柴油发电机混合气的形成方式，大体上分为空间雾化混合方式和油膜蒸发混合方式两种。而实际发电用柴油发电机上混合气形成的特性是这两种基础方式的不同组合。由于柴油黏性比较大，不易挥发，而且柴油发电机的混合气形成时间相对柴油机非常短。因此，混合气形成的因素和方式对柴油发电机的燃烧过程至关重要。
空间雾化混合方式，是通过多孔式喷油泵将燃料向燃烧室空间喷射强制雾化，并利用燃油相对空气的运动方式形成混合气。所以，燃油与空气之间的相对运动转速是影响混合气形成的主要要素。相对运动速度越高，油滴与空气之间的摩擦和碰撞越激烈，分散后的油粒也越细小，混合气越均匀。影响燃油与空气的相对速度的详细因素有喷雾特性和燃烧室内的空气密度（压力）、温度及气流特性。提升喷射压力以及组织适当的燃烧室内的气流运动，是提升燃油与空气之间相对速度的有效策略；同时，提高空气密度和温度，不仅可改进燃油和空气的相对速度，而且使喷注贯穿距离缩短，喷雾锥角增大，使油束更稀疏，加之温度的增强，更有利于燃油的蒸发，促进混合气的形成。
为了更有效地利用燃烧室内的空气，空间雾化混合方式需要喷注与燃烧室空间进行优化匹配。值得提出的是，这种混合气形成方式的混合气形成时间，取决于雾化速率和燃油与空气之间的相对转速。当喷雾因素和燃烧室内气流状态一定时，这种方式的混合气形成要素就确定了。传统直喷式燃烧室如图1所示，有开式和半开式两种，主要靠空间雾化混合的方式形成混合气，因此采用多孔喷油嘴高压喷射的方式。虽然这种燃烧室的散热面积小，热效率高，经济性好，易启动，但是因为燃烧室内气流的组织方式不得当，对速度的适应性差，而且喷射压力有限（18～24MPa），因此混合气形成速度相对缓慢，无法适应柴油发电机的高转速。同时，这种空间雾化混合方式，在着火增长期内形成的可燃混合气量较多，且不可控制，因此在燃烧程序中压力升高率高，柴油发电机作业粗暴，NOx排放高莲花发电机出租，因而已被淘汰但是，上述高压共轨等时间控制式喷射系统，因为喷射压力很高，于是燃油雾化迅速，结合燃烧室内空气运动的组织可以控制喷油规律，而且有效地缩短了混合气的形成时间，增强了现代直喷式燃烧室对高转速的适应性。高压共轨等电喷高压喷射方式，使得空间雾化混合方式在高速发电用柴油发电机上得以继续发展，能充分发挥直喷柴油发电机经济性好的长处。
油膜蒸发混合方式，是燃烧室内喷射的燃油首先在燃烧室壁面形成油膜后，再通过燃烧室壁面的加热蒸发，配合燃烧室内定向流动的气流（涡流）形成混合气。因此，在这种方式中，影响混合气形成的具体要素是油膜的蒸发转速、燃烧室内空气相对油膜的运动速度和油膜的厚度。油膜的蒸发速度取决于燃烧室壁面的温度，油膜的厚度取决于喷雾特性及油束在燃烧室壁面的着壁程度。一般喷注的贯穿距离越大，着壁现状越严重。而相对油膜的空气运动通常都是专门组织的涡流，这种涡流强度随柴油发电机转速的提高而提升。因此，这种混合气的形成方式对柴油发电机转速的适应性好。
传统分隔式燃烧室如图2所示，有涡流室式和预燃室式两种。这种分隔式燃烧室的混合气形成方式的详细特征是，一部分燃料空间雾化直接形成可燃混合气，而大部分燃料则以油膜蒸发的形式配合空气流动而形成混合气。分隔式燃烧室将燃烧室分为设在活塞顶上的主燃烧室和设在汽缸盖上的副燃烧室。对涡流室式，将副燃烧室设计成近似球形或半球形状，并用基础与涡流室相切形状的连接通道与主燃烧室连通。喷油咀采用轴针式，布局在涡流室上，并向涡流室壁面顺着气流方向喷射形成油膜。
对涡流室，在压缩步骤中，缸内的空气经通道进入涡流室，在通道的导向功能下，随压缩行程在涡流室内形成强烈的压缩涡流，不断将空气送往油膜处，与油膜表面蒸发的燃料形成混合气。为了可靠着火，喷油器喷射时使小部分燃料空间雾化，使得涡流室内的局部地方首先着火。着火后涡流室内的压力和温度迅速升高，使得已燃气体、未燃的燃料和空气一起经通道高速喷入主燃烧室内，形成强烈的二次涡流，促进主燃烧室内混合气的形成和燃烧。这种涡流室式燃烧室，在涡流室内混合气的形成方式是以油膜蒸发为主，加上部分空间雾化，而在主燃烧室内是通过二次涡流以扩散方式进行混合燃烧的。当柴油发电机速度增加时，涡流室内的压缩涡流随之加强，改善了混合要素，故而这种混合气形成方式的特性就是对转速的适应性好。
对预燃室，通过单孔或多孔通道与主燃烧室连接，在压缩过程中缸内的气流经通孔进入到预燃室内形成强烈的湍流。喷油嘴采用轴针式沿预燃室中心向底部喷射，此时部分燃油在空间雾化混合，而喷注的大部分喷向预燃室底部形成油膜。在预燃室空间形成的可燃混合气首先着火燃烧后，将预燃室内的燃气和未燃气体一起喷入主燃烧室，在主燃烧室内形成强烈的燃烧涡流，促进主燃烧室内未燃燃油迅速混合燃烧。当柴油发电机转速增加时，预燃室内的湍流强度随之加强，更容易形成混合气，所以其混合气形成对速度的适应性也较好。
与传统的直喷式燃烧室相比，这种分隔式燃烧室具有空气利用率好，高速性能得到保证，同时对喷雾的要求低，作业粗暴程度和NOx排放低，而且成本低等好处。但是，因为燃烧室结构复杂，散热面积大，而且主、副燃烧室之间的通道节流损失大，所以热效率低，冷启动性差。为了保证冷起动性，这种分隔式燃烧室的压缩比ε＝20～24，普遍比直喷式的压缩比（ε＝14～18）大。尽管传统的直喷式和分隔式燃烧室曾分别在中重型柴油发电机和轻型高速柴油发电机上广泛得到应用，但随着节能和排放规范的日趋严格，因为这种燃烧室各自存在的致命弊端，不得不逐渐被淘汰。
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