Образование токсичных веществ. В продуктах сгорания двигателя содержится до 300 химических веществ, часть которых являются токсичными и представляют собой продукты неполного сгорания и термического разложения углеводородов топлива, оксиды азота, соединения серы и свинца и т. п.

В отработавших газах содержится группа нормируемых токсичных веществ. Часть из них (СО, СН, сажа) являются продуктами неполного сгорания, при котором также ухудшается экономичность ДВС.

Оксид углерода (СО) является продуктом сгорания при недостатке кислорода. В двигателях с искровым зажиганием образование СО связано с богатым составом смеси. В дизелях образовавшийся СО окисляется затем до СО₂, поэтому количество СО невелико и зависит от качества процесса смесеобразования.

СО, воздействуя на человека, вызывает головную боль, сердцебиение, затруднение дыхания и тошноту, замедляет реакцию водителей.

Углеводороды (СН) образуются из исходных или распавшихся молекул топлива, не принимавших участия в сгорании из-за гашения пламени вблизи относительно холодных стенок камеры сгорания и в ее «защемленных» объемах.

В двигателях с искровым зажиганием количество СН может возрастать при переобогащении смеси или из-за пропусков воспламенения бедной смеси, выбрасываться в атмосферу при негерметичности системы вентиляции картера, выпускного клапана или из-за испарения бензина в топливном баке. В дизелях СН образуются в переобогащенных зонах, где происходит распад молекул топлива при недостатке кислорода.

Полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) наиболее токсичны. Они образуются при разложении легких и средних фракций топлива при температуре 600...700 К во время рабочего хода в цилиндре вблизи его холодных поверхностей при недостатке кислорода. ПАУ являются канцерогенными веществами, которые накапливаются в организме человека и способствуют образованию злокачественных опухолей. Наиболее токсичным является бенз-a-пирен.

Сажа представляет собой твердый продукт, состоящий в основном из углерода. Она образуется при температуре выше 1500 К в результате термического разложения топлива и недостатке кислорода (a < 0,6). Так как в двигателях с искровым зажиганием a выше, сажа в них практически не образуется. В дизелях имеются зоны с богатой смесью, где создаются благоприятные условия для образования сажи. Размеры ее частиц – 0,4...5мкм. Сажа проявляется в отработавших газах в виде черного дыма.

Сажа является механическим загрязнителем дыхательных путей и легких. Для человека опасна ее способность накапливать канцерогенные вещества и переносить их.

Кроме сажи в состав твердых частиц входят компоненты, которые образуются из серы топлива, масла и несгоревшего топлива, а также продукты износа деталей.

Оксиды азота (NO_x) образуются при температуре в цилиндре выше 2000 К и при наличии кислорода. В двигателях внутреннего сгорания в основном образуется оксид азота NO. В двигателе с искровым зажиганием это происходит за фронтом пламени в зоне продуктов сгорания, а в дизеле – в зонах, где топливо сгорает первым и температура выше 2200 К. В атмосфере NO окисляется до NО₂, токсичность которого значительно выше. Он отрицательно воздействует на слизистую оболочку глаза и носа, а также на нервную систему.