Крекинг, риформинг и присадки

Автомобильный бензин Аи 95 и Аи 92. Что выбрать?

 

ХОРОШИЙ – ЭТО КАК?

Хороший бензин – это просто: с ним машина «едет», а «пальцы не стучат». Кроме того, морозным утром двигатель сравнительно легко пускается, после заправки не приходится менять свечи, лямбда зонд, нейтрализатор, а также промывать топливную систему. От чего это зависит? Начнем с главного…

ОЧИ ЧЕРНЫЕ, ОЧИ МРАЧНЫЕ

Детонация – тема вечная: о ней в очередной раз напоминает «Наша справка». Так вот, чтобы бензин не боялся детонации, его молекулы должны быть, как говорят химики, стабильными. Степень стабильности как раз и определяется величиной октанового числа!

Согласно действующему ГОСТ Р 51105-97 все бензины по величине октанового числа подразделяются на четыре группы – «Нормаль-80», «Регуляр-91», «Премиум-95» и «Супер-98». Чем выше октановое число, тем выше стабильность бензинов, тем лучше они противостоят детонации. Эти 80, 91 и иже с ними – так называемые ОЧИ, то есть октановые числа, определяемые по исследовательскому методу. Есть еще и ОЧМ, которое определяют по моторному методу. В чем разница?

Вопреки известному заблуждению, личные ощущения исследователя или моториста здесь ни при чем. Как ОЧИ, так и ОЧМ определяют на специальной одноцилиндровой установке с переменной степенью сжатия – УИТ-65 или УИТ-85. У нее три простейших карбюратора, позволяющих в динамике менять состав смеси, а также три маленькие топливные емкости. В одну заливают испытуемый бензин, а в две другие – два эталонных: их октановые числа должны отличаться на две единицы. На блок цилиндра вешают пьезокварцевый датчик детонации, позволяющий оценить ее интенсивность как на эталонных бензинах, так и на испытуемом – оттуда и вычисляется требуемое ОЧ. Принцип определения как ОЧИ, так и ОЧМ – ОДИН И ТОТ ЖЕ, только используют разные режимы работы установки. Для ОЧИ двигатель раскручивают до 600 об/мин, а для ОЧМ – до 900 об/мин, да еще и смесь подогревается во впускном ресивере. Принято считать, что ОЧИ условно моделирует условия детонации в городском цикле, а ОЧМ – в шоссейном. Связаны они просто: для бензинов А-80 ОЧМ должно составлять 76; для 91 – 82,5; для 95 – 85; для 98 – 88. А маркировке бензина соответствует именно ОЧИ!

Так можно ли – и нужно ли – менять одно на другое? Сначала разберемся с технологиями…

КРЕКИНГ, РИФОРМИНГ И ПРИСАДКИ

Для получения высокооктанового бензина из нефти используют разные технологии, но только одна из них – каталитического риформинга – позволяет сразу получить нужные октановые числа – вплоть до 99. Но это – дорого: доля такого бензина в общем балансе высокооктановых топлив не достигает 50%. Остальные же вырабатывают по менее сложным технологиям типа каталитического крекинга или гидрокрекинга: для них октановые числа – 82–85. А самые простые и дешевые – прямогонные бензины, но их октановые числа редко превышают 50–60 единиц.

Вот тут-то и возникают различные октаноповышающие присадки и добавки. Их можно условно разделить на три группы. Первая базируется на применении металлсодержащих присадок – достопамятного тетраэтилсвинца, давшего миру этилированные бензины, ныне практически повсюду запрещенные. Присадка была крайне дешевой и жутко эффективной – в общем, мечта нефтяника. Правда, из выпускной трубы двигателя вылетали мерзкие канцерогены… Сейчас на замену ей пришел куда менее опасный ферроцен.

