Про бензин. [ Обновлена х1 ]

Раздел 1. Что такое октановое число и зачем нужен 98 бензин?

«Октановое число – это характеристика бензинов, характеризующая их детонационную стойкость, то есть способность противостоять самовоспламенению под действием волны давления, образующейся в камере сгорания при горении топлива. Его определяют, сопоставляя интенсивность детонации исследуемого топлива с эталонным, имеющим фиксированное октановое число. Для этого используют специальную одноцилиндровую установку с переменной степенью сжатия (УИТ-65 или УИТ-85).» [Источник: http://www.zr.ru/content/articles/406494-kakoj_benzin_zalivat_oktanovoje_chislo/]

Если на ютубе вы увидели, как бравые ребята каким то чудо-прибором замеряют октанвое число прямо на заправке за 5 секунд, рекомендую закрыть такое видео и не лохматить бабушку. Самое простое исследование на соответствие бензина ГОСТу стоит от 10 000 руб.

Существует 2 метода определения октанового числа: исследовательский и моторный. Октановое число, полученное по исседовательскому методу, обозначают ОЧИ, а полученное по моторному — ОЧМ. Замеры обоих ОЧ производятся на одной и той же одноцилидровой установке. Только для определения ОЧИ обороты коленчатого вала – 600 об/мин, для ОЧМ – 900 об/мин. Кроме того, при определении ОЧМ используется подогрев смеси перед двигателем.

Условно считают, что ОЧИ характеризует свойства топлива при городском цикле эксплуатации автомобиля, а ОЧМ – при шоссейном цикле.

Т.е. фактическое октановое число падает с ростом оборотов. На холостых оборотах,  при полной нагрузке число равно измеренному по исследовательскому методу. С ростом оборотов фактическое октановое число снижается до значения измеренного по моторному методу, т.е. на 5-10 пунктов.

В России марки бензина принято обозначать в соответствии с исследовательским методом, а в США, например, октанвое число указывают как среднее арифметическое между ОЧИ и ОЧМ. Т.е., к сожалению, бензин с американской  маркировкой AKI 93 соответсвует АИ 98 — АИ100, AKI 91 = АИ 95, AKI 89 = АИ 92.

Так почему же нельзя заправить высокофорсированный двигатель рассчитанный на 98-й бензин 92?

При нормальной работе двигателя рабочая смесь поступает в цилиндр, поджигается искрой и фронт пламени распространяется со скоростью 10—20 м/сек. При начале рабочего такта температура и давление, за счет воспламенения части топлива, начинают возрастать, если топливо обладает низкой антидетонационной стойкостью (низким октановым числом), то остальная смесь начинает гореть взрывообразно  — со скоростью 1500—2500 м/сек. (в 100 раз больше чем при нормальном горении)

Детонация проявляется в металлических «стуках», дымном выхлопе, вибрации и перегреве двигателя и ведёт к пригоранию колец, прогоранию поршней и клапанов, разрушению подшипников, потере мощности двигателя. [Источник: http://dic.academic.ru/] Чаще всего страдают цилиндры расположенные в глубине моторного отсека (4, 3 и 6, 4 и 8 и тд.), так как в них температура выше, чем в передних.

Датчик детонации срабатывает уже по факту произошедшей детонации — значит несколько взрывов УЖЕ произошло. По аварийной программе, угол опережения зажигания несколько сдвигается — насколько сильно — зависит от программы. В обычном случае, бензин будет догорать уже в выпускном коллекторе, даже в катализаторе (а он за это спасибо не скажет, не сомневайтесь). Если же детонация все равно происходит, то может включиться и аварийная программа управления двигателем с ограничением оборотов и динамики топливоподачи. Двигатель никуда «не подстраивается», он теряет в мощности и экономичности, или же ограничивает допустимую мощность, снижает чувствительность нажатия на педаль газа… [Источник: http://bmwservice.livejournal.com/5962.html]

При прочих равных, чем выше стойкость к детонации, тем, как правило, медленнее скорость горения и выше КПД этого процесса, теоретически, лучше эффективность. Так же  антидетонационный присадки сокращают скорость горения и энергию от сгорания.

Так как скорость сгорания высокооктановых бензинов ниже —  есть вероятность, что топливо будет догарать в выпускном коллекторе и разрушать выпускную систему и датчики.

