Топливо может вводиться в цилиндр через форсунку с помощью сжатого воздуха (пневматический способ распыливания) или топливным насосом (механический способ распыливания). Двигатели с пневматическим распыливанием топлива (компрессорные двигатели) из-за сложности конструкции в настоящее время не выпускаются.

Современные дизели (бескомпрессорные двигатели) имеют подачу топлива с механическим распыливанием от специального топливного насоса через форсунку. Этот способ прост и надежен, в связи с чем он и получил в настоящее время преимущественное распространение.

Различают три основных вида смесеобразования: непосредственное, предкамерное и вихревое. При непосредственном распыливании топливные насосы в зависимости от нагрузки должны отмерять соответствующие дозы топлива и подавать его в распыленном состоянии в цилиндр двигателя под давлением 220 бар и выше.

Чтобы распыленное топливо лучше перемешивалось с воздухом, в цилиндре двигателя (из-за сложной конфигурации днища поршня) создается завихрение воздуха.

На рис. 1 изображена камера сгорания Гессельмана с непосредственным смесеобразованием. Сложная форма днища поршня способствует вихревому движению воздуха и лучшему смесеобразованию, и так как края поршня приподняты, исключается возможность попадания топлива на более холодные стенки цилиндра. Число струй топлива может быть от четырех до восьми, с диаметром от 0,15 до 0,4 мм.

При резко переменных нагрузочных и скоростных режимах эксплуатации дизелей возникают весьма неблагоприятные условия для смесеобразования и сгорания топлива; топливная аппаратура дизелей работает неустойчиво, необходимы частые осмотры и ремонт. Перебои в подаче топлива и плохое его распыливание приводят к образованию на поршнях и выхлопных окнах двухтактных дизелей большого количества нагара. Удовлетворительное сжигание топлива в условиях переменных режимов обеспечивается при использовании раздельных камер сгорания — предкамер и вихревых камер.

Предкамерное смесеобразование отличается от непосредственного тем, что при подходе поршня к в. м. т. сжатый воздух заполняет не только основную камеру Vc, но и дополнительную Ve (рис. 16), называемую предкамерой. Топливо через форсунку впрыскивается в предкамеру и там частично сгорает (неполнота сгорания обусловлена недостатком воздуха). В результате сжигания некоторой части топлива давление газов в предкамере возрастает и газы вместе с несгоревшим топливом поступают в цилиндр, где несгоревшее топливо смешивается со свежим сжатым воздухом и сгорает. Таким образом, дополнительное распыливание топлива совершается за счет повышения давления в результате сгорания в предкамере части топлива. Объем предкамеры обычно составляет 25—35% от полного объема камеры сгорания.

При предкамерном смесеобразовании применяются простые по конструкции топливные насосы и форсунки, в которых давление не превышает 100—150 бар. Эти форсунки имеют диаметр отверстия 0,5—1 мм. Сравнительно низкое давление впрыскивания топлива является основным преимуществом предкамерного двигателя. Благодаря тому что распыливание топлива в основном совершается потоком газа, энергия которого не зависит от числа оборотов двигателя, смесеобразование и сгорание также не зависят от числа оборотов двигателя. Нагрев топлива горячими газами в предкамере и интенсивное перемешивание его способствуют хорошему сгоранию смеси, и двигатель становится менее чувствительным к качеству топлива.

Предкамера чаще всего выполняется цилиндрической формы. Форсунка расположена по оси камеры и имеет распылитель с одним отверстием. Предкамера обычно располагается в центре крышки. Распыливающие отверстия в предкамере располагаются по окружности.

К недостаткам предкамерного смесеобразования относятся:
1) сложная конструкция крышек цилиндров;
2) трудный пуск холодных двигателей из-за интенсивного охлаждения предкамер. В связи с этим приходится повышать степень сжатия и применять особые запальные устройства;
3) повышенный расход топлива по сравнению с двигателями, где применяется непосредственное смесеобразование.

В быстроходных дизелях получил распространение вихрекамерный способ смесеобразования. В этих двигателях используется энергия вихря. Вихреобразование достигается за счет соответствующего расположения камеры.

Вихревая камера, составляющая 60— 70% объема пространства сжатия, помещается в крышке цилиндра или в приливе блока цилиндров. Она выполняется шарообразной или цилиндрической формы и соединяется с камерой сгорания широкой горловиной. Одним из важных элементов вихревой камеры является неохлаждаемая вставка из жаростойкой стали, играющая роль теплового аккумулятора. Вставка воспринимает тепло в процессе горения топлива и отдает его в процессе сжатия воздуха.

При движении поршня вверх воздух проходит через горловину, увеличивая свою скорость. Встречаясь со стенками камеры, он меняет направление и завихряется. В этот поток воздуха впрыскивается топливо, которое хорошо перемешивается с ним и сгорает. Перетекание горючей смеси из камеры в полость цилиндра и обратно вызывает увеличение расхода топлива на 2—5% по сравнению со струйным распыливанием.