Как повысить октановое число бензина в домашних условиях
Оглавление:
- Что означает октановое число
- Методы повышения октанового числа
- Метилтретбутиловый эфир
- Добавки на основе спиртов
- Тетраэтил свинца
- Нафталин
- Ацетон
- Марганцевые присадки
- Монометиланилин
- Моющие присадки
- Влияние добавок на работу двигателя
Что означает октановое число
Октановое число бензина — это мера детонационной стойкости, а точнее показатель различных видов топлива и их воспламенения во время работы ДВС. При низких показателях октанового числа, использование такого топлива чревато негативными последствиями для двигателя, по причине детонации топлива. Из наиболее распространенного: преждевременный износ клапанов и седел, а также остатки гари на стенках и поверхностях. Поэтому октановое число должно быть подходящим для того или иного двигателя, а как повысить октановое число мы разберем в этой статье.
Методы повышения октанового числа
По описанным выше причинам было проведено не одно исследование, целью которых было получить бензин с показателем октанового числа выше среднего. Одним из таких, является технологически сложный метод, в основе которого тяжелый процесс нефтеперегона на заводах при помощи разделения и преобразования фракций, а именно благодаря физическому явлению катализа. Этот метод позволяет производить бензин с высокой себестоимостью, улучшенного качества, и с повышенным показателем энергетической ценности. Благодаря стараниям и исследователям, удалось найти методику, благодаря которой схожих значений можно добиться в домашних условиях собственноручно, прибегая к добавлению специальных добавок под названием «антидетонаторы».
Читайте также: Как уменьшить расход топлива. 7 способов как экономить на бензине
Метилтретбутиловый эфир
На сегодняшний день это наиболее популярный метод. Метилтретбутиловый эфир (МТБЭ) имея огромный показатель детонационной стойкости (более 100 единиц) обеспечивает положительное влияние на работу двигателя: обогащенный кислородом он обеспечивает полноту сгорания понижая выхлопы содержащие элементы СО и СН.
К минусам можно отнести тот факт, что повышенное содержание МТБЭ (больше 20%) является причиной снижения ресурса и роста выбросов окислов азота (NOx) в атмосферу. Однако, у такого метода есть свои негативные последствия — красный нагар на свечах зажигания, или камерах сгорания. При этом в симптоматике снижения ресурса и мощностей автомобиля, свечи постоянно троят а то и выходят из строя.
Добавки на основе спиртов
Кроме того, в топливо активно практикуют добавление этилового и метилового спиртов. Такой метод позволяет добиваться значительных показателей по повышению октанового числа. С помощью умеренного количества 10-процентного этилового спирта, бензин типа Аи-92, с легкостью можно повысить до Аи-95. Спирт увеличивая плотность заряда, одновременно снижает показатель детонации и влияние высоких температур на двигатель. Всё это объясняется охлаждением горючей смеси благодаря повышенной газификации и испарениям при работе.
Принцип работы двигателяТетраэтил свинца
Сам по себе театратил свинца имеет множество положительных сторон: после добавление этой присадки резко снижается «дымность» выхлопов, двигатель работает тише привычного и даже немного мощнее прежнего.
Читайте также: Топливно-воздушная смесь для бесперебойной работы мотора
Нафталин
Старое, позабытое всеми, кроме наших бабушек, средство борьбы с молью и прочей живностью приобрело новое дыхание как один из видов присадок. Всего 500 грамм этого вещества в одну канистру бензина повышает показатель октанового числа на целых три деления.
Но безобидный помощник в виде порошка, взаимодействуя с топливом начинает медленно и прагматично наносить вред основным системам автомобиля. В первую очередь это продукты нагара в камере сгорания, а именно их повышенное количество. Кроме того, значительно повышается уровень токсичности выхлопных газов. Кроме того, нафталин способен кристаллизоваться и забивать бензонасосное отделение.