[ UPDATE Про скорость горения высокооктановых бензинов. ]

Скорость горения моторного топлива в первую очередь зависит от коэффициента избытка воздуха (степень обогащения смеси). Богатая смесь имеющая большое количество топливных паров имеет скорость горения  выше в несколько раз больше вплоть до 10 раз!). При этом скорость горения одинаковой по составу смеси различных марок бензина различается не так сильно.

Что это означает на практике? Если взять обычный мотор, то длительность временного промежутка от зажигания и ВМТ (верхней мертвой точки) до НМТ (нижней мертвой точки) и открытия выпускных клапанов при холостых оборотах (500-1000 об/мин) и максимальных оборотах (5000-9000 об/мин.) отличается на порядок (в 10 раз). При этом топливо должно успевает сгорать как на холостых оборотах так и в «красной зоне». А если взять мотоциклетные моторы, то там обороты доходят до 15 000 об/мин. и времени для сгорания топлива еще меньше, при этом используется все тот же бензин из обычной колонки. Длительность горения характеризуется именно степенью обогащения смеси. Чем выше обороты, тем выше степень обогащения и тем выше скорость горения смеси. Если залить в старый мотор 98-й бензин то в большинстве случаев он прекрасно сгорит до открытия клапанов и не причинит вреда выпускной системе.

Но если создать в цилиндрах обедненную смесь с низкой скоростью горения на высоких оборотах, например: отпустить педаль газа в «красной зоне» и при этом не переключиться на повышенную передачу, либо докрутить мотор до «отсечки», когда блок управления сам сократит подачу топлива и тем самым обеднит смесь, то ваша смесь будет весело догорать в выпускном коллекторе или даже на улице. Спортивные автомобили имеют запас прочности и такие кратковременны повышения температуры не повреждают элементы выпуска — все мы видели на ютубе, как Lamborgini Aventador или McLaren P1 задорно плются огнем, когда мотор докручивается до отсечки.

Но на гражданских автомобилях постоянная неправильная экплуатация действительно может повредить выпускную систему, клапана, турбины, каталитические нейтрализаторы даже на топливе с «рекомендованным» ОЧ.

Но это всего лишь рассуждения, обратимся к главной настольной книге любого автолюбителя. Да, я про инструкцию по эксплуатации автомобиля. Там всегда указано только минимальное допустимое ОЧ (АИ 92-95). Никаких предостережений против АИ 116 с огромным содержанием оксигинаторов, эфиров и прочей таблицы Менделеева в ней нет.

Кстати АИ 116 можно свободно купить в Москве на обычной АЗС по цене «всего» 150 рублей за литр. И владельцы дорогих и мощных моторов не жалуются, что это топливо убивает их моторы 🙂 [http://www.delfinmotorsport.ru/].
__________________________________________________________

Чем же отличаются марки бензина и почему 98-й бензин подходит для всех двигателей?

Раздел 2. Чем отличаются разные марки бензина с точки зрения состава?

Теплота сгорания автомобильных бензинов различных марок, вырабатываемых из нефти, практически одинаковая, и состав­ляет 43,5…44,5 МДж/кг. [Источник: http://www.ecolog-alfa-nafta.angr.ru/page30.html]

Однако, топливо подается в цилиндры исходя из объема, а не из массы. Расчитаем теплоту сгорания исходя из объема.

«… в зависимости от марки автомобильного бензина можно принимать следующие средние значения плотности: для А-76 (АИ-80) — 0,715 г/куб. см, для АИ-92 — 0,735 г/куб. см, для АИ-95 — 0,750 г/куб. см, для АИ-98 — 0,765 г/куб. см.» ФЕДЕРАЛЬНАЯ НАЛОГОВАЯ СЛУЖБА
ПИСЬМО от 24 марта 2005 г. N 03-3-09/0412/23 О ПОРЯДКЕ ПЕРЕСЧЕТА КОЛИЧЕСТВА НЕФТЕПРОДУКТОВ ИЗ ОБЪЕМНЫХ ЕДИНИЦ В ВЕСОВЫЕ. [Источник: http://www.ecoindustry.ru/phorum/viewtopic.html?r=7&f=6&t=8163]

АИ 92 — 32,34 МДж/литр.
АИ 95 — 33,00 МДж/литр.
АИ 98 — 33,66 МДж/литр.

