Установлено, что образование сажи зависит от свойств топ­лива. Чем выше молекулярный вес предельных и непредельных углеводородов с прямыми цепями, тем выше скорость образова­ния сажевых частиц [50]. Это можно объяснить тем, что проч­ность одной и той же связи зависит от длины молекулы. Так, при увеличении числа атомов углерода в молекуле от 2 до 5 прочность связи между группами СН у алканов уменьшается от 333 до 268 кДж/моль [9]. Выявлено также, что концентра­ции сажи тем больше, чем выше отношение С/Н в топливе [12, 50].

Различные углеводороды (с одинаковым числом атомов С) по степени увеличения склонности к образованию сажи распо­лагаются следующим образом: нормальные парафины, изопарафины, циклопарафины, олефины, циклоолефины, диолефины, ароматики [57].

В дизеле можно наблюдать явление, когда при большой нагрузке топливо, содержащее ароматические углеводороды, меньше образует дыма, чем топливо, имеющее в своем составе парафины. Это происходит из-за более длительного периода ин­дукции в случае сгорания топлива с ароматическими углеводо­родами, вследствие чего смесь в камере сгорания имеет больше возможностей стать гомогенной до начала горения [2].

В процессе образования и после образования сажевых ча­стиц может происходить выгорание их в реакциях с радикалами ОН или кислородом. В основном при составах смеси беднее стехиометрпческого (в дизелях) происходит прямое окисление сажи кислородом. Скорость выгорания сажи значительно меньше скорости выгорания газообразных продуктов неполного сго­рания (например, СО). Скорость выгорания сажи существенно зависит от размеров частиц (поверхности). Было определено, что вся образовавшаяся в пламени сажа может выгореть толь­ко в том случае, если размеры   частиц не   будут   превышать 100 А [64]. Все это позволяет объяснить особенности выделения сажи в процессах сгорания в двигателях.

При сгорании гомогенных топливовоздушных смесей кон­центрационные пределы начала образования сажи выходят за границы диапазона а, при которых нормально работают кар­бюраторные двигатели с искровым зажиганием. В карбюратор­ных двигателях, имеющих в цилиндре перед началом сгорания гомогенную (или близкую к ней) топливовоздушную смесь, со­держание сажи в отработавших газах незначительно. В ци­линдре дизеля происходит диффузионное горение гетерогенной смеси. При этом в самой зоне пламени состав смеси близок к стехиометрическому, и температуры соответственно высоки. К этим высокотемпературным зонам примыкают зоны со значи­тельно более богатой смесью (до а = 0); здесь создаются бла­гоприятные условия для пиролиза с очень малым доступом кис­лорода. Таким образом, характер смесеобразования и сгорания в дизелях предопределяет значительно большее, по сравнению с двигателями с искровым зажиганием, образование сажи.