柴油机燃烧是一种多相非均匀混合物不稳定的燃烧过程，喷雾过程、油束形成、混合气的浓度与分布以及燃烧室形式等对排放物生成均有复杂的影响。由于油束在燃烧室空间的浓度分布、着火部位及局部温度各处都不一样，我们可以对油束人为地分区并将其与排放物生成的关系作一说明。
一、燃烧过程的影响
如图3.38所示，当油束喷入有进气涡流的燃烧室中时，由于油雾及油蒸气在空间浓度分布不同，可将其大致分为稀燃火焰熄灭区、稀燃火焰区、油束中心、油束尾部和后喷区以及壁面油膜，从油束边缘到油束中心部分的局部空燃比可从无穷大变到零。根据负荷不同，各区排放物生成的性质也不一样。
图3.38 油束各区的燃烧情况
未燃HC：在低负荷时，由于喷油量少，混合气稀，缸内温度低，HC主要产生在稀燃火焰熄灭区；在高负荷时，混合气浓，HC主要产生在油束中心、油束尾部和后喷区及壁面油膜处。
CO：在低负荷时，缸内温度低，部分燃油难以氧化形成CO2，主要在稀燃火焰熄灭区及稀燃火焰区的交界面上生成CO；在高负荷时，在油束中心、油束尾部和后喷区因局部缺氧而产生CO。
NOx：在燃烧完全、供氧充分及温度较高的稀燃火焰区及油束中心产生较多。
炭烟：在高负荷时，在油束中心、油束尾部和后喷区的氧浓度低，气体温度高，燃油分子容易发生高温裂解而形成炭烟。
醛类：主要在稀燃火焰熄灭区，由于低温氧化而产生醛类中间产物。(www.xing528.com)
二、混合气成分的影响
从宏观上讲，柴油机在运转时总有一定数量的过量空气，加上柴油蒸发性比汽油小，因此柴油机的HC及CO排放浓度一般比汽油机低得多（图3.39）。但在接近满负荷时（A/F减小），CO浓度骤增。
NO生成率最高处仍出现在油量较大的高负荷工况时。与汽油机不同的是，柴油机NO的生成浓度较高。NO浓度随A/F增加而减少。柴油机排气中有炭烟排出，随着混合气变浓，排烟浓度增多。
图3.39 柴油机混合气成分与排放的关系
三、喷油时刻的影响
延迟喷油是降低NOx的主要措施之一。如图3.40所示，延迟喷油可减少NO的生成，但减小喷油提前角将导致燃烧变差，最高爆发压力降低，因而使油耗及排气烟度增加。
为了在延迟喷油以后燃烧不致恶化，加强缸内气流运动、促进混合气形成、提高喷油速率以及改善喷雾质量是很有必要的。实践证明，延迟喷油的同时提高喷油速率要比单纯延迟喷油定时的效果好。在各种工况下，NO排放浓度都随喷油速率的增加而降低，CO浓度亦随喷油速率的增加而降低，HC的生成量则变化不大。
图3.40 喷油定时对排放的影响
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