При равном объеме подаваемого в цилиндры топлива, энергия от сгорания, в случае с чистым АИ 98 без присадок, будет выше на 5%.

Однако себестоимость получения чистого высоктанового топлива остается очень высокой, поэтому бензины АИ95 и АИ98, как правило, содержат различные присадки для достижения необходимого октанового числа.

Чем же на самом деле грозят присадки, добавляемые в бензин? [Источник: http://www.monsterauto.ru/techno/dobavki-dlya-benzina-chto-za-etim-kroetsya/, http://www.ippnou.ru/print/007205/ ]

1. Смесь тетраэтилсвинца с бромистыми и хлористыми соединениями. Этилированный бензин.
   Некоторое время ТЭС был основной присадкой, повышающей ОЧ, у всех мировых производителей бензинового топлива. Для некоторых деталей двигателя – например, для клапанов – наличие свинца в умеренных дозах очень даже полезно. Страдающие при этом свечи зажигания из-за своей сравнительной дешевизны не кажутся большой проблемой, особенно если речь идет о спортивных автомобилях. Но для человека свинец – яд. Поэтому сейчас использование этилированного бензина запрещено.В качестве подтверждения того,  что этилированный бензин не является угрозой для двигателя: http://www.delfinmotorsport.ru/offers/item/309 — раздел с этилированным топливом для автоспорта вплоть до АИ 120. Такое октановое число практически невозможно получить на неэтилированном топливе.Иногда можно услышать о более низкой скорости горения ТЭС и, следовательно, повышенной температуре отработавших газов (ОГ), так как горение продолжается в выпускном коллекторе. Однако современные блоки управления двигателем при отсутствии детонации самостоятельно корректируют угол опережения зажигания и степень обогащения смеси, для достижения баланса между температурой ОГ, содержанием кислорода, и мощностными показателями. Последствия использования: вред для экологии, сниженный интервал замены свечей.
   
   
2. Ферроцен.
   

   Свечи после использования бензина с ферроценом

   Дициклопентадиенил железа (ферроцен) применение его и его производных приводит к появлению на свечах токопроводящего нагара. Что ведет лишь к их частой замене. Кроме этого, наличие в топливе железа повышает его коррозионную активность. Введение в бензин ферроцена возможно только посредством промежуточного растворителя и только в смеси с антиоксидантом. Топливо с железосодержащими присадками не способно обеспечить соблюдение нормы «Евро-3».

   Раньше на форумах можно было часто встретить гневные посты о паршивом бензине с ферроценом из-за которого краснеют свечи и двигатель работает с перебоями. Если длительное время заправляться на заправке, которая мешает бензин с ферроценом без антиоксиданта, то можно будет заметить признаки коррозии в двигателе, но заниматься этим нужно очень упорно, и перебои не появяться сразу после заправки.  Следовательно, отказ от ферроцена, как и от этилированного бензина произошел из-за ужесточения экологических норм, а не из-за технического несовершенства присадки. Последствия использования: вред для экологии, сниженный интервал замены свечей.

3. Марганцевые присадки.
   Бензин с марганцевыми присадками (циклопентадиенилтрикарбонил марганца и метилциклопентадиенилтрикарбонил марганца) крайне нестабилен при хранении и требует введения в состав присадки стабилизаторов, удорожающих производство. Кроме того, с такими присадками сильно возрастает интенсивность нагарообразования на свечах, которую не ослабляет даже применение сложной смеси специальных добавок для очистки электродов свечей. Негативно сказываются марганецсодержащие присадки и на работе катализаторов. Последствия использования: сниженный интервал замены свечей, износ катализаторов, вероятность снижения октанового числа в процессе хранения.
    
4. Нафталин.
   

   [ Источник: zr.ru ]

   
   Это средство от моли повышает октановое число на 5—6 единиц. Кроме того является прекрасным очистителем топливной системы и двигателя от нагара, но может кристаллизоваться, забивая шланги, бензонасос и форсунки инжектора. Последствия использования: необходимость очистки топливной системы.
    