Ацетон
Ацетон в небольших количествах значительно повышает детонационную стойкость. Добавление подобной присадки нормируется государственными нормами и положениями, потому многие производители не брезгуют повышать октановое число этим методом. Проблема заключается в дальнейшем добавлении этого вещества в составы бензинов низкого качества, пытаясь таким образом получить больше положенного «навара». В итоге получается многократное преувеличение разрешаемой дозы, что в свою очередь чревато распадением ацетона на вредные и токсичные для человека компоненты.
Марганцевые присадки увеличивают детонационную стойкость на 4—5 единиц.
К минусам такого средства можно отнести периодичный выход из строя нейтрализаторов, тем самым снижения эксплуатационных сроков работы двигателя.
Монометиланилин(ММА) в небольших дозах (в пределах 1,3%) не имеет негативного влияния на системы двигателя, и при этом повышает октановое число. А вот если переборщить с концентрацией это может вызвать повышенное нагарообразование, и «зависаниям» клапанов и насосов. ММА довольно токсичен для человека, и при попадании в организм паров содержащих его может быть вызвано сильное отравление с серьезными последствиями.
Читайте также: Альтернативные источники топлива для автомобиля
Моющие присадки
Моющие присадки, как принято считать безвредны, так как они имеют достаточный баланс из ингибиторов коррозийных явлений, деэмульгатора (именно он поглощает воду) и непосредственно самого моющего компонента, среди которого наиболее популярным является ПАВ (поверхностно-активные вещества). Благодаря использованию подобного вещества лучшим образом «разъедается» нагар и отложения другого характера.
Но крайне важно учесть концентрацию подобного вещества. Передозировка (использование более 10%) чревата плохим запуском двигателя, вплоть до полной потери работоспособности.
Влияние добавок на работу двигателя
Как повысить октановое число бензина, полезные советы
Глядя на рост стоимости топлива на заправках, у многих автолюбителей возникает шальная мысль повысить октановое число бензина.
Почему бы и нет?
Конечно, на практике данная работа ложится на «плечи» нефтеперегонных заводов, у которых методы такого преобразования весьма сложные. Но иногда столь оригинальна задача по силам и обычному автолюбителю.
В чем суть
Для начала разберемся, что это за показатель такой и для чего его, собственно, улучшать.
Итак, октановое число характеризует детонационные свойства бензина, то есть его способность воспламеняться в нужное время и с необходимым качеством.
Это основной показатель, которому уделяется особое внимание. К примеру, если октановый показатель бензина АИ-95, то это говорит о его детонации на 95% (как изооктана) и на 5% (как гептана).
В первый же момент после нефтеперегонки бензин имеет минимальное октановое число – 70. В дальнейшем с помощью различных методов и присадок данный показатель можно поднять до желаемого уровня.
Определение октанового числа производится на специальном стенде (часто он имеет вид специального мотора для испытаний).
Проверка выполняется при различных нагрузках – малых и средних.
Но в последнее время начали появляться специальные приборы, которые упрощают проверку.
Параметры топлива, используемого для эксперимента, сравниваются со стандартными составами изооктана и гептана. После этого бензину присваивается своя «цифра».
К слову, каждое органическое соединение имеет свой уровень детонационной устойчивости.
К примеру, метан имеет показатель октанового числа 107,5; пропан – 105,7; бензол – 113; бутан – 93, 6; бензины прямой перегонки – около 58, каталитического крекинга — около 80-85 и каталитического риформинга – 83-97.
Зачем изменять параметр октана?
При низком октановом числе бензин может воспламеняться много раньше, чем это необходимо. В таком случае мощность двигателя снижается, появляется хорошо известный многим автолюбителям процесс детонации.
Кроме этого, применение низкооктанового бензина приводит к детонации двигателя, сокращению срока службы целой группы его основных элементов – седел, клапанов, свечей и так далее.
Если злоупотреблять топливом низкого качества, то капремонт двигателя придется делать намного раньше срока.
Так что для повышения качества бензина и существенного улучшения его эксплуатационных качеств, повышать октановое число все-таки нужно.
