机方案中配有两台主冷凝器，在设计上可以将两台发电汽轮机的排汽分别排入两台主冷凝器内，可取消单机双缸方案中的两台发电辅冷凝器、辅凝水泵、辅抽汽器等设备和管系，简化二回路系统，有利于舰艇的操作和管理。
（3）提高二回路的机动性。两台汽轮机可并联运行，也可单独运行，对于调节艇的航速非常有利。
2.蒸汽轮机动力：
蒸汽轮机全称叫蒸汽涡轮发动机（Steam turbine）是一种撷取（将水加热后形成的）水蒸汽之动能转换为涡轮转动的动能的机械。相较于原由詹姆斯·瓦特发明的单级往复式蒸汽机，涡轮蒸汽机大幅改善了热效率，更接近热力学中理想的可逆过程，并能提供更大的功率，至今它几乎完全取代了往复式蒸汽机。涡轮蒸汽机特别适用于火力发电和核能发电，世界上大约80%的电是利用涡轮蒸汽机所产生。
老式船舰中也有不少使用，但是在现代化船舰中已经被燃气涡轮引擎全面取代，只有少数特例如现代级还使用蒸汽涡轮。
燃气－蒸汽轮机联合循环，是把燃气轮机和蒸气轮机这两种按不同热力循环工作的热机联合在一起的装置，有时也简称为联合循环。为了提高热机的效率，应该尽可能地提高热机中的加热温度和降低排热温度。但蒸汽轮机和燃气轮机的热力循环都不能很好满足上述要求。如把它们结合起来，以燃气轮机的排热来加热蒸汽，就可以同时取得燃气轮机加热温度较高和蒸汽轮机排热温度较低的双重优点。
联合循环的理论基础早已建立。热力学奠基人之一卡诺就提出过联合循环的概念。但是直到２０世纪中叶，才开始有实用的联合循环动力装置。发展联合循环的关键是要研制出高温、高性能、大功率的燃气轮机。为了适应石油短缺的形势，在燃气轮机中有效烧煤也是一项关键技术。目前，世界各先进工业国家均已有定型联合循环机组产品。其中功率最大的已超过６０万千瓦，最高热效率已高达４７％以上。它作为热电并供机组使用，燃料利用率可高达８０％左右，单机组最长运行时间已超过１０万小时。热机的热效率要提高１％都是非常困难的，而联合循环却只要把燃气轮机和蒸汽轮机结合起来就可以大幅度节约能源。
由于蒸汽轮机具有功率大的优点，因此在现代大型军舰上依然有广泛应用。例如大型航母，核潜艇均使用蒸汽轮机作为动力。燃气轮机由于功率不足，目前仅在中型军舰和小、中型航母上运用。对于要求高航速的大型舰船，蒸汽轮机或蒸汽轮机-分散电机-电机动力系统依然是唯一选择。
3.燃气轮机动力：
燃气轮机是以连续流动的气体为工质带动叶轮高速旋转，将燃料的能量转变为有用功的内燃式动力机械，是一种旋转叶轮式热力发动机。
中国在公元十二世纪的南宋高宗年间就已有走马灯的记载，它是涡轮机(透平)的雏形。15世纪末，意大利人列奥纳多?达芬奇设计出烟气转动装置，其原理与走马灯相同。至17世纪中叶，透平原理在欧洲得到了较多应用。
1791年，英国人巴伯首次描述了燃气轮机的工作过程；1872年，德国人施托尔策设计了一台燃气轮机，并于1900～1904年进行了试验，但因始终未能脱开起动机独立运行而失败；1905年，法国人勒梅尔和阿芒戈制成第一台能输出功的燃气轮机，但效率太低，因而未获得实用。
1920年，德国人霍尔茨瓦特制成第一台实用的燃气轮机，其效率为13％、功率为370千瓦，按等容加热循环工作，但因等容加热循环以断续爆燃的方式加热，存在许多重大缺点而被人们放弃。
随着空气动力学的发展，人们掌握了压气机叶片中气体扩压流动的特点，解决了设计高效率轴流式压气机的问题，因而在30年代中期出现了效率达85％的轴流式压气机。与此同时，透平效率也有了提高。在高温材料方面，出现了能承受600℃以上高温的铬镍合金钢等耐热钢，因而能采用较高的燃气初温，于是等压加热循环的燃气轮机终于得到成功的应用。
1939年，在瑞士制成了四兆瓦发电用燃气轮机，效率达18%。同年，在德国制造的喷气式飞机试飞成功，从此燃气轮机进入了实用阶段，并开始迅速发展。