5. Соединения бензола.
   Часто для придания бензину «марки» используют бензол, толуол и другие ароматические углеводороды. Эти соединения, с октановым числом выше 100, намного дешевле ТЭС, да и приобрести их проще, чем тот же нафталин. Бензолосодержащие вещества являются сильными растворителями, которые уничтожают практически все эластичные детали мотора и приводят к активной коррозии.
   Самый распространенный способ повышения марки бензина по исследованию журнала «ЗаРулем» — на 2 из 12 заправок содержание составило 2% вместо обычных 0,6%, 95-й бензин при этом был получен из 92-го.Последствия использования: ускоренный износ пластиковых и резиновых деталей мотора (прокладки, уплотнители, сальники).
    
6. Ацетон.
   Совсем нехитрый способ поднять октановое число до требуемого стандартом уровня. Смесь ацетона с бензином вызывает коррозию металла, разъедает сальники и прокладки.Последствия использования: ускоренный износ мотора (прокладки, уплотнители, сальники, металические части).
    
7. Производные щелочных металлов (литий, калий и натрий).
   С одной стороны, у них высокая эффективность придания топливу сопротивления детонации, скорости горения и низкая токсичность продуктов сгорания. Но с другой — отработавшие газы, содержащие продукты разложения таких присадок, негативно сказываются на работе системы выпуска. При больших концентрациях подобные вещества разрушают выпускные клапаны и детали турбин.
   Последствия использования: при больших концентрациях ускоренный износ элементов системы выпуска и турбонаддува.
    
8. Оксигенаторы.
   Являются Самыми популярными октан-корректорами. Одним из продуктов сгорания у таких веществ является кислород.  Присутствие в топливе дополнительного кислорода способствует полноте сгорания, что, кроме повышения ОЧ, отражается и на уменьшении вредных выбросов в атмосферу. Правда, для достижения поставленных целей концентрация этих веществ должна быть значительно выше, нежели у металлосодержащих добавок, поэтому оксигенаты можно считать уже не добавками, а компонентами бензинового топлива.Наиболее широкое применение среди оксигенатов получили в качестве антидетонаторов амины и фенолы. Их не нефтяное происхождение благотворно сказывается на работе мотора и поначалу радовало экологов. Но экологическая наука не стоит на месте. Сегодня «в опалу» в некоторых странах попадает «антидетонационная классика» – метилтретбутиловый эфир (МТБЭ) – из-за его канцерогенности и способности накапливаться в почвенных водах. Эта метиловая присадка не позволят уложиться в нормы «Евро-4», поэтому ей на смену приходит этилтретбутиловый эфир (ЭТБЭ). Он дороже, но он в меньшей степени вредит окружающей среде. Недостаток всех оксигинаторов — низкое количество энергии, выделяемой при сгорании (калорийность). При большом содержании в топливе может снижаться мощность на величину до 5%.Последствия использования: вред для экологии и высокая цена, возможно падение мощности из-за низкой калорийности при содержании выше 5%.<
    
9. Спирты.
   Все большее применение во всем мире сейчас находят в качестве добавок в бензин, а в некоторых странах и в качестве замены ему, спирты. Несмотря на коррозионную активность и нестабильность спиртового топлива вследствие его способности накапливать воду, требующих дополнительного пакета присадок, использование спиртов – перспективный путь совершенствования бензинов. В ряде стран обязательное наличие метанола, этанола, изобутанола и их смесей с эфирами в топливе закреплено законодательно.Спирты в бензине позволяют значительно повышать степень сжатия в автомобильных двигателях, что наряду с прекрасной очищающей способностью и низким содержанием вредных компонентов в продуктах сгораниясулит выгоды не только в развитии двигателестроения. Положительные качества спиртосодержащих присадок используют производители топлива для спортивных автомобилей. Например, благодаря применению смеси МТБЭ, изопропилового и метилового спирта удается получить бензин с ОЧИ до 129 единиц.Все больше внимания спиртам уделяют и изготовители октан-корректоров на вторичном рынке. Правда, залитая в бензобак подобная добавка, впрочем, как и спортивное топливо, имеют ограничение своей эффективности по времени. Собственноручно улучшенный и специальный спортивный бензин лучше сжечь «за один присест». При использовании топлива E85 (85 этанола, 15 бензина) расход топлива увеличивается на 30%, и необходима перенастройка ЭБУ. Однако на таком топливе возможно достижение более аггресивных углов зажигания и больших давлений наддува, что в итоге может увеличить мощность.
    
