图2-8中的虚线表示对应绝热火焰温度下的NO平衡摩尔分数。绝热温度指混合气燃烧后释放的全部热量减去因自身加热和组成变化所消耗的热量而达到的温度，它是过程中可能达到的最高燃烧温度。一般情况下，绝热火焰温度在稍浓混合气（?a略小于1）时达到最高值，但由于此时缺氧，故NO排放值不是最高，所以，?NOe最大值出现在稍稀的混合气中（?a稍大于1）中。若混合气过稀，火焰温度大大下降，使NO排放降低。 生成NO的过程中，达到NO的平衡摩尔分数需要较长时间。图2-9表示在不同温度下NO生成的总量化学反应式N2 + O2 → 2NO的进展快慢，用NO摩尔分数的瞬时值?NO与其平衡值?NOe之比表示。从图中可以看出，反应温度越低，则达到平
衡摩尔分数所需时间越长，并且NO的生成反应比发动机中的燃烧反应慢。可见温度越高，氧浓度越高，反应时间越长，NO的生成量越多。所以对NO的主要控制方法就是降低最高燃烧温度。发动机在运转中因为燃烧经历时间极短（只有几毫秒），温度的上升和下降都很迅速，故NO的生成不能达到平衡状态，且分解所需的时间也不足，所以在膨胀过程初期反应就冻结，使NO以不平衡状态时的浓度被排出。从燃料燃烧过程看，最初燃烧部分（火花塞附近）产生的NO约占其最大浓度的50%（其中有相当部分后来被分解）；随后燃烧的部分所产生的NO浓度很小且几乎不再
分解，因此NO的排放不能按平衡浓度的方法计算，只能由局部的燃烧温度及其持续时间决定。
2. NO2的生成机理
汽油机排气中的NO2浓度与NO的浓度相比可忽略不计，但在柴油机中NO2可
占到排气中总NOX的10%～30%。目前对NO2生成机理的研究还不透彻，大致上认为NO在火焰区可以迅速转变成NO2，反应机理如下：
NO ＋ HO2 → NO2 ＋ OH
（2-10）
然后NO2又通过下述反应式转变为NO
NO2＋O → NO＋O2 （2-11）
只有在NO2生成后，火焰被冷的空气所激冷，NO2才能保存下来，因此汽油机长期怠速会产生大量NO2。柴油机在小负荷运转时，燃烧室中存在很多低温区域，可以抑制NO2向NO的再转化而使NO2的浓度增大。NO2也会在低速下在排气管中生成，因为此时排气在有氧条件下停留较长时间。
2.3.2 影响NOX生成的因素
1. 影响汽油机NOX排放的因素
1）过量空气系数和燃烧室温度的影响
由于?a直接影响燃烧时的气体温度和可利用的氧浓度，所以对NOX生成的影响是很大的。当?a小于1时，由于缺氧即使燃烧室内温度很高NOX的生成量仍会随着?a的降低而降低，此时氧浓度起着决定性作用；但当?a大于1时，NOX生成量随温度升高而迅速增大，此时温度起着决定性作用。由于燃烧室的最高温度通常出现在?a≈1.1，且此时也有适量的氧浓度，故NOX排放浓度出现峰值。如果?a进一步增大，温度下降的作用占优势，则导致NO
生成量减少。
2）残余废气分数的影响
汽油机中燃烧室内的混合气由空气、已蒸发的燃油蒸气和已燃气组成，后者是前一工作循环留下的残余废气，或由废气再循环系统（EGR）中从排气管回流到进气管并进入气缸的燃烧废气。残余废气分数χi定义为：缸内残余废气质量mi与进气终了气缸内充量质量mc之比，即
χi=mi/mc (2-12)
式中：mc=me＋mi＋mr，me和mr分别为进入气缸的空气和燃油质量。
残余废气分数主要取决于发动机负荷和转速。减小发动机负荷即减小节气门开度和提高转速，均加大了进气阻力，使残余废气分数增大。压缩比较高的发动机残余废气分数较小。
通过废气再循环可大大增加气缸中的残余废气分数。当可燃混合气中废气分数增大时，既减小了可燃气的发