1. 높은 연소 온도: 엔진의 연소 과정에서 실린더 내부 온도는 섭씨 수천도에 도달할 수 있습니다. 이러한 높은 온도로 인해 공기 중의 질소(N2)와 산소(O2) 분자가 원자 형태로 해리됩니다.
2. 질소와 산소의 반응: 엔진 내부의 고온에서는 해리된 질소와 산소 원자가 반응하여 산화질소(NO)를 형성할 수 있습니다. 이 반응은 주로 피스톤 및 실린더 헤드 근처와 같이 온도가 가장 높은 연소실 영역에서 발생합니다.
3. NO와 산소의 반응: 일단 형성된 산화질소(NO)는 산소(O2)와 추가로 반응하여 이산화질소(NO2)를 형성할 수 있습니다. 이 반응은 일반적으로 연소실을 떠나 배기 시스템으로 들어간 후 배기 가스가 냉각되면서 발생합니다.
4. 과잉 공기의 영향: 연소 혼합물에 존재하는 과잉 공기의 양도 NO2 형성에 영향을 줄 수 있습니다. 산소가 부족하면(희박 혼합물) 연소 과정이 완료되지 않아 일산화탄소(CO)와 미연소 탄화수소(HC)가 형성될 수 있습니다. 부분적으로 산화된 이러한 생성물은 배기 시스템의 NO와 반응하여 NO2를 생성할 수 있습니다.
5. 엔진 설계 및 작동 조건: 연료 분사 시기, 점화 시기, 공연비 등 엔진 설계 및 작동 조건이 NO2 형성에 영향을 미칠 수 있습니다. 적절한 엔진 보정은 연소를 최적화하고 NO2 및 기타 오염 물질의 생성을 최소화하는 데 도움이 될 수 있습니다.
내연기관의 NO2 배출을 줄이기 위한 노력에는 일반적으로 희박 연소, 배기가스 재순환(EGR), 촉매 변환기, 연료 효율을 높이고 연소 온도를 낮추는 첨단 엔진 기술 등 다양한 전략이 포함됩니다.