10. «ЭКТО», «Пульсар», «G-drive» и т.д. Моющие присадки.
    По заявлениям многих специалистов (включая журнал Зарулем), все необходимые моющие присадки уже содержатся в бензинах марок Евро-4 и Евро-5. Без моющих присадок сейчас бензин купить практически невозможно. Бензины с обозначениями «Экто», «Пульсар» «Супер-Спорт-Стрит-Стракер» и тд. не увеличивают мощность, так как отличаются от обычных бензинов не повышенным октановым числом или плотностью, а повышенным содержанием моющих присадок. Заявления об увеличении мощности приводятся при сравнении бензинов с АИ-92 с АИ-98, о чем всегда написано очень мелким шрифтом. [ UPDATE: Оказалось, что не все так однозначно с «улучшенными бензинами». Что бы лучше разобраться, подготовлена отдельная статья про бензины с моющими (и не только) присадками: Про бензин. Часть 2. ]

Присадки могут вызвать неисправность, только если добавлены в топливо с грубым нарушением технологии, и заправка таким топливом происходит в течении длительного времени.

Присадки, сами по себе, не могут увеличить мощность, они уменьшают вероятность детонации и поломок, а, с другой стороны, сокращают удельную теплоту сгорания топлива. В двигателях, рассчитанных на низкооктановый бензин, использование бензинов с присадками (даже высооктановых) снизит мощность за счет уменьшенной калорийности топлива. В связи с этим, использование покупных присадок октан-корректоров не увеличит мощность, если не увеличивать степень сжатия/давление наддува/максимальные оборотов.

Подробнее про качество бензина на заправках в Разделе 4.

Раздел 3. Какой бензин лить?

Нужен ли 98-й бензин конкретно вашему мотору? Маленький тест:

• Степень сжатия мотора больше 10?
• Езда на повышенных оборотах или рваный темп езды (пробки чередующиеся с ускорениями со светофоров)?
• Есть турбина?
• Эксплуатация при температурах воздуха 30 градусов и выше?

Если вы ответили да хотя бы на два вопроса, то рекомендуется заливать 98-й. Если вы не уверены, то так же рекомендуется заливать 98-й бензин. 98-й бензин подходит в любые двигатели, на какое бы октановое число они не были расчитаны. А вот заливая 95 или 92 появляется риск детонации, которая со временем (в течении 1-2 лет если повезет) приведет к разрушению колец/поршней/клапанов.

Кроме того чем выше октановое число, тем меньше скорость горения, полнее сгорание и плавнее работает двигатель, а так же выше плотность бензина.

Увеличение мощности от перехода на 98-й бензин произойдет только в том случае, если бензин обладает минимальным количеством присадок (и следовательно будет иметь хорошую калорийность), либо если двигатель расчитан на 98-й бензин и обладает турбиной или высокой степенью сжатия. Навредить мотору 98-м (и даже 116-м) нельзя, но и увеличения мощности не следует ожидать.

Раздел 4. Про качество бензина.

«ЗаРулем» провело в далеком 2012 году тест 95-го бензина в 12 регионах. В исследование попали как сетевые заправки (ТНК, Газпромнефть, Лукойл), так и частные заправки.

Результаты замеров — справа.

На частной заправке №5 95-й бензин оказался с высоким содержанием присадок, его получили из 92-го. Отсюда и ухудшение мощности. ОЧИ у данного бензина составило 94,7, а ОЧМ 82,9 (у остальных 86-86,9) Теоритически с таким бензином возможны детонации на высоких оборотах/нагрузках.

Если заправляться на сетевых «брендовых» заправках (2- Лукойл Волгоград, 6-Газпромнефть Москва, 7-ТНК Ярославль, 9 — Роснефть Архангельск), то вероятность залить плохой бензин стремится к нулю. Отдавать предпочтение различным брендам — дело вкуса, но весь бензин производится всего на нескольких НПЗ по одинаковой технологии и пакеты присадок у всех соответствуют ГОСТу. Некоторые колебания мощности возможны в зависимости поставщика и региона, но они не превысят 2-3%.  Заметить такое отклонение мощности врят ли получится. Лучше выключить кондиционер и ближний свет фар — эффект будет более ощутим. Тем не менее можно заменить, что по мере приближения к Москве на заправках (за исключением «паленых») растет качество бензина — при сохранении ОЧ падет содержание МТБЭ.

