Если количество воздуха в горючей смеси равно теоретически необходимому для полного сгорания содержащегося в нем топлива (а = 1), то такая смесь называется нормальной. Установлено, что для полного сгорания кг бензина требуется 14 кг воздуха. При такой смеси двигатель работает устойчиво со средними показателями по мощности и экономичности.

В обогащенной смеси воздуха содержится на 15—20% меньше, чем в нормальном, при этом а = 0,85—0,8. Такая смесь сгорает быстрее, и двигатель развивает наибольшую мощность при несколько повышенном расходе топлива.

Рис. 51. Схема системы питания автомобильного карбюраторного двигателя и простейшего карбюратора

В богатой смеси воздуха содержится на на 20—60% меньше, чем в нормальной (а = 0,8—0,4). Богатая смесь горит медленно, при этом уменьшается мощность двигателя и значительно увеличивается расход топлива.

В обедненной смеси воздуха содержится на 10—15% больше, чем в нормальной (а – 1,1 —1,15). Она имеет несколько меньшую скорость сгорания, чем обогащенная смесь, двигатель работает более экономично, но развивает меньшую мощность.

В бедной смеси воздуха содержится на 15—30% больше, чем в нормальной (а = 1,15—1,3). Такая смесь горит медленно, и процесс горения может продолжаться весь такт расширения и даже выпуска. Двигатель на бедной смеси работает неустойчиво, мощность его падает, а расход топлива сильно возрастает.

Состав смеси непрерывно меняется в зависимости от режима работы двигателя и автоматически поддерживается карбюратором. Наибольшую мощность двигатель развивает при а — 0,9, а наиболее высокая экономичность достигается при а = 1,1.

Не любая горючая смесь способна воспламеняться; очень бедная и очень богатая смеси теряют способность гореть. Наибольший коэффициент избытка воздуха, при котором еще возможно воспламенение смеси, называется нижним пределом воспламенения (а 1,3—1,4), а наименьший коэффициент избытка воздуха, при котором возможно воспламенение смеси, — верхним пределом воспламенения (а 0,4). Следовательно, бензовоздушная смесь способна гореть в пределах изменения а от 0,4 до 1,4.

При обычном сгорании смеси фронт пламени распространяется со скоростью 20—30 м/с. Ненормальным явлением процесса сгорания является быстрое сгорание, подобное взрыву, при котором скорость распространения фронта пламени достигает 2000—2500 м/с. Внешними признаками этого детонационного сгорания являются резкие механические стуки в цилиндре, перегрев двигателя, черный дым из глушителя, понижение мощности и экономичности.

Основные причины детонации — несоответствие сорта топлива степени сжатия двигателя, раннее зажигание, большие нагрузки при малой частоте вращения коленчатого вала двигателя и др.

Детонационная стойкость топлива оценивается октановым числом. Октановым числом топлива называются содержание изооктана в такой смеси с гептаном, которая по детонационной стойкости равноценна испытываемому топливу. Чем выше октановое число топлива, тем больше его стойкость против детонации.

В соответствии с ГОСТ 2084—77 выпускают следующие сорта автомобильных бензинов А-72, А-76, АИ-93, АИ-98 и др. Буква «А» означает, что бензин автомобильный, а стоящие при ней цифры соответствуют октановому числу, которое характеризует стойкость бензина против детонации. В обозначении некоторых бензинов буква «И» показывает, что октановое число определено по исследовательскому, а не по моторному методу.