内燃机排放的NO_x其主要来源是参与燃烧的空气中的氮。汽油和轻柴油本身含氮很少，不足以产生显著的NO_x排放。只有重质燃油可能含有千分之几的氮，可能从排气中排放一小部分所谓的“燃油NO_x”。

NO的生成随温度的提高而呈指数函数急剧增加。当燃烧室温度低于1800K时，NO的生成速率极低：到2000K就达到很高的速率，氧含量提高也使NO生成量增加。

因此，内燃机气缸内达到的最高燃烧温度也是决定NO_x生成量的最重要因素。NO_x排放随柴油机负荷增大而显著增加，这是因为随着负荷增大，可燃混合气的平均空燃比减小，使最高燃烧温度提高。但是当柴油机负荷超过某一限度时，NO_x排放反而下降，这是因为燃烧室中氧相对缺少导致燃烧恶化。

喷油正时对柴油机燃烧过程有很大影响。推迟喷油使最高燃烧温度和压力下降，燃烧变得柔和，NO_x生成量减少。所以，推迟喷油是降低柴油机NO_x排放简单易行且十分有效的办法。

NO是无色气体，本身毒性不大，但在大气中缓慢氧化成NO₂。NO₂是褐色气体，具有强烈的刺激味，被吸入人体后与水分结合成硝酸，引起咳嗽、气喘，甚至肺气肿和心肌损伤。NO_x是在地面附近形成含有臭氧的光化学烟雾的主要因素之一。

图20-7所示为某牌号发动机在外特性上转速对NO_x排放的影响。

图20-7 外特性上转速对NO_x排放的影响(www.daowen.com)

从图20-7中发动机NO_x的排放对比可以看出，发动机在燃用二甲醚时的NO_x排放得到较大幅度的抑制。这是因为二甲醚具有较高的十六烷值，着火性能优良，滞燃期短，参加预混燃烧的燃料量少，气缸内的最高燃烧压力和温度较低，从而抑制了NO_x的生成；其次，二甲醚的汽化潜热比柴油大，汽化过程需要吸收大量热量，使得缸内温度下降，这也在一定程度上抑制了NO_x的生成；同时，二甲醚的喷油延迟角较大，使得二甲醚的喷油提前角比柴油的小，延迟喷油也可以有效降低NO_x的生成和排放。

从图20-7可以看出随着转速的升高，发动机燃用二甲醚时NO_x浓度逐渐降低。这是由于随着转速的升高，当供油提前角不变时，喷油延迟角增大，喷油提前角减小，从而降低了最高燃烧温度；同时，转速高，缸内高温持续时间缩短。这两个因素都促使在高速时NO_x的生成和排放浓度下降。

图20-8给出了发动机转速为2000r/min以及3200r/min时，负荷特性上的NO_x排放的变化规律和对比。

从图20-8可以看出，与速度特性（图20-7）相似，二甲醚发动机在负荷特性上的NO_x排放比柴油机油明显降低，这仍是因为二甲醚的物理和化学特性所致。

发动机燃用二甲醚时，随着负荷的增加，NO_x浓度逐渐增加。这是因为随着负荷的增加，循环喷油量增加，最高燃烧温度增加，过量空气系数减小到逐步接近于产生最大NO_x的λ值。

图20-8 负荷对NO。排放的影晌