В рамках одного региона бензин на заправки, вероятнее всего, поступает с одного и того же НПЗ. Так что под разными брендами может скрываться одно и тоже топливо.

БОНУС.

После заправки загорелся «Check Engine»… http://bmwservice.livejournal.com/86574.html :

Заправились и… сразу же загорелся чек. Владелец, конечно, в панике — умный автомобиль сам «опознал» наш плохой бензин и издал предсмертный вопль. До чего техника дошла!
Зачем какие-то лаборатории и анализы с умными словами? Вот же, секунда-другая… и результат готов…

Чаще всего везет некоторым «азиатам», типа «Лансера» или «Сузуки». Конечно, нет сомнений — перед нами тот самый, штабелями сложенный в легендах «плохой бензин».
Просто откройте жалобную книгу на заправке — там таких страдальцев — вагон. Чуть ли не угрозы пишут. Сюжеты по телеканалам вереницами… В сюжете, чаще всего показана озлобленная автолюбительница с фразой типа «вот я… а вот они… и вот оно…»

Меж тем, само авто едет совершенно нормально, и почти все последующие и предыдущие автомобили проблем не показывают. Но чек горит. Сменили заправку, или сорт топлива — перестал.

А в чем же дело? И какая чаще всего ошибка?

P.S.Очень частый вопрос и очень частые «действенные» решения в виде чистки дросселя и форсунок, промывки т/с, перезаливки прошивки (подсказка), замены свечей и проводов.
Не занимайтесь глупостями.

Причиной столь странного поведения, является несовершенство прошивок некоторых автомобилей и их восприимчивость к кислородосодержащим добавкам (оксигенатам), предназначенным для повышения октанового числа. Норма содержания таких добавок, типа распространенного эфира МТБЭ, в товарных высокооктановых топливах достигает 10-15%. Суммарная же норма массового содержания кислорода в топливе, при этом, не должна превышать 2,7%. Для стандартной стехиометрии, это добавка примерно +0,2% по кислороду на выходе. В виду этого, использование того же МТБЭ на грани допустимой нормы, это своего рода виртуальное «забеднение» смеси, которое по повышенному содержанию кислорода и начинает чувствовать датчик установленный после катализатора — именно по этому критерию он оценивает эффективность его работы.
Бензин, разумеется, полностью «товарный» — все показатели в норме.

Дальше начинается вторая часть, более прибыльная, aka сервис-кормушка: «заправился всякой дрянью!» (это универсальная фраза как для сервисмена, так и для владельца — взаимное НЛП — один «виноват», второй — поддерживает «в горе» и оба хором клянут воротил нефтебизнеса). Давайте помоем «форсунки-свечи-провода-наконечники», поменяем лямбда-зонд(!) и заменим катализатор(!) — вы ж тока что его убили наповал! А следом, часть затрато-оправдательная, капитан-очевидность рекомендует: не вздумайте там больше заправляться! Клиент перестает и… чек не горит. Бинго.
Часть третья, бонусная, «форумная»: составим список заправок, где «горят чеки». Будем объезжать «бодяжников». Другие варианты — как опцион, ибо настоящая глупость не имеет границ.

Максимум реакции производителя — для некоторых «проблемных» регионов отрубается лапочка «CE» на приборке. Какие чудеса вы ждете от программистов, если многие производители нормальную поршневую не могут сделать с первого раза?!

Мое мнение: Высокое содержание МТБЭ в обычном 95-м бензине само по себе не критично (см. результат заправки №5 в Разделе 4), но вызовет падение мощности (присадка горит хуже чистого бензина) и говорит о том, что бензин приготовлен из более дешевого путем добавления присадки. Для двигателя никакой опасности нет, но заправляться постоянно таким топливом нет смысла.

Если речь идет о спортивном топливе, то там содержание МТБЭ оправданная необходимость для достижения ОЧИ 110-120. Падения мощности естественно не будет, так как снижение калорийности топлива из-за присадок компенсируется перенастройкой двигателя (повышением давления наддува/степени сжатия) благодаря высокому ОЧ.