涡流，是在进气过程中产生的绕气缸轴线的有组织的气流运动，分为进气涡流、压缩涡流及燃烧涡流。

在进气过程中产生的绕气缸轴线的有组织的气流运动，称为涡流。根据形成过程的不同，可以分为进气涡流、压缩涡流及燃烧涡流。在进气过程中由进气机构和气缸壁导向共同形成的涡流称为进气涡流；由压缩过程形成或保持的涡流称为压缩涡流；在直喷柴油机中，由进气涡流和压缩涡流保持到燃烧过程，或在燃烧过程中形成或加强的涡流称为燃烧涡流。

内燃机中普遍采用专门设计的进气道，使得空气在吸入气缸时，能产生绕气缸轴线旋转的进气涡流，同时，压缩期间旋转气流从气缸工作容积进入活塞顶凹坑将产生压缩涡流，进一步增强燃烧室内的气流运动。进气涡流可以一直持续到燃烧膨胀过程，压缩涡流的持续时间比较短暂，但因涡流速度较高，能把握对燃烧十分有利的时机，所以对燃烧起着很重要的作用。

在四冲程内燃机中，产生进气涡流的方法主要有三种，即采用导气屏进气门、切向气道和螺旋气道的办法，如图1所示。

采用带导气屏的进气门。强制空气从导气屏的前面流入，依靠气缸壁面约束，产生旋转气流。这种方式进气涡流强度的大小可变，但其阻力较大，且定位结构比较复杂。

切向气道，切向气道形状比较平直，在气门座前强烈收缩，引导气流以单边切线方式进入气缸，依靠缸壁的约束形成空气的旋转运动。切向气道结构比较简单，但进气涡流强度的大小不可调整，且当对涡流要求较高时，由于气门口速度分布过于不均匀，气门流通面积实际上得不到充分利用，气道阻力很快增加，因此切向气道主要用于涡流强度不高的发动机上。切向气道对气口位置较敏感，泥芯误差对气道质量影响较大。

螺旋气道，在气门座上方的气门腔内做成螺旋形，使气流在螺旋气道内就形成一定强度的旋转。这种形式的进气道阻力较小，对气口位置不太敏感，但进气涡流强度的大小不可调整。

在柴油机中，在气缸内组织空气的涡流运动是加强缸内气体流动的方法之一。实验表明，组织适当强度的涡流，能有效的改善柴油机的燃烧和性能。

在现代内燃机中，特别是在中小型高速柴油机的工作过程中，涡流运动占有十分重要的地位。它是内燃机燃烧过程中的三要素(油、气、室)之一。各种不同的内燃机燃烧过程的品质，都在不同程度上、甚至在很大程度上与空气、油气和燃气的运动状态有关。而借助进气、压缩和燃烧过程中各种类型的气流运动，是改善燃烧、提高热效率和空气利用率的有效途径之一。要研究和完善燃烧过程，就必须研究和弄清燃烧过程中的气流运动。而燃烧过程中的气流运动，除一部分是由于燃烧过程本身形成的以外，大部分是在进气和压缩过程中形成的。所以，必须同时研究进气过程和压缩过程中形成的气流运动。

对不同的燃烧系统和发动机不同的工况，适当的气流运动具有下列作用：

（1）由于气流运动可以缩短滞燃期，这就可以推迟喷油而不降低经济性，从而可以大大降低NOX的排放量。而NOX排放量常常与经济性和烟度恶化伴生。所以，气流运动帮助解决了车用柴油机达到排放法规所要求的排放水准。

（2）以气缸或燃烧室轴线为旋转轴的有组织的涡流形成了离心力场。这是形成热分层效应的基本条件。

（3）提高了空气利用率，允许减少过量空气系数，从而使未利用的空气从排气中带走的总热量减少，提高了热效率、平均有效压力和冒烟极限功率。

（4）在达到发动机同样的动力、经济指标下，可以适当降低对供油系统的技术要求。从而有利于供油系统工作的可靠性，并延长其寿命，减少了这一系统的故障。

（5）气流运动使混合气形成均质化，从而使燃烧室内减少或消除混合气局部地区过浓或过稀以及局部高温缺氧区。这样减少了高温裂解未燃燃油，最终使排烟减少。所以，组织和适当加强燃烧室内的气流运动，是减少排烟、HC 和 CO的有效措施之一。

涡流运动带来的缺点是：增加了流动损失和传热损失，降低了充气效率；对进气系统和燃烧室的结构、尺寸及形状等的制造精度要求严格；制造工艺复杂化并增加了制造成本。但是，总的说来，是利大于弊。

内燃机进气、压缩和燃烧过程中的气流运动是十分复杂的，并且在进程中是多变的，因而亦是研究燃烧过程课题中较难掌握的内容。尽管几十年来许多学者研究了气流运动，发表了一系列的论文和研究成果，但至今仍有一系列宏观和微观现象有待进一步研究和阐明。