试比较汽油机和柴油机的有害排放物CO、HC . NOx和PM的生成有哪些不同，分 别解释其原因？

试比较汽油机和柴油机的有害排放物CO、HC . NOx和PM的生成有哪些不同，分 别解释其原因？
【正确答案】：CO：由于汽油机在部分负荷和全负荷运行时常靠近化学当量比，CO排放的浓度比较高。而柴油机所取的过量空气系数一般比较大，即使局部浓混合气的CO浓度偏高，但在向稀混合区扩散中能被氧化，使排气中的CO浓度不高，常比汽油机低得多。
HC: 柴油机虽然有足够的过量空气，但由于燃油雾化质量很难达到使燃油和空气混合到理想均匀的程度，燃油也难以避免地会喷射到温度较低的壁面上而不能完全燃烧因而会生成未燃烃;在高负荷富油时，雾束芯部和尾部、包围雾束的稀限区的燃油，以及从喷油嘴压力室和喷孔容积内流出的燃油等也有可能因燃烧不完全而生成HC;运行工况的变化如高速、低负荷、低温启动、息速运转，以及采用供油定时迟延、着火过晚地发生在膨胀冲程内或整体熄火等也都有可能增加未燃HC的浓度。 汽油机混合气过浓或过稀、燃烧室温度偏低或燃气稀释严重、点火系统不正常、火花塞不跳火或跳火后不能使混合气着火，以及火焰传播不充分和发生断火等都会使混合气中的一部分以至全部燃料以未燃烃排出。
NOx：排气中NO₂的浓度比NO要低得多，特别是在汽油机的排气中，NO可占99％，在柴油机排气中NO2虽稍有增加，但排出的多半也是NO，因此，常说的排气中氮氧化物主要是指NO。
PM：
汽油机和柴油机所排放的颗粒是不同的。汽油机排放的颗粒主要是铅化物，柴油机排放的颗粒主要是由碳粒、油雾(白、蓝色的液态微粒)粒子所构成，不仅数量上要比汽油机多得多，而且在成分上也要复杂得多，已成为人们极为关注的一种有害排放物
(一)汽油机的颗粒排放
汽油机的颗粒排放物有三种类型:铅化物、有机物颗粒(包括碳粒)和硫酸盐。装有氧化催化剂的汽油机能产生大量的硫酸盐排放物。无铅汽油含有(150～600)×10-6按质量计的硫，在缸内被氧化成二氧化硫SO₂，通过排气催化剂再氧化为SO₃，并在环境温度下与水结合形成硫酸烟雾。硫酸盐排放水平取决于燃料的含硫量、汽油机运行条件和所使用的催化剂系统燃用无铅汽油在不采用催化剂的情况下，汽油机颗粒排放率可较低，这种颗粒主要是可溶性的(冷凝的)有机物质。过浓混合气的燃烧将导致碳烟的生成，在电控汽油机中，碳烟排放不是一个主要问题。当前，我国正推广使用无铅汽油，并逐步推行新的汽车内燃机排放法规，汽油机颗粒排放率将会进一步降低。相对而言，柴油机颗粒排放率要高出汽油机的30～60倍，并含有大量的致癌物质，对生态环境造成严重影响。因此，汽油机颗粒排放对环境污染的影响是比较轻微的，常放在次要地位。
(二)柴油机的排烟
由于柴油机排气颗粒浓度高，排放率大，故颗粒排放常常呈现为可见的烟雾。柴油机中的排烟(颗粒物)按烟色通常可分为白烟、蓝烟和黑烟三种，烟色不同，生成的原因也不同。
白烟是由粒径在1pm以上的粒子所组成，一般是在低温条件下冷机启动或怠速工况时发生的。由于燃烧环境温度偏低，所以着火不良，燃烧不完全，燃油以液滴状颗粒随排气排出，形成白色烟雾，待柴油机运行正常后，白烟就不再产生。改善柴油机的启动性能和低负荷性能是减少白烟排放的有效措施。
蓝烟是由未燃或燃烧不完全以及热裂解的燃油和润滑油(窜人缸内的部分)的微粒所组成，呈粒径(在0.4pm以下)更为细小的液态颗粒排出，在光的散射作用下呈蓝色烟雾。这也是燃烧温度偏低、燃油燃烧不良或润滑油参与燃烧的产物，与白烟无本质上的差别。
黑烟的主要成分为燃油燃烧所产生的碳微粒(约占85％以上)，其中还含有少量的O₂、H₂、灰分和一系列的多环芳烃化合物，呈黑色。粒径范围较大，常见粒径在5～50m之间，也可能有低至2gm和高达600gm的颗粒。黑烟常在高负荷下形成，由于喷入缸内的燃油较多，混合气形成不均匀，局部出现空气不足的过浓混合区，燃油在高温缺氧的条件下，易于裂解、聚合生成碳粒，呈黑色烟雾排出缸外。烟色浓淡不ー，严重者滚滚浓烟，对环境造成严重污染柴油机中的白烟或蓝烟是在冷启动、息速、暖机和低负荷运行时产生的排烟，也就是说柴油机正处于非标定工况，一旦进入正常运行工况后，这种液态碳氢微粒烟雾就不会再出现了实验表明，排烟生成温度对烟的成分起着重要的作用，在523K以下形成的排烟通常是白色的，从523K至着火温度(约923K)之间形成蓝烟，黑烟仅在着火后オ出现。