Idealno sagorijevanje u motoru s paljenjem svjećicom bi se dogodilo ako bi se 1 kg goriva dodalo na 14,7 kg zraka. U ovom slučaju govorimo o stehiometrijskom omjeru.
Međutim, u praksi određeni radni uslovi motora zahtijevaju korekciju sastava smjese. Zato, kada ubrzavate, treba vam snaga pa je smjesa bogatija za paljenje. To znači da motor radi s većom količinom goriva. Pri vožnji s minimalnim opterećenjem postavlja se siromašna smjesa, tj. s viškom zraka.
Upravljanje motorom radi s tzv. koeficijentom viška zraka. Označava se grčkim slovom lambda (ista je stoga i oznaka senzora kisika u ispušnim plinovima – lambda sonde). Ako je koeficijent viška zraka jednak 1, tada stvarna masa dovedene količine zraka odgovara njegovoj teorijskoj potrebi.
Ako je lambda manja od 1, motor radi s nedostatkom zraka i analogno tome s bogatom smjesom. Općenito govoreći, najveće performanse se postižu ako je lambda jednaka 0,85 do 0,95. Ako je lambda u rasponu od 1,05 do 1,3, tada se može uočiti smanjenje potrošnje goriva, ali i smanjenje performansi.
U praksi, za prijašnje motore uobičajeno se koristio raspon lambde od 0,9 do 1,1. Međutim, današnji najnoviji agregati, koji ispunjavaju najnoviji Euro 6 standard, rade uglavnom sa siromašnom smjesom.
Niska potrošnja, ali visoka temperatura
Gore navedene vrijednosti za višak zraka primjenjuju se tokom normalnog rada motora. Ali šta ako je smjesa goriva previše siromašna (i stoga s previše viška zraka) ili, obrnuto, previše bogata, kada se u njoj nalazi prekomjerna količina benzina?
Bogatstvo smjese, odnosno višak zraka, usko je povezan sa stvaranjem odgovarajućih emisija. Prilikom sagorijevanja siromašnih smjesa, količina proizvedenog ugljen-monoksida se smanjuje, kao i mnogo praćeni ugljen-dioksid.
Zato smjesa ne smije biti previše siromašna. Ako je lambda veća od 1,3, tada smjesa više nije sposobna za paljenje. To dovodi do kvarova u sagorijevanju i vrlo grubog rada motora. Rad motora u vrlo siromašnom režimu sagorijevanja obično se javlja kada postoji kvar u usisu, kada motor usisava tzv. lažni zrak. Ovo ne prolazi kroz senzor mase (popularno poznat kao senzor mase zraka), tako da motor uopće ne zna da previše zraka ulazi u cilindre. Kontrola količine goriva radi sa zrakom. Drugim riječima, doza goriva zavisi od toga.
Sagorijevanje siromašnih smjesa također je povezano s porastom temperature sagorijevanja. Razlog je taj što ubrizgano gorivo, promjenom svog stanja iz tekućeg u plinovito, također uzrokuje smanjenje temperature komore za sagorijevanje. A kako temperatura raste, povećavaju se i dušikovi oksidi.
Bogatstvo nije uvijek prednost
Ali šta ako je smjesa prebogata? I stoga u motor ulazi mnogo više benzina nego što bi trebalo, pa radi s nedostatkom zraka. Prebogata smjesa može se pojaviti kada je injektor neispravan, obično kada mu mlaznica propušta. Na primjer, zbog slomljene povratne opruge. Isti efekat može biti uzrokovan i loše funkcionirajućim regulatorom pritiska goriva.
Sagorijevanje s prebogatom smjesom znači da benzin ne može potpuno sagorjeti. Lijepi se za stijenke cilindra, gdje značajno narušava funkciju ulja za podmazivanje. To dovodi do ubrzanog trošenja klipnih prstenova i cilindara, što obično rezultira pojavom takozvane ovalnosti. A pošto uljni film djeluje i kao “dihtung” cilindra kada se klip kreće, dolazi do gubitka kompresije i stoga pada snage.
Ali, previše bogata smjesa može oštetiti i katalizator. To pod uslovom da nesagorjelo gorivo prodre u ispušne plinove, gdje potom izgori. Ovaj fenomen akustički se manifestuje i kao takozvano pucanje u ispušnim plinovima. Sve dok su motori imali katalizator daleko od motora, nije bio toliko oštećen. Kod modernih motora koji već rade s dodatnim katalitičkim konvertorima (ponekad se nazivaju i “predkatalizatori”), problem je mnogo ozbiljniji.
