内燃機関での NO2 の原因は何ですか?

内燃エンジンでは、二酸化窒素 (NO2) が主に燃焼中のエンジン内部の高温高圧条件によって生成されます。内燃機関における NO2 の生成に寄与する主な要因をいくつか示します。

1. 高い燃焼温度: エンジンの燃焼プロセス中、シリンダー内の温度は摂氏数千度に達することがあります。これらの高温により、空気中の窒素 (N2) 分子と酸素 (O2) 分子が原子の形に解離します。

2. 窒素と酸素の反応: エンジン内の高温では、解離した窒素原子と酸素原子が反応して一酸化窒素 (NO) を形成することがあります。この反応は主に、ピストンやシリンダー ヘッドの近くなど、温度が最も高い燃焼室内の領域で発生します。

3. NO と酸素の反応: 一酸化窒素 (NO) が形成されると、さらに酸素 (O2) と反応して二酸化窒素 (NO2) を形成します。この反応は通常、排気ガスが燃焼室を出て排気システムに入った後に冷えるときに発生します。

4. 過剰な空気の影響: 燃焼混合物中に存在する過剰な空気の量も、NO2 の生成に影響を与える可能性があります。酸素が不十分な場合 (希薄混合気)、燃焼プロセスが完了しない可能性があり、一酸化炭素 (CO) や未燃の炭化水素 (HC) が生成します。これらの部分的に酸化された生成物は、排気システム内の NO と反応して NO2 を生成する可能性があります。

5. エンジンの設計と動作条件: 燃料噴射タイミング、点火タイミング、空燃比などのエンジンの設計と動作条件は、NO2 の生成に影響を与える可能性があります。エンジンを適切に校正すると、燃焼を最適化し、NO2 やその他の汚染物質の生成を最小限に抑えることができます。

内燃エンジンからの NO2 排出量を削減する取り組みには、通常、希薄燃焼燃焼、排気ガス再循環 (EGR)、触媒コンバーター、燃料効率を高め、燃焼温度を下げる高度なエンジン技術など、さまざまな戦略が含まれます。