Сравнение равновесных концентраций СО, подсчитанных для идеального цикла с подводом тепла при постоянном объеме в зависимости от расширения смеси (рис. 2), с опытными данны­ми о концентрациях СО в отработавших газах показало, что последние значительно выше равновесных при температуре кон­ца расширения [85]. Значения Он 1,0 по оси абсцисс соответст­вуют началу и концу расширения. Замеренные концентрации СО ближе к равновесным при условиях начала расширения. Иссле­дования последних лет показали, что это расхождение может быть объяснено на основе законов кинетики химических реак­ций. В качестве реакции, определяющей содержание окиси угле­рода в отработавших газах, принята реакция (4) [39, 77]. Ско­рость уменьшения концентрации СО (или увеличения концент­рации СОг) определяется при этом уравнением [39]

При частоте вращения коленчатого вала n=1500 об/мин про­цесс расширения в четырехтактном двигателе длится около 20 мс. За это время температура изменяется примерно на 1200 К, т. е. скорость изменения температуры составляет око­ло 60 К/(м-с).

В определенный момент расширения происходит «закалка» продуктов догорания окиси углерода. При составе смеси, близ­ком к стехиометрическому, температура «закалки» равна примерно 1020 К [39]. По мере обогащения смеси температура «за­калки» несколько увеличивается, приближаясь при а~0,7-к максимальной теоретической температуре цикла.

Альдегиды. В дизелях альдегиды образуются в период предпламенных реакций (их называют также холодным пламенем). Альдегиды и пероксиды (перикиси) являются типичными про­дуктами этих реакций [2]. При образовании альдегидов выделя­ется тепло. В процессе самовоспламенения топлива они актив­ной роли не играют. Как в дизелях, так и в двигателях с искровым зажиганием могут образоваться альдегиды, если часть процесса сгорания протекает при низких температурах, что наблюдается при охлаждении смеси холодными поверхно­стями камеры сгорания пли при сгорании очень обедненной смеси в конце процесса сгорания в двигателях с послойным сме­сеобразованием. В процессе сгорания, происходящем при высо­ких температурах, альдегиды могут сгорать.

Углеводороды. В отработавших газах двигателей содер­жится свыше двухсот различных углеводородов [81]; в то же вре­мя теоретические расчеты (из условий равновесия) показывают [77], что углеводороды в отработавших газах не должны содер­жаться. В действительности даже в двигателях с искровым за­жиганием топливовоздушная смесь не является гомогенной. Температура в процессе сгорания смеси различна по объему камеры, что изменяет условия сгорания.

В ряде исследований [18, 61, 86] было также установлено, что вблизи сравнительно холодных стенок камеры сгорания проис­ходит гашение пламени. Это приводит к замедлению или ис­ключению реакций горения в части смеси, находящейся в зоне гашения. Фотографирование процесса сгорания в четырехтакт­ном бензиновом двигателе через кварцевое окно в головке ци­линдра позволило определить толщину зоны гашения в преде­лах 0,05—0,38 мм [61]. На рис. 3 показана зависимость содержа­ния углеводородов в пробе га­за от объема отбираемой за цикл пробы. Видно, что в не­посредственной близости от стенок камеры концентрация СН резко возрастает. Таким образом, зона гашения явля­ется одним из источников вы­деления углеводородов.