ガソリンエンジンにおける窒素酸化物(NOx)産生:
窒素酸化物(NOX)は、燃焼中に存在する高温と圧力により、ガソリンエンジンで形成されます。プロセスの内訳は次のとおりです。
1。空気摂取量:
- エンジンは、主に窒素(N2)と酸素(O2)で構成される空気を取り入れます。
2。圧縮:
- 空気はシリンダー内で圧縮され、温度と圧力が上がります。
3。燃焼:
- 燃料混合物が点火し、温度(最大2500°C)と圧力が急速に上昇します。
4。 Noxの形成:
- これらの極端な温度では、空気中の窒素と酸素分子が反応してNOXを形成します。
- 窒素 +酸素→窒素酸化物(NOx)
- この反応は、熱nox形成として知られています 。
5。排気:
- NOxを含む燃焼ガスは、排気システムを通じて追放されます。
noxのタイプ:
- ガソリンエンジンで形成される主要なNOx化合物は次のとおりです。
- 一酸化窒素(no): 無色のガス、燃焼中に形成される最も豊富なNOX種です。
- 二酸化窒素(NO2): 赤茶色のガスは、排気システムの酸素と反応しないと形成されます。
NOX形成に影響する要因:
- 空気燃料比: リーン混合物(より多くの空気)は、NOX層を促進します。
- 燃焼温度: 高温が高くなると、NOX生産が増加します。
- エンジン負荷: エンジンの負荷が高いと、燃焼温度が高くなり、NOX形成が増加します。
- エンジン速度: 一般に、エンジン速度が高いほどNOX排出量が増加します。
nox排出の結果:
- 大気汚染: NOXは、スモッグ、酸性雨、呼吸器の問題に貢献します。
- 温室効果: NOXは強力な温室効果ガスであり、気候変動に貢献しています。
- オゾン形成: NOxは大気中の揮発性有機化合物(VOC)と反応して、有害な大気汚染物質であるオゾンを形成します。
制御NOX排出量:
- 排気ガス再循環(EGR): 排気ガスを摂取量に導入すると、燃焼温度とNOX形成が低下します。
- 触媒コンバーター: これらのデバイスは、NOXをあまり有害性の低い窒素ガスと酸素に変換します。
- リーンバーンエンジン: これらのエンジンは、無駄のない空気燃料混合物で動作し、NOX形成を減らします。
- 選択的触媒還元(SCR): この技術は、触媒とアンモニアを使用してNOXを窒素と水に変換します。
ガソリンエンジンにおけるNOX形成のプロセスを理解することにより、エンジニアはこれらの有害な排出を削減し、環境を保護するための効果的な戦略を実装できます。