Как это делается? В чем особенности каждого из методов? Именно об этом мы и поговорим более подробно.
Основные методы
На сегодня можно выделить несколько основных способов повышения октана.
Каталитический крекинг.
Процесс, который можно реализовать только в условиях нефтеперерабатывающего завода. Этот метод подразумевает, нагрев нефти на катализаторе до температур немногим выше 500 градусов Цельсия.
Во время нагрева в Алканах снижается молярная масса, что позволяет получить на выходе два элемента – ароматические углероды и Алкены.
Как итог, бензин с октановым числом 91-92. Минус такого топлива — в большой концентрации ароматических углеводов. Следовательно, при длительном хранении топлива октановое число может уменьшиться.
Каталитический реформинг.
Здесь полученное после прямой перегонки топливо нагревается до 500-520 градусов Цельсия. Одновременно с этим катализатор (рений, оксид алюминия с платиной и прочие металлы) находится под давлением около 35 атмосфер. На завершающем этапе получается 95-й бензин. КПД – около 75%.
Как и в первом случае, такой вид работ выполняется только в специальных условиях на заводе.
Метилтретбутиловый эфир.
Это одна из наиболее популярных добавок для повышения октанового числа топлива. Ее особенности – бесцветность, способность к легкому воспламенению, низкая токсичность, сильный запах и высокий уровень октана.
Достаточно долить в бензин около 15% данного эфира (от общего объема топлива), чтобы повысить октановое число на 8-12 пунктов.
Чаще всего именно этот метод используется для увеличения «октана». Но у него есть недостаток – полученный таким способом бензин много быстрее испаряется в солнечную погоду из-за своей повышенной летучести.
Спиртовые добавки (на основе этилового или метилового спирта).
Также применяются для повышения качества топлива. К примеру, добавив 1/10 части этилового спирта в бензин АИ-92 можно сделать его 95-м. При этом на авто существенно снижается токсичность выхлопов.
Но данный метод имеет целый ряд недостатков.
Так, проявляется способность спирта впитывать в себя влагу, что требует от автолюбителя дополнительных мероприятий по «осушению» бензина.
Кроме этого, есть высокий риск появления пробок в топливной системе.
К слову, если не предпринимать никаких мер, то в топливе появляется вода, а это повышенный расход, неполное сгорание топливной смеси, высокий риск замерзания бензина в системе и прочие проблемы. Поэтому придется удалять воду из бензина.
Тетраэтилсвинец.
Одна из наиболее качественных добавок, которая активно применяется еще с 1921 года.
Достаточно 1/20 части этого вещества, чтобы поднять уровень октана на 15-18 позиций.
Тетраэтилсвинец применяется в комплексе со специальными «веществами-выносителями», который убирают образовавшийся при сгорании добавки оксид свинца.
Сегодня этот метод запретили из-за опасных паров свинца и их негативного действия на организм человека. Пары вещества очень ядовиты.
Кроме этого, такое топливо нельзя использовать в машинах с каталитическими нейтрализаторами (техника выходит из строя уже через несколько часов работы).
Влияние добавок
Безусловно, высокооктановое топливо – это большой плюс для двигателя. Последний работает стабильнее, повышается мощность, снижается расход топлива и так далее.
Именно поэтому из обихода постепенно выходят устаревшие и неэффективные виды топлива АИ-76 и АИ-80. Но и здесь есть определенные риски.
Если заправить машину бензином с «кустарно» повышенным октановым числом, можно столкнуться с целым рядом проблем, начиная обычной заменой свечей и заканчивая капитальным ремонтом двигателя.
Другие добавки.
Предложения на рынке.
Выводы
Таким образом, увеличить октановое число реально, и способов существует предостаточно.
Но помните, что заниматься таким «искусством» в домашних условиях крайне опасно.
Лучше, когда такая работа производится профессионалами и только в специально оборудованных помещениях.