随着高温材料的不断进展，以及透平采用冷却叶片并不断提高冷却效果，燃气初温逐步提高，使燃气轮机效率不断提高。单机功率也不断增大，在70年代中期出现了数种100兆瓦级的燃气轮机，最高能达到130兆瓦。
与此同时，燃气轮机的应用领域不断扩大。1941年瑞士制造的第一辆燃气轮机机车通过了试验；1947年，英国制造的第一艘装备燃气轮机的舰艇下水，它以1.86兆瓦的燃气轮机作加力动力；1950年，英国制成第一辆燃气轮机汽车。此后，燃气轮机在更多的部门中获得应用。
在燃气轮机获得广泛应用的同时，还出现了燃气轮机与其他热机相结合的复合装置。最早出现的是与活塞式内燃机相结合的装置；50～60年代，出现了以自由活塞发气机与燃气轮机组成的自由活塞燃气轮机装置，但由于笨重和系统较复杂，到70年代就停止了生产。此外，还发展了柴油机燃气轮机复合装置；另有一类利用燃气轮机排气热量供热(或蒸汽)的全能量系统，可有效地节约能源，已用于多种工业生产中。
燃气轮机的工作过程是，压气机(即压缩机)连续地从大气中吸入空气并将其压缩；压缩后的空气进入燃烧室，与喷入的燃料混合后燃烧，成为高温燃气，随即流入燃气透平中膨胀作功，推动透平叶轮带着压气机叶轮一起旋转；加热后的高温燃气的作功能力显著提高，因而燃气透平在带动压气机的同时，尚有余功作为燃气轮机的输出机械功。燃气轮机由静止起动时，需用起动机带着旋转，待加速到能独立运行后，起动机才脱开。
燃气轮机的工作过程是最简单的，称为简单循环；此外，还有回热循环和复杂循环。燃气轮机的工质来自大气，最后又排至大气，是开式循环；此外，还有工质被封闭循环使用的闭式循环。燃气轮机与其他热机相结合的称为复合循环装置。
燃气初温和压气机的压缩比，是影响燃气轮机效率的两个主要因素。提高燃气初温，并相应提高压缩比，可使燃气轮机效率显著提高。70年代末，压缩比最高达到31；工业和船用燃气轮机的燃气初温最高达1200℃左右，航空燃气轮机的超过1350℃。
燃气轮机由压气机、燃烧室和燃气透平等组成。压气机有轴流式和离心式两种，轴流式压气机效率较高，适用于大流量的场合。在小流量时，轴流式压气机因后面几级叶片很短，效率低于离心式。功率为数兆瓦的燃气轮机中，有些压气机采用轴流式加一个离心式作末级，因而在达到较高效率的同时又缩短了轴向长度。
燃烧室和透平不仅工作温度高，而且还承受燃气轮机在起动和停机时，因温度剧烈变化引起的热冲击，工作条件恶劣，故它们是决定燃气轮机寿命的关键部件。为确保有足够的寿命，这两大部件中工作条件最差的零件如火焰筒和叶片等，须用镍基和钴基合金等高温材料制造，同时还须用空气冷却来降低工作温度。
对于一台燃气轮机来说，除了主要部件外还必须有完善的调节保安系统，此外还需要配备良好的附属系统和设备，包括：起动装置、燃料系统、润滑系统、空气滤清器、进气和排气消声器等。
燃气轮机有重型和轻型两类。重型的零件较为厚重，大修周期长，寿命可达10万小时以上。轻型的结构紧凑而轻，所用材料一般较好，其中以航机的结构为最紧凑、最轻，但寿命较短。
与活塞式内燃机和蒸汽动力装置相比较，燃气轮机的主要优点是小而轻。单位功率的质量，重型燃气轮机一般为2～5千克/千瓦，而航机一般低于0.2千克/千瓦。燃气轮机占地面积小，当用于车、船等运输机械时，既可节省空间，也可装备功率更大的燃气轮机以提高车、船速度。燃气轮机的主要缺点是效率不够高，在部分负荷下效率下降快，空载时的燃料消耗量高。
不同的应用部门，对燃气轮机的要求和使用状况也不相同。功率在10兆瓦以上的燃气轮机多数用于发电，而30～40兆瓦以上的几乎全部用于发电。
燃气轮机发电机组能在无外界电源的情况下迅速起动，机动性好，在电网中用它带动尖峰负荷和作为紧急备用，能较好地保障电网的安全运行，所以应用广泛。在汽车(或拖车)电站和列车电站等移动电站中，燃气轮机因其轻小，应用也很广泛。此外，还有不少利用燃气轮机的便携电源，功率最小的在10千瓦以下。
