Одними из важнейших потребительских качеств современных двигателей внутреннего сгорания являются надежность их работы в эксплуатации и необходимый ресурс [3; 11; 14]. К важнейшим факторам, влияющим на надежность и ресурс работы ДВС, относят отложения нагара и кокса на деталях цилиндропоршневой группы — головке цилиндров, днище поршня, поршневых кольцах, клапанах газораспределения и т. д. [5; 6]. Образование нагара и кокса на деталях двигателя и внутренних поверхностях его блоков является естественным процессом, сопровождающим сгорание нефтяных моторных топлив — бензина, дизельного топлива (ДТ) и сгорание смазывающего масла, попадающего в камеру сгорания (КС) ДВС [9; 15]. Но появление нагара и кокса повышает износ деталей двигателя и способствует его выходу из строя.
Нагарообразование в двигателе зависит от следующих параметров применяемого топлива: фракционный состав, содержание фактических смол, зольность и коксуемость, содержание непредельных и ароматических углеводородов, а также серы [13]. Процесс образования нагара во многом определяется фракционным и групповым составами топлива. Определяющим фактором является содержание в нефтепродуктах непредельных и ароматических углеводородов. Склонность к нагарообразованию уменьшается в ряду «ароматические углеводороды — диолефины — олефины — нафтены — изопарафины — парафины». При этом высококипящие ароматические углеводороды оказывают большее влияние на нагарообразование, чем низкокипящие. Следует отметить, что общее содержание непредельных углеводородов в моторном топливе не всегда служит решающим фактором в оценке склонности топлива к образованию нагара. Существенное влияние оказывает строение непредельных углеводородов и, соответственно, их реакционная способность. Так, например, в бензине термического крекинга содержатся более реакционно-способные непредельные углеводороды, чем в бензине каталитического крекинга, что делает бензин термического крекинга более склонным к нагарообразованию.
С увеличением содержания фактических смол в топливе увеличивается нагарообразование на деталях двигателя, закоксовывание отверстий распылителей дизельных форсунок и зависание игл. С увеличением зольности и коксуемости ДТ растет его склонность к нагарообразованию. Зольность характеризует содержание в топливе несгораемых примесей, которые образуют нагар, увеличивая его абразивные свойства. Повышение содержания серы в топливе приводит при его сгорании к увеличению отложений нагара и лака, причем плотность нагара значительно возрастает.