Процесс смесеобразования заключается в смешивании бензина в распыленном состоянии с воздухом в определенной пропорции.
Необходимо, чтобы приготовляемая смесь, называемая горючей смесью, удовлетворяла двум основным требованиям:
1) смесь при воспламенении в цилиндре двигателя должна сгорать очень быстро, в промежуток времени, измеряемый тысячными долями секунды, чтобы обеспечить соответствующее давление газов на поршень в начале его рабочего хода;
2) бензин, находящийся в горючей смеси, должен сгорать полностью, что обеспечит наибольшее выделение тепла и повышение экономичности работы двигателя.
Смесь может быстро и полно сгорать при условии, что бензин с воздухом смешивается в строго определенной весовой пропорции и происходит очень тщательное распыление и испарение бензина в воздухе и их перемешивание. При этом каждая мельчайшая частица топлива будет окружена частицами кислорода в требуемом количестве, что и обеспечит одновременное быстрое и полное сгорание всей смеси.
В зависимости от весового соотношения бензина и воздуха различают следующие виды смесей: нормальная, обедненная, бедная, обогащенная, богатая.
Нормально й называется смесь, в которой на 1 кг бензина приходится 15 кг воздуха. Такое количество воздуха теоретически необходимо для полного сгорания топлива. При такой смеси двигатель работает устойчиво со средними показателями по мощности и экономичности.
Обедненной называется смесь, в которой имеется незначительный избыток воздуха против нормального количества (до 16,5 кг на 1 кг топлива). При работе на обедненной смеси мощность двигателя вследствие замедления скорости сгорания смеси несколько снижается, но экономичность заметно повышается, так как расходуется меньшее количество топлива.
Бедной называется смесь, имеющая значительный избыток воздуха по сравнению с нормальным количеством. Из-за удаленности частиц распыленного в воздухе бензина бедная смесь горит медленно, и давление газов в цилиндре двигателя понижается. Вследствие медленного горения смеси большая часть тепла поглощается стенками цилиндров и охлаждающей их водой, что вызывает перегрев двигателя. Двигатель на бедной смеси работаем неустойчиво, мощность его падает, и сильно возрастает удельный расход топлива (расход топлива на единицу мощности). Работа на бедной смеси обычно сопровож­дается вспышками — «чиханием» в карбюраторе, так как пламя медленно догорающей в цилиндре смеси при открытии впускного клапана перебрасывается во впускной трубопровод, воспламеняя идущую по нему свежую смесь. «Чихание» в карбюраторе может вызвать пожар на автомобиле.
Если количество воздуха превышает 19 кг на 1 кг бензина, то такая горючая смесь совсем не воспламеняется от свечи зажигания.
Обогащенной называется смесь, имеющая незначительный недостаток воздуха против нормального количества (до 13 кг на 1 кг топлива). Скорость сгорания обогащенной смеси возрастает, в результате чего давление газов в цилиндре к началу рабочего хода поршня увеличивается. Поэтому при работе на обогащенной смеси двигатель развивает наибольшую мощность, но при несколько повышенном расходе топлива.
Богатой называется смесь, имеющая значительный недостаток воздуха по сравнению с нормальным количеством. В такой смеси вследствие недостатка кислорода бензин сгорает неполностью, что вызывает снижение мощности двигателя при значительном расходе топлива. Несгоревшие частицы топлива в виде копоти частично отлагаются внутри цилиндров, а основная часть пестревших частиц топлива выбрасывается в выпускной трубопровод и выходит из него в виде черного дыма. В результате догорания пестревшего топлива в выпускном трубопроводе образуются хлопки и выстрелы, что и является внешним признаком сильного обогащения смеси. При сильном обогащении смеси, когда содержание воздуха доходит до 5 кг на 1 кг топлива, смесь совсем не воспламеняется.
Исходя из рассмотренных свойств различных составов горючей смеси, видно, что если двигатель по условиям работы не долл;ен развивать полной мощности (при средних нагрузках), самой выгодной является обедненная смесь, так как расход топлива при этом значительно снижается. Получающееся при этом некоторое снижение мощности двигателя при работе его с неполной нагрузкой значения не имеет.
При больших нагрузках целесообразнее работать на обогащенной смеси, так как двигатель при этом развивает наибольшую мощность. Несколько же увеличенный расход топлива вследствие кратковременности работы двигателя на данном режиме не вызывает заметного увеличения общего расхода топлива за большой период времени.
Работа на бедной или богатой смесях, вызывающих снижение мощности и экономичности двигателя, недопустима.