94. Характеристика основных компонентов ог (оксиды азота, оксиды углерода, углеводороды, сажа).

Оксид азота. Характеристика компонента: NO (95...98% всего объема) — бесцветный газ, очень плохо растворяющийся в воде; NO₂ (2...5 % всего объема) — газ красновато-бурого цвета с характерным запахом.

При сгорании в цилиндрах ДВС образуется главным образом оксид азота NO. Образование NO сильно увеличивается с рос­том температуры газов и концентрации кислорода. При сгорании в дизеле образование NO определяется локаль­ным составом смеси и температурой. Наибольшее количество NO образуется в тех зонах заряда дизеля, которые сгорают первыми и имеют наибольшее время пребывания при температуре выше 2200 К.

Оксиды углерода. Оксид углерода образуется во время сгорания при недостатке кислорода, в ходе холоднопламенных реакций в дизелях или при диссоциации С0₂. При нормальной эксплуатации концентрация СО в дизелях невелика. В двигателях с искровым зажиганием основное влияние на образование СО оказывает состав смеси: чем она богаче, тем выше концентрация СО. Значительное количество СО образуется в ре­жимах холостого хода и максимальной мощности, когда коэф­фициент избытка воздуха находится в пределах 0,5..,0,9.

Углеводороды. Углеводороды состоят из исходных или распав­шихся молекул топлива, которые не принимали участия в сго­рании. Они появляются в ОГ вследствие гашения пламени вблизи относительно холодных стенок камеры сгорания.

В дизелях углеводороды образуются в переобогащенных зо­нах, где происходит пиролиз молекул топлива (распад молекул топлива под действием высоких температур при отсутствии хи­мических реагентов). Если в процессе расширения в эти зоны не поступит достаточное количество кислорода, то углеводороды окажутся в составе ОГ. Углеводороды могут выбрасываться в ат­мосферу также вследствие пропусков воспламенения, негерметичности выпускного клапана или системы вентиляции картера, а также из-за испарения бензина в топливном баке и карбюраторе.

Сажа. Сажа начинает образовываться при α< 0,3...0,7, ее количе­ство зависит от температуры и давления газов, а также от вида топлива. В двигателях с искровым зажиганием концентрационные пре­делы воспламенения смеси не совпадают с указанными пределами начала образования сажи, поэтому содержание сажи в ОГ двига­телей с искровым зажиганием незначительно.

В дизелях вследствие неоднородности состава смеси в цилин­драх преобладает так называемое диффузионное сгорание, при котором скорость горения в основном лимитируется не скоро­стью химических реакций, а скоростью смешения (диффузии) паров топлива в воздухе. В результате этого в цилиндре дизеля имеют место зоны с богатой, стехиометрической и бедной смесью. В зонах с богатой смесью при диффузионном догорании и малом доступе кислорода создаются благоприятные для пиролиза ус­ловия. Концентрация частиц сажи в ОГ зависит и от выгорания ее в про­цессе расширения, когда к частицам поступает кислород. Нали­чие сажи в ОГ обусловливает черный дым на выпуске.