碳烟主要是柴油机在高压燃烧条件下，局部高温、缺氧、裂解并脱氢而成的以碳为主的固态微小颗粒。柴油机的不均质、异相燃烧、特别是燃烧时燃料分子往往被高温火焰或燃烧产物包围这一特点，决定了碳烟生成的必然性。
碳烟对环境和人体健康极为有害，尤其是小于2µm 的碳烟，吸入人体后，会在肺和气管内沉积起来，危害健康。碳烟含有苯并芘的硝化物和含氧衍生物，是直接的致癌物。因此必需采取各种措施来降低柴油机碳烟的排放量。
图 1 为柴油机烟度排放性能的比较。从图中可以看出，供油提前角对柴油机烟度排放性能有一定的影响。转速、负荷相同的情况下，碳烟排放会随着供油提前角的增大而降低。这是因为，一般来说在常用的喷油提前角范围内，喷油提前角增加，则滞燃期延长，滞燃期内的喷油量占循环喷油量的分量增加，相应的使预混合燃烧的燃油量占循环喷油量的分量增加，而扩散燃烧的燃油量占循环喷油量的分量减少。碳烟的生成主要在扩散燃烧中发生，因为那时正是缺氧和高温，而预混合燃烧时缸内的氧较充分，混合气是均匀的，所以碳烟生成得少。
另外从图 1（a）中可以看出，该柴油机在低转速大负荷工况下，排气烟度要明显高于其他工况，这主要是由于转速较低，空气涡流较弱而使混合气形成质量较差；此外低速时增压器增压性能较弱，致使进气压力降低，空燃比减小。
NOX中 NO 所占比例最多，
综合 3 幅图可以看出，在中小负荷区域内，负荷增加时，NOX排放浓度有较大增加，但在大负荷时，这种趋势减缓，甚至NOX排放会有所降低。可行的解释为：火焰温度和缸内平均温度随负荷增加而增高，高温持续时间也随负荷增加而延长，因此从这个方面来讲，负荷增加是有利于NOX生成的。中、低负荷时，循环油量相对较少，缸内过量空气系数较大，燃烧中供氧量充分，NOX生成三要素同时存在，所以促进了NOX的加速生成；而大负荷时，尽管温度升高和高温持续时间延长这两个因素有增无疑，但氧的浓度下降较大，从而制约了NOX的生成速率。
从图中可以看出，供油提前角对NOX排放有明显的影响。转速、负荷相同的工况下，NOX排放值随着供油提前角的减小而大幅降低。其原因是，如前所述，喷油提前角增加，则滞燃期延长，是滞燃期内的喷油量占循环喷油量的分量增加，相应的使预混合燃烧的燃油量占循环喷油量的分量增加，而预混合气混合均匀处于富氧的状态，其量增加使得急燃期内缸内温度必然迅速升高，急燃期亦有所增长。NOX生成的三要素均有加强，故其排放量增加。
总之，不难得出结论，延迟喷油是降低NOX排放最方便而有效的措施。但是这样做，烟度排放和油耗率会有所上升。
