Lean-burn betyder i stort sett vad den säger. Det är en mager mängd bränsle som tillförs och förbränns i en motors förbränningskammare. Bensin brinner bäst i vanliga förbränningsmotorer när den blandas med luft i proportionerna 14,7:1 - nästan 15 delar luft till varje del av bränslet. En sann mager brännskada kan gå så högt som 32:1.
Om förbränningsmotorer var 100 procent effektiva skulle bränslet brinna och producera bara koldioxid (CO2) och vatten. Men verkligheten är att motorer är mycket mindre effektiva och förbränningsprocessen producerar också kolmonoxid (CO), oxider av kväve (NOx) och oförbrända kolväten förutom CO2 och vattenånga.
För att minska dessa skadliga avgasemissioner har två grundläggande tillvägagångssätt använts: Katalysatorer som renar upp avgaserna som kommer från motorer och lean-burn-motorer som ger lägre utsläppsnivåer genom bättre förbränningskontroll och mer komplett bränsleförbränning inuti motorcylindrarna.
Ingenjörer har vetat i flera år att en magrare luft till bränsleblandning är en sparsam motor. Problemen är att om blandningen är för mager kommer motorn inte att förbrännas, och en lägre bränslekoncentration leder till mindre effekt.
Lean-burn-motorer övervinner dessa problem genom att använda en mycket effektiv blandningsprocess. Speciellt formade kolvar används tillsammans med insugningsgrenrör som är placerade och vinklade för att matcha kolvarna. Dessutom kan motorns inloppsportar formas för att orsaka "virvel" - en teknik som lånats från dieselmotorer med direktinsprutning. Swirl leder till en mer fullständig blandning av bränsle och luft som möjliggör en mer fullständig förbränning, och i processen minskar föroreningar utan att påverka effekten.
Nackdelen med lean-burn-tekniken är ökade avgasutsläpp av NOx (på grund av högre värme och cylindertryck) och ett något snävare varvtalseffektband (på grund av långsammare förbränningshastigheter för magra blandningar). För att komma till rätta med dessa problem har lean-burn-motorer exakt lean-mätad direkt bränsleinsprutning, sofistikerad datorstyrda motorstyrningssystem och mer komplexa katalysatorer för att ytterligare minska NOx utsläpp.
Dagens avancerade lean-burn-motorer, både bensin och diesel, uppnår anmärkningsvärda bränsleeffektivitetsprestanda under både stads- och motorvägskörning. Utöver fördelen med bränsleekonomin resulterar konstruktionen av lean-burn-motorer i ett högt vridmoment i förhållande till hästkrafter. För förare innebär detta inte bara besparingar vid bränslepumpen, utan också en körupplevelse som inkluderar ett fordon som accelererar snabbt med färre skadliga utsläpp från avgasröret.
