Afzettingen in de verbrandingskamer worden in vrijwel alle verbrandingsmotoren aangetroffen na een paar honderd uur in bedrijf te zijn geweest. Afzettingen vormen zich op cilinder-, zuiger- en kopoppervlakken die tijdens de motorcyclus in contact komen met het brandstof-luchtmengsel. De effecten van afzettingen zijn onder meer een verhoogde NOx-uitstoot bij het verlaten van de motor, een hoger octaangehalte en veranderingen in de vlamsnelheid en het thermisch rendement. Er wordt een raamwerk ontwikkeld voor het onderzoeken van de fysische en chemische processen die bijdragen tot de vorming van afzettingen in de verbrandingskamer. Eerst wordt een hypothese voor het algemene mechanisme van afzetting ontwikkeld op basis van een overzicht van eerder werk over dit onderwerp. De belangrijkste kenmerken van dit mechanisme zijn de vorming van neerslagvoorbereidende stoffen uit brandstof en lucht wanneer de vlam aan de motorwand dooft, diffusief en convectief transport van deze stoffen naar de wand, en condensatie of adsorptie aan het wandoppervlak. Het experimentele systeem en de methodologie die in dit werk worden ontwikkeld zijn bedoeld om inzicht te verschaffen in de interacties tussen deze processen, en in het bijzonder om de chemische mechanismen te bestuderen die bijdragen tot de vorming van neerslagprecursorsoorten. Een gekoelde lage druk flat flame brander wordt gebruikt om steady-state propaan-lucht vlammen te produceren gedoteerd met tolueen, een bekende neerslagvormende stof.

(vervolg) Profielen van concentraties en temperatuur worden gemeten met behulp van infrarood spectroscopie en gaschromatografie technieken. In samenhang met de experimenten wordt een eendimensionaal numeriek model ontwikkeld, dat in staat is het doven van de vlam met afzetting te simuleren over een reeks omstandigheden die zich uitstrekken van lage druk, stationaire branderexperimenten tot hoge druk, snelle transiënte motoromstandigheden, met gebruikmaking van chemische mechanismen van precursorvorming die experimenteel kunnen worden bepaald. Modellering van de depositie met vereenvoudigde chemische mechanismen toont aan dat depositie door condensatie trends kan reproduceren die in experimenten van andere onderzoekers zijn waargenomen; adsorptie kan echter nog steeds een bijdragende factor zijn. Experimentele waarnemingen van tolueen-gedoteerde vlammen tonen de vorming aan van zuurstofhoudende verbindingen zoals benzaldehyde en benzofuraan, die waarschijnlijk kandidaten zijn voor depositie. De in dit proefschrift ontwikkelde methodologie is veelbelovend voor het bepalen van de identiteit en de vormingsmechanismen van precursoren voor belangrijke brandstofcomponenten, en voor het ophelderen van de rol van gasfase-processen bij de vorming van afzettingen in de verbrandingskamer.