Что касается применения различных добавок, то на них не очень положительно реагирует двигатель – помните об этом.
Повышение октанового числа — Получение правильного октанового числа для вашего гоночного автомобиля
Многие водители NASA HPDE ездят на своих машинах по трассе и обратно, и из них, вероятно, есть приличное количество тех, кто меняет настройки двигателя между улицей и трассой, особенно с усиленными приложениями.
Автомобили, которые можно переключать между картами для уличной и трековой езды, часто выигрывают от топлива с повышенным октановым числом, но гоночное топливо дорогое, часто несовместимое с оборудованием для контроля выбросов, а октановые усилители не всегда соответствовали задаче повышения октанового числа.
Лен сказал, что есть много способов повысить октановое число топлива. На самом деле, некоторые из них можно найти в вашем местном хозяйственном магазине. Исторически сложилось так, что производители повышали октановое число несколькими способами: свинцом, ферроценом и этанолом.
Тетраэтил был разработан в 1922 году и с тех пор используется для повышения октанового числа. На нем процветали поршневые самолеты, которые летали на большой высоте. Но это свинец. Это токсично. Просто спросите у жителей Флинта, штат Мичиган. Одна капля тетраэтилсвинца в открытый разрез, и вам свет погаснет.
«Вы добавляете свинец, вы добавляете октан. Это старомодный способ. Некоторые виды гоночного топлива до сих пор делают это таким образом», — сказал Лен. «Раньше это был тетраэтилсвинец, и это было красиво. Он пробивал дыры в озоне, и от него было нехорошо, но дело в том, что он добавлял смазки и повышал октановое число».
Свинец не работает с современным оборудованием для контроля выбросов.
В некоторых странах с менее развитой топливной инфраструктурой используется ферроцен, который содержит железо, способное насыщаться кислородом и вызывать коррозию.
Еще один способ получить высокое октановое число — использовать этанол E85, но это может создать собственные проблемы. Например, E85 часто требует замены компонентов топливной системы. E85 также является гигроскопичным, что означает, что он легко поглощает воду, и хотя E85 стоит меньше, чем гоночное топливо или даже бензин с присадкой, повышающей октановое число, он содержит примерно на 30 процентов меньше BTU, поэтому потребление увеличивается соразмерно.
Когда Лен и менеджер Бустана по развитию бизнеса Энтони Капуто учились в колледже Технологического института Джорджии, они оба участвовали в гонках на морских моторных лодках. Одной из проблем было найти топливо с достаточным октановым числом для двухцилиндровых двигателей Chevrolet с наддувом в их 46-футовом катамаране.
Им также приходилось иметь дело с транспортировкой гоночного топлива в 55-галлонных бочках и доставкой их к причалу для заправки лодки.
Для своей выпускной дипломной работы Лен, инженер по специальности, использовал доступ к лабораториям Технологического института Джорджии, чтобы протестировать множество топливных присадок, представленных на рынке. Они обнаружили, что большинство продуктов, которые они тестировали, либо не работали, либо были вредны для окружающей среды, либо выпадали из раствора и оседали на дно резервуара. Итак, Лен взял результаты испытаний и создал добавку, которую они могли использовать.
«Мы долгое время использовали его для собственных гонок, — сказал Лен. «Но только когда люди начали просить немного нашего волшебного сока, у нас с Энди возникла идея, что, если люди просят об этом, почему бы мне не заняться инженерной частью, а вы приложите эту новую степень магистра к работать, наклеить на это этикетку и вывести на рынок?»
Результатом стал Boostane, усилитель октанового числа, который может работать на бензине с октановым числом 93 и поднимать его до октанового числа 110 по цене, меньшей стоимости гоночного топлива.
На самом деле, Boostane может повысить октановое число до 116, но 110 — это переломный момент, когда он становится дороже гоночного топлива.
Важно отметить, что в разделе 18.3.1 CCR NASA прямо говорится, что «добавки к топливу не допускаются, если это специально не разрешено правилами класса», поэтому проверьте свод правил, прежде чем использовать Boostane для гонок.