Основная проблема таких присадок – образование налетов и отложений в камере сгорания, на свечах, а также в катализаторах и на рабочих поверхностях датчиков системы управления двигателем. Предельный уровень ферроцена нормирован – 0,017%, но кто за этим следит? Есть присадки на базе никеля, марганца, но проблемы те же…

Другая группа высокооктановых добавок работает по принципу «смесевого» повышения октанового числа: базовый бензин смешивают с чем-то очень-очень стабильным. Чаще всего применяют монометиланилин (ММНА), чье октановое число аж 280. Эти бензины дороже ферроценовых, но главное препятствие к их распространению – нормы Евро III и Евро IV, ограничивающие уровень «ароматики».

Третья, самая продвинутая группа – эфиры и спирты. С экологией в этом случае все в порядке, но и проблемы есть. Во-первых, сравнительно невысокое октановое число – около 120, так что требуется их довольно много – иногда даже больше 10%. Поскольку у эфиров значительно более низкая теплотворная способность, чем у базового бензина, падает «калорийность» топлива. Во-вторых, эфиры агрессивны по отношению к резинам, краске, некоторым пластикам. Именно агрессивность эфиров потребовала нормативного ограничения их концентрации – 15%.

ТАК МОЖНО ИЛИ КАК?

Что же все-таки будет, если вместо бензина А-92 залить 95-й? Сгорят ли клапаны? Да ничего не будет… Старые заблуждения насчет такой жуткой опасности почерпнуты из опыта использования этилированных высокооктановых бензинов в моторах, настроенных на 76-й. Разница в октановом числе – 12 единиц, полученная тетраэтилсвинцом, существенно гасила скорость сгорания и увеличивала температуру отработавших газов и выпускных клапанов. Сегодня же речь только о стоимости бензина. Реальная разница октановых чисел составляет всего 2–3 единицы, а потому уменьшения скорости сгорания, заметной двигателю, практически не будет. Более того, если повышение октанового числа достигнуто добавлением эфиров – а сейчас чаще всего так и бывает, – то скорость сгорания окажется даже выше. Отсюда – небольшая экономия топлива плюс некоторое снижение токсичности выхлопа. Получаемый при этом запас по детонации, наоборот, уменьшает вероятность прогаров поршней и клапанов.

А если раскошелиться вместо А-92 на А-98? В принципе, можно, но здесь уже большого смысла нет. А-98 специально сделан для форсированных бензиновых моторов. Скажем, провести тюнинг двигателя, «зажать» его по степени сжатия, поставить распредвалы с «широкими фазами», тогда – да, другого пути нет. А без этого – пустой перевод денег.

Обратный переход на низкооктановый бензин нужно расценивать как запасной вариант – об этом же говорят инструкции к большинству современных автомобилей. Что касается разговоров о том, что на 95-м чаще выходят из строя свечи, то они вызваны практикой общения с «ферроценовыми» бензинами – с «эфирными» ничего подобного не будет! К сожалению, у нас качество бензина часто определяется не октановым числом, а порядочностью производителя и продавца…

НАША СПРАВКА

Детонация – процесс самопроизвольного воспламенения топлива от волны сжатия. В бензиновом двигателе топливо поджигает свеча в заданной точке и в заданный момент времени. Фронт пламени создает волну давления, которая, попадая в узкие щели камеры сгорания, многократно отражается и усиливается – навстречу фронту пламени устремляется волна детонации. Ее скорость доходит до 2500 м/с – возникающие звуки в народе называют «стуком пальцев». Последствия детонации для двигателя крайне негативны – перегрев, потеря мощности, рост токсичности. В итоге – прогоревшие клапаны, выломанные перемычки у поршней, проблемы у подшипников коленчатого вала, которым приходится воспринимать повышенные нагрузки.

Чем выше давление в цилиндре, тем интенсивнее волна, вызывающая детонацию. Этому способствуют ранние углы опережения зажигания, которые заставляют гореть топливо еще при сжатии. Провоцирует детонацию и увеличение степени сжатия в двигателе, причем порой непроизвольное: отложения и нагар мало-помалу сокращают реальный объем камеры сгорания. Детонацию провоцирует и неправильная установка фаз газораспределения. Увеличивают ее вероятность повышенные температуры деталей двигателя – лето, пробки и т.п. Но самая банальная причина – плохой бензин.