Для полного сгорания массовой или объемной единицы топлива необходимо определенное количество воздуха, которое называют теоретически необходимым. Теоретически необходимое количество воздуха определяется элементарным составом топлива по следующим уравнениям.

Процесс сгорания в карбюраторном двигателе. Эффективность процесса сгорания зависит от многих факторов и прежде всего от способов смесеобразования и воспламенения топлива. В отличие от процессов газообмена и сжатия процесс сгорания следует рассматривать раздельно для карбюраторных двигателей и дизелей.

Процесс сгорания топлива включает ряд сложных последовательных реакций, скорость протекания которых зависит от температуры рабочей смеси, ее состава, т. е. от коэффициента избытка воздуха, и т. п. Воспламенение однородной горючей смеси возможно только в определенных пределах изменения коэффициента избытка воздуха. При наличии в смеси остаточных газов пределы воспламеняемости сужаются. По этой причине при изменении нагрузочного режима для карбюраторного двигателя необходимо такое одновременное изменение количества поступающего в цилиндр топлива и воздуха, при котором горючая смесь находилась быв пределах воспламеняемости. Количество смеси в карбюраторном двигателе изменяется с помощью дроссельной заслонки при одновременном изменении состава смеси (а = 0,8fl,1 в зависимости от нагрузки.

При анализе процесса сгорания в карбюраторном двигателе на индикаторной диаграмме  можно выделить три фазы.

Первая фаза — начальная фаза сгорания, или фаза формирования фронта пламени. Начальным моментом фазы считается момент возникновения электрической искры (точка т), а конечным — резкое повышение давления в цилиндре в результате выделения теплоты. На продолжительность фазы, по углу поворота коленчатого вала влияет состав смеси, степень сжатия, частота вращения, нагрузка двигателя, характеристики искрового разряда.

Наименьшая продолжительность фазы отмечается при использовании смеси с а = 0,8f0,9. Обеднение смеси увеличивает продолжительность фазы и ухудшает стабильность воспламенения. С возрастанием степени сжатия Б повышаются температура и давление рабочей смеси, что способствует увеличению скорости сгорания и сокращению продолжительности фазы. Аналогичный результат наблюдается и при уменьшении угла опережения зажигания. Обычно, где показатель т = 0,571,0. Чем выше мелкомасштабные пульсации при повышении частоты вращения п, тем больше показатель.

По мере открытия дроссельной заслонки с возрастанием нагрузки на двигатель повышается относительное количество остаточных газов и уменьшается давление рабочей смеси, что приводит к увеличению продолжительности фазы и к ухудшению стабильности воспламенения.

Чем выше пробивное напряжение, длительность и стабильность искрового разряда, тем короче фаза. Использование электронных (транзисторных) систем зажигания по сравнению с классическими батарейными системами позволяет улучшить параметры процессов воспламенения и сгорания, особенно на режимах разгона.

Вторая фаза — основная фаза сгорания. Ее продолжительность отсчитывается от конца первой фазы до момента достижения максимального давления сгорания и зависит от закономерностей крупномасштабного турбулентного горения.

С ростом п продолжительность второй фазы по времени уменьшается в соответствии с изменением продолжительности всего цикла, т. е. продолжительность фазы в градусах поворота коленчатого вала практически не меняется, так как интенсивность турбулизации заряда в цилиндре пропорциональна частоте вращения. Снижение продолжительности ?п достигается расположением свечи зажигания ближе к центру камеры сгорания, а также усилением турбулизации заряда.

Третья фаза — фаза догорания — начинается в момент достижения максимального давления цикла. В этой фазе смесь горит в пристеночных слоях, где турбулентных пульсаций значительно меньше, чем в основном объеме камеры сгорания. Отдельные элементарные объемы смеси догорают за фронтом пламени, особенно когда зона горения имеет большую глубину. На продолжительность фазы идентичным образом влияют те же факторы, которые воздействуют на продолжительность фазы, т. е. те, от которых зависит скорость турбулентного горения. С ростом степени сжатия е возрастает доля смеси, догорающей в пристеночных объемах, что оказывает влияние на увеличение продолжительности третьей фазы. Определить момент окончания фазы догорания без специальных расчетов и обработки индикаторных диаграмм невозможно.