燃气轮机的未来发展趋势是提高效率、采用高温陶瓷材料、利用核能和发展燃煤技术。提高效率的关键是提高燃气初温，即改进透平叶片的冷却技术，研制能耐更高温度的高温材料。其次是提高压缩比，研制级数更少而压缩比更高的压气机。再次是提高各个部件的效率。
高温陶瓷材料能在1360℃以上的高温下工作，用它来做透平叶片和燃烧室的火焰筒等高温零件时，就能在不用空气冷却的情况下大大提高燃气初温，从而较大地提高燃气轮机效率。适于燃气轮机的高温陶瓷材料有氮化硅和碳化硅等。
按闭式循环工作的装置能利用核能，它用高温气冷反应堆作为加热器，反应堆的冷却剂(氦或氮等)同时作为压气机和透平的工质。
4.柴油机动力：
柴油机是用柴油作燃料的内燃机。柴油机属于压缩点火式发动机，它又常以主要发明者狄塞尔的名字被称为狄塞尔引擎。
柴油机在工作时，吸入柴油机气缸内的空气，因活塞的运动而受到较高程度的压缩，达到500～700℃的高温。然后将燃油以雾状喷入高温空气中，与高温空气混合形成可燃混合气，自动着火燃烧。燃烧中释放的能量作用在活塞顶面上，推动活塞并通过连杆和曲轴转换为旋转的机械功。
法国出生的德裔工程师狄塞尔，在1897年研制成功可供实用的四冲程柴油机。由于它明显地提高了热效率而引起人们的重视。起初，柴油机用空气喷射燃料，附属装置庞大笨重，只用于固定作业。二十世纪初，开始用于船舶，1905年制成第一台船用二冲程柴油机。
1922年，德国的博施发明机械喷射装置，逐渐替代了空气喷射。二十世纪20年代后期出现了高速柴油机，并开始用于汽车。到了50年代，一些结构性能更加完善的新型系列化、通用化的柴油机发展起来，从此柴油机进入了专业化大量生产阶段。特别是在采用了废气涡轮增压技术以后，柴油机已成为现代动力机械中最重要的部分。
分类
柴油机种类繁多。①按工作循环可分为四冲程和二冲程柴油机。②按冷却方式可分为水冷和风冷柴油机。③按进气方式可分为增压和非增压（自然吸气）柴油机。④按转速可分为高速(大于1000转／分)、中速（350～1000转／分）和低速（小于350转／分）柴油机。⑤按燃烧室可分为直接喷射式、涡流室式和预燃室式柴油机。⑥按气体压力作用方式可分为单作用式、双作用式和对置活塞式柴油机等。⑦按气缸数目可分为单缸和多缸柴油机。⑧按用途可分为船用柴油机、机车柴油机、汽车柴油机、发电柴油机、农用柴油机、工程机械用柴油机等。
柴油机燃料主要是柴油，通常高速柴油机用轻柴油；中、低速柴油机用轻柴油或重柴油。柴油机用喷油泵和喷油器将燃油以高压喷入气缸，喷入的燃油呈雾状，与空气混合燃烧。因此柴油机可用挥发性较差的重质燃料或劣质燃料，如原油和渣油等。
在燃用原油和渣油时，除须滤除杂质和水分外，还要对供油系统进行预热保温，降低粘度，以便输送和喷射。柴油机如采用某种合适的燃烧室也可燃用乙醇、汽油和甲醇等轻质燃料。为了改善轻质燃料的着火性，可加入添加剂提高十六烷值，或与柴油混合使用。一些气体燃料，如天然气、液化石油气、沼气和发生炉煤气等也可作为柴油机的燃料，但这时通常以气体燃料为主，以少量柴油引燃，这种发动机称为双燃料内燃机。
柴油在气缸内燃烧是一个复杂的物理－化学变化过程，燃烧过程的完善程度，直接影响着柴油机的作功能力、热效率和使用期限，其燃烧过程划分为四个阶段：
1．燃烧准备阶段（滞燃期）
从燃油喷入到着火开始这一时期为燃烧准备阶段。在这一阶段，燃油需加热、蒸发、扩散并与气流混合等物理准备过程，以及分解、氧化等化学准备过程。
2．速燃阶段
从着火开始到气缸内出现最高压力时止的这一阶段。当少量柴油着火以后，可燃混合气的数量继续增加火焰迅速传播，燃烧速度加快，放热速率高。气缸内的压力和温度急剧升高。但压力升高过快时，会使曲柄连杆机构受到很大的冲击载荷，并伴随有尖锐的敲击声，柴油机工作粗爆，这种情况应予以限制。为使柴油机工作平稳，最大压力增长率不应超过292kPa～588kPa／1°（曲轴转角）。
3．主燃阶段（缓燃期）
