В жидких углеводородных топливах, полученных при переработке нефти, преобладают два элемента — углерод и водород. При полном сгорании бензина будут образовываться диоксид углерода и вода. Основываясь на элементарных реакциях сгорания
Н2+ 1/2О2= Н20
С + О2 = СО2,
можно подсчитать, что для полного сгорания I кг водорода требуется 8 кг кислорода, а 1 кг углерода ~ 2.66 кг кислорода.
Если в состав топлива входит некоторое количество кислорода (например, при использовании кислородсодержащих добавок), то этот кислород участвует в сгорании и для полного сгорания таких топлив требуется меньшее количество воздуха.
Содержание сернистых и азотистых соединений в бензинах при расчетах обычно не учитывают.
В состав бензинов входят углеводороды, в которых соотношение углерода к водороду может значительно изменяться. Так, в I кг бутана (С4Н10) содержится 0,827 кг углерода и 0,173 кг водорода, тогда как в 1 кг бензола (С6Н6) содержится 0,923 кг углерода и только 0,077 кг водорода. Теоретически необходимое количество воздуха для сгорания бутана составляет 15,5 кг/кг, а для сгорания бензола— всего лишь 13,3 кг/кг. Преобладание в бензине углеводородов того или иного строения, естественно, сказывается на теоретически необходимом количестве воздуха для сгорания бензина в целом. Это обстоятельство следует учитывать при проведении различных расчетов и результатов испытаний на двигателях, так как в последние годы содержание ароматических углеводородов в товарных бен зинах может изменяться от 20 до 55%. Кроме того, в новые товарные бензины, вырабатываемые в нашей стране и за рубежом, добавляют кислородсодержащие соединения различного состава с целью снижения токсичности отработавших газов (так называемые «реформулированные» бензины). Разрешено добавлять в бензины до 2,7% кислорода в составе любых кислородсодержащих соединений (спирты, эфиры и т.д.). При добавлении в бензин 2,7% кислорода количество теоретически необходимого воздуха уменьшится еще примерно на 0,4—0,5 кг/кг бензина.
Для обеспечения наиболее полного сгорания смеси за весьма малый промежуток времени необходимо перевести бензин из жидкого состояния в парообразное и смешать пары с требуемым количеством воздуха, т.е. создать горючую смесь. Горючая смесь в поршневых двигателях с принудительным воспламенением может быть образована двумя различными способами. Смесь может готовиться в специальном приборе — карбюраторе, или бензин может непосредственно впрыскиваться в каждый цилиндр в конце воздухоподводящего потока.
Последний способ, гак называемый непосредственный впрыск бензина, нашел применение в некоторых отечественных авиационных поршневых двигателях и широко используется в зарубежных современных автомобильных двигателях. Однако в отечественных автомобильных двигателях до недавнего времени непосредственный впрыск не применялся и подготовка горючей смеси осуществлялась с помощью карбюратора.