柴油機在高負荷時，排氣就容易冒黑煙。黑煙的生成過程，目前還不清楚，一般認為當柴油機負荷高時，噴入燃燒室的燃料增多，燃燒室中的溫度又較高，加上柴油機混合氣形成不均勻的特點，這樣就會造成燃燒室內局部地區(qū)空氣不足的燃燒，燃料在高溫缺氧的情況下分解，聚合形成炭煙(炭黑)。


炭煙不是純粹的碳，而是一種聚合體，主要成分是碳(85%以上)，但還含有少量的氧、氫和灰分，并且其成分隨柴油機的負荷不同而有所改變。


將黑煙通過過濾器把炭煙收集起來放在電子顯微鏡下觀察，可以看到大的炭煙粒子直徑在0.05μm左右。柴油機中燃燒的高溫裂解反應是不可避免的，特別是在空間混合燃燒的柴油機中，高溫的氣體包圍著液態(tài)的油滴，造成了進行裂解反應較有利的條件，燃燒過程的高速攝影證實，在上止點附近都會出現(xiàn)大量的黑煙，但在一般情況下，炭煙都能在隨后的燃燒中找到空氣而燃燒，使排氣無黑煙。

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