从爆发压力出现点到最高燃烧温度出现点之间的阶段为主燃阶段。本阶段的特点是喷油已经结束，大部分的燃油在此期间燃烧，放出总热量的约80％左右，燃气温度上升到最高点。但由于活塞的下移，气缸容积增大，所以气缸内的压力变化不大。供油在这一阶段结束。
4．过后燃烧阶段
从最高燃烧温度点到燃烧结束止的阶段。在这一阶段，氧气已大量消耗，后期喷入的燃油就没有足够的氧气与之混合进行燃烧，加之活塞的进一步下移，气缸内压力和温度有较大的下降，使燃烧条件更加恶化，以致燃油燃烧不完全，出现排气冒黑烟现象，使有关零部件热负荷增加，影响柴油机经济性和使用寿命，所以应尽量减少后燃期的燃烧。（摘自浙江师范大学 翁孟超《康明斯发电车柴油机》）
燃烧室
燃烧室的优劣对柴油机的性能有决定性的作用，因此是柴油机设计的关键。
燃烧室按组织燃烧过程的特点和结构不同分为开式、半开式、预燃室式和涡流室式四类。前两类属于直接喷射式燃烧室；后两类属于分隔式燃烧室。
低速柴油机和部分中、高速柴油机主要用无涡流的开式燃烧室。燃烧室由气缸盖底面和活塞顶面形成，具有一定形状的整体空间。多孔喷油器(6～10孔)能使燃油雾化良好，并均匀分布在燃烧室空间。因此，开式燃烧室中的燃烧属于典型的空间式燃烧过程，要求燃烧室与油束形状和分布相配合。它的优点是燃料消耗率低，起动容易；缺点是燃料雾化要求高，难于适应变转速工作。
小型高速柴油机大多采用有涡流的半开式燃烧室。这种燃烧室又分为多种类型，主要有油膜式燃烧室和复合式燃烧室等。
油膜式燃烧室是1956年由德国的莫勒所发明。燃烧室位于活塞顶内，呈球形。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首先着火，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。
复合式燃烧室是1964年由中国的史绍熙等发明，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涡流，采用单孔轴针式喷油器。喷油器轴线与燃烧室壁面基本平行，燃料喷向燃烧室的周边空间。在涡流作用下，粗大的油粒散落在燃烧室壁面上形成油膜，细小的油粒在空间与空气混合。当转速较高时，燃烧室涡流速度高，壁面上的油膜燃料增多，具有油膜燃烧的特点；而在低转速和起动时，涡流速度低，空间混合的燃料量增多，具有空间式燃烧的特点，能改善冷起动性能。
复合式燃烧室把油膜蒸发混合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，而且起动容易。缺点是低负荷排气中未燃的碳氢化物含量较高。
预燃式燃烧室由预燃室和主燃烧室两部分组成。预燃室在气缸盖内，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，与空气进一步混合燃烧。这种燃烧室适用于中小功率柴油机。
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合。着火后混合物流入主燃烧室，形成二次流动，进一步与主燃烧室内的空气混合燃烧。
涡流室燃烧室和预燃室燃烧室都用轴针式喷油器，喷油压力较低，工作可靠；由于涡流室内涡流随转速增高而加强，柴油机高转速时柴油和空气仍能很好地混合。
涡流室式柴油机的转速可达4000转/分以上，工作过程柔和，排气中有害成分较少。但散热损失和气体流动损失大，而且后燃较严重，故燃料消耗率较高；冷车起动困难，往往需要加装预热塞。
柴油机具有热效率高的显著优点，其应用范围越来越广。随着强化程度的提高，柴油机单位功率的重量也显著降低。为了节能，各国都在注重改善燃烧过程，研究燃用低质燃油和非石油制品燃料。此外，降低摩擦损失、广泛采用废气涡轮增压并提高增压度、进一步轻量化、高速化、低油耗、低噪声和低污染，都是柴油机的重要发展方向。
以某些专家的眼光看，以往人们对柴油机存在一些误解，随着宝来TDI和奥迪V6
