2.稀混合气燃烧技术

该技术用于现有汽油机的改造。它对原燃烧室的结构略作变动，改善混合气的形成和分配，实现平均空燃比在20以上的稀混合气的稳定燃烧，从而提高发动机的经济性和减少排污。一种方法是在气缸盖上增设副室，火花塞位于主燃烧室和副室的连接通道处，压缩过程中的均匀稀混合气从主燃烧室进入副室，在那里燃烧后再以火焰喷流形式喷向主燃烧室。另一种方法是在一个燃烧室内设置两个火花塞，同时点火使其燃烧，增大整体燃烧速率。

3．控制燃烧的其他技术

控制燃烧条件的措施还有：①采用汽油喷射技术。采用喷射供油方式，尤其是电控喷射系统，可以按照发动机的运转工况精确控制混合气的空燃比，以实现发动机的低排放水平。②改进点火系统。延长火花持续时间或采用高能点火系统，增大点火能量，则可扩大着火范围以实现稀混合气稳定燃烧，有利于减少CO和HC的排放。③废气再循环。将一部分废气从排气管引入进气系统，可以降低燃烧温度，有效抑制NOx的生成。废气再循环率一般应小于(20～25)％，否则汽油机的工作性能会急剧恶化。

4．尾气净化

由于燃料燃烧条件随汽车行驶状态的变化很大，为保证汽油机高效稳定的工作，一般都离不开对尾气的净化。尾气净化的方法有：

（1）空气喷射。在排气门出口注入新鲜空气，使高温尾气中的CO和HC与空气混合而被燃烧净化。喷射的空气要适量，与混合气的浓度有关，过多会使排气冷却降温，达不到净化效果。此方法常与下面两种方法结合使用。

（2）热反应器。这是一个设置在排气管出口上促进氧化反应的绝热装置。尾气进入热反应器后，在充分有氧条件下，CO和HC生成CO2和H2O。温度在600℃以上时，净化效率很高。此方法可直接用于稀混合气。在浓混合气的条件下，向排气口喷入二次空气，可以进一步提高热反应器的净化效率。

(3)催化反应器。在有氧条件下，氧化催化反应器可以使排气中的CO及HC在较低温度(约300℃)时进行快速的氧化反应：

HC＋O2→CO2＋H2O

2CO＋O2→2CO2

催化反应工艺如图4－38所示。氧化催化剂一般采用以AlO3为载体的铂、钯等贵金属或其氧化物，它不能使NOx减少，因此一般发动机在过富或过贫的空燃比条件下工作以抑制NOx的生成。贫燃条件下，排气中一般都有剩余的氧气，只需供给少量空气即可；富燃条件时，必须向排气喷入二次空气，以保证反应顺利进行。由于上述反应为放热反应，催化剂一般采用以Al2O3为载体的铂、钯等贵金属或其氧化物。当温度超过400℃时，该装置对HC和CO的净化效率可达95％～98％。但在温度低于250～300℃时，催化剂的转换效率急剧下降。

采用三元催化反应器可以对汽油机排气中的CO，HC及NOx进行综合处理。催化剂的活性成分为铑和铂，铑对NOx的还原性能最高，而铂则对CO和HC的氧化活性好。因此，铂－铑系催化剂同时具有氧化和还原作用，可以使排气中的CO和HC作为还原剂使NOx还原成N2，其本身氧化为CO2和H2O：

4NO＋CH4→2N2＋CO2＋2H2O

2NO＋2CO→2CO2＋N2

三元催化反应器的净化效率与空燃比密切相关，如图4-39所示。由图可见，当空燃比处于富燃料时，HC和CO净化效率变差，而当空燃比处于贫燃料时，则NO净化效率下降。因此，为了能同时高效净化三个成分，空燃比的允许范围较窄，要求精确控制在±0.25左右，如果配备电控燃料喷射可获得最佳的净化效果。该装置净化效果及经济性较好，但成本较高，精密控制空燃比的方法还需深入研究。

柴油机一般采用选择性催化还原系统(SCR)降低NOx。将适量的浓度为40％的尿素水溶液喷入排气管的催化反应器中，与NOx反应生成H2O和N2。在最佳反应温度300～450℃时，SCR系统可使颗粒减少50％，NOx降低(90～95)％。

5.柴油机碳烟的净化

碳烟是柴油机在高压燃烧条件下，不完全燃烧时形成的以碳为主要成分的固态微小颗粒。可以采用以下的方法控制碳烟的排放。

（1）柴油掺水乳化。柴油中掺入水和乳化剂形成均质乳化油。在燃烧过程中，由于水分的汽化，以及水分与燃油中碳原子发生的水煤气反应会吸收大量的热量，使燃烧最高温度下降，减少NOx的生成，但CO和HC的排放有所增加。此外，水分的汽化使乳化油滴的体积急剧膨胀，产生“微爆”，促使油滴细化及其与空气的良好混合，改善了燃烧条件，从而降低了碳烟浓度。柴油掺水量一般不超过20％，以免柴油机工作性能恶化。该法受到燃油变质及有关零部件锈蚀的限制。

（2）燃料添加剂。研究表明，在燃料中加入0.5％的油溶性钡族金属添加剂，可以减少50％的碳烟浓度。因此，选用恰当的燃料添加剂，抑制碳烟效果明显。

（3）碳烟净化装置。在排气系统中装设附有催化剂的金属网净化器，排气通过时，可以利用CO和HC的氧化反应热使碳烟颗粒燃烧。

以上各种方法应谨慎组配，以免在降低NOx排放时引起HC、CO和颗粒排放的增加。