2.5TDI的相继上市，让我们有机会接触一下含最新技术的产品--大众TDI柴油机。
TDI发动机采用涡轮增压中冷和柴油直喷技术，所谓柴油直喷是把燃料直接喷射到主燃烧室，而不是以前常见的喷射到预燃室内。柴油直喷技术以前在大型柴油机中出现过，经过改进和细化，现在已经能够应用到乘用车柴油机上。与大众以往柴油机相比，TDI机型拥有许多优势。
电控燃油喷射系统带来更大的功率、更少的碳烟排放、更小的噪音和更佳的经济性。在大众的TDI发动机上，喷油时间和喷油量都由电脑控制，而以前的柴油机采用机械控制方式。冷启动按钮已经消失，相应的操作由发动机自动完成。
TDI机型上的Garret VNT15
可变截面涡轮增压器使增压技术达到一个新的台阶，它有更快的响应(尽管以前机型的增压滞后现象也比较轻微)，起效范围更加宽广，同时不会造成排气背压过高的问题。在大众的TDI发动机中，增压响应被控制在0.25秒内，驾驶员根本感觉不到增压滞后的存在。
电子排放控制包括EGR(废气再循环)，有效地降低了氮氧化物的排放，从前大众柴油机上没有该装置是由于机械控制很难做到非常恰当。喷嘴设计的改进和喷油压力的提高意味着噪音和排放的降低，两段式喷口设计使压力增加平缓并降低了发动机工作过程中的敲击声。
一体式燃烧室比以前的预燃式燃烧室减少了热量损失，冷启动变得更容易，以前选装的缸体加热装置也没有必要再安装了。即使在零下10度，新加热塞设计能使加热周期缩短10秒。一体式燃烧室允许更低的压缩比(18.5：1或19.5：1对老机型的22：1或23：1)，可以降低发动机的噪音和震动，进而提升耐久性。
TDI发动机的燃油系统有自己的特征，现在有三种燃油喷射系统，首先是分配泵系统，由燃油泵向喷嘴顺序供油(旧机型油压在931巴，新机型压力更高)，喷油时间和喷油量都由电脑控制。大多数大众TDI发动机使用博世VP 37
电控分配泵，通常它安装在发动机前端，由正时皮带驱动。分配泵和喷嘴之间是高压钢油管。这一系统应用在90和100马力的4缸1.9升机型上，还有2.5升5缸机以及150马力2.5升V-6上。在分配泵内，燃油首先通过叶片提升压力，随后旋转柱塞泵把压力进一步提升并按顺序把燃油送到每一缸喷油。每个喷嘴包含带回位弹簧的活塞，一旦燃油压力超过设定值，喷口即打开。5个喷口直径极小。回位弹簧按两级工作，即预喷在低压下进行，主喷则在高压下进行。主喷可以在混合器点火后继续进行，有效地降低了发动机的噪音。提高燃油喷射压力可以显著地改善排放水平，例如奥迪A4
TDI把喷射压力提升到1368巴，把排气颗粒水平降低了20%。所付出的代价是把燃油泵中的柱塞加粗1毫米。
其它大众TDI机型如115马力和150马力1.9升4缸机，1.2和1.4升3缸机采用泵喷嘴技术，在这些机型上，每缸有自己的小型高压燃油泵，由进排气凸轮轴驱动，泵喷嘴由低压叶片泵供油，当活塞接近压缩行程的上至点时，泵喷嘴的主泵活塞受到激发，但喷油量由附在其上的电磁阀控制，多余油量由旁通阀流回。电磁阀通电时，旁通阀关闭，燃油以高压形式通过喷嘴喷出，要停止喷油，只要给电磁阀断电，燃油即从旁通阀回流。喷油时间就是电磁阀开启时间，且每缸的燃油喷射是独立完成的，便于精确控制。
最后一种是高压共轨喷射系统，它的概念有点类似于汽油机喷射系统，只不过油轨内的压力提高了1000倍。中央油泵把高压油送入油轨，在油轨上对应每缸有相应的电磁阀控制燃油进入喷嘴。尽管说起来简单，但超高压使系统建造并不容易。这套系统应用在180马力2.5升V6机和3.3升V8机型上。
涡轮增压器的作用是增加发动机的进气量，使功率和扭矩都有较大幅度的增长。它工作起来就像一台微型航空发动机，涡轮位于柴油机排气系统上，把排气能量转换成旋转动能，驱动压缩机把更多的进气送入燃烧室。增压器与发动机没有任何的机械连接，因此不会消耗发动机的能量，其润滑和冷却由发动机上引出的机油来完成。