«Когда мы разрабатывали продукт, мы на самом деле смотрели на периодическую таблицу, и она была составлена довольно изобретательно», — сказал Лен. «Мы знали, что свинец делает то, что обещал, поэтому мы попытались выбрать что-то очень близкое в периодической таблице, обладающее некоторыми из тех же характеристик. И мы это сделали, но просто включения этого элемента в нашу формулу было недостаточно».
Лен все еще должен был найти способ предотвратить разделение ингредиентов и заставить их «хорошо играть» друг с другом. Он также должен был убедиться, что формула не наносит вреда оборудованию по выбросам, такому как датчики кислорода и каталитические нейтрализаторы.
Полученная формула выиграла конкурс SEMA Launch Pad, который является автомобильным эквивалентом телешоу Shark Tank.
«Я не хочу утверждать, что Энтони и я самые умные ребята в комнате. Я хотел бы сказать, что это было из-за большой тяжелой работы, потому что так оно и было, но я думаю, что во многом это было связано со временем», — сказал Лен. «До нас появилось много технологий, и мы были в таком положении, когда у нас была собственная потребность в них. Мы смогли сесть и с чистого листа посмотреть на все другие продукты, которые были до нас, что понравилось и не понравилось людям, и что мы могли реально оценить и решить».
РЕСУРСЫ
Таблица смешивания
www.boostane.com
Изображение предоставлено Boostane
ГОНОЧНОЕ ПОКРЫТИЕ
RACE CAR TECH
Этанол и октановое число для начинающих
Об этаноле часто говорят как о высокооктановом топливе. Но не у всех есть четкое представление об октановом числе и о том, как оно влияет на работу их автомобилей.
Итак, давайте начнем с самого начала: что такое октан?
Официальное определение октанового числа: мера способности топлива сопротивляться «детонации» или «звону» во время сгорания, вызванным преждевременной детонацией воздушно-топливной смеси в двигателе.
В приведенном ниже бензонасосе отображаются три числа, которые представляют собой октановое число топлива.
Большинство автомобилей предназначены для работы на бензине с октановым числом 87, но для других требуется топливо с более высоким октановым числом. Например, для Honda Civic 2016 года требуется топливо с минимальным октановым числом 87, в то время как для высокопроизводительного автомобиля, такого как Mercedes-Benz E350 2016 года, требуется не менее 9.1 октан.
Лучший способ узнать, какое октановое число требуется вашему автомобилю, — это подробно узнать в руководстве по эксплуатации или на этикетке на внутренней стороне крышки топливного бака. В некоторых автомобилях он указан рядом с указателем уровня топлива на приборной панели.
Министерство энергетики заявляет, что: «Топливо с более высоким октановым числом часто требуется или рекомендуется для двигателей, которые используют более высокую степень сжатия и/или используют наддув или турбонаддув для подачи большего количества воздуха в двигатель. Повышение давления в цилиндре позволяет двигателю извлекать больше механической энергии из данной воздушно-топливной смеси, но требует топлива с более высоким октановым числом, чтобы смесь не детонировала. В этих двигателях высокооктановое топливо улучшит производительность и топливную экономичность».
Нефтяные компании любили использовать причудливые синтетические добавки, повышающие октановое число, на основе нефти, называемые ароматическими соединениями. Хотя эти ароматические соединения повышают октановое число, они часто вредны для окружающей среды. Одним из таких был МТБЭ, который в конечном итоге был запрещен из-за его токсичного содержания.
Согласно отчету Агентства по охране окружающей среды о токсичных веществах в городском воздухе для Конгресса, современные ароматические соединения, такие как бензол, толуол, этилбензол и ксилол, вызывают рак, поскольку выделяют твердые частицы и ароматические углеводороды, которые могут повредить иммунную, респираторную, неврологическую, репродуктивную, и развивающие системы.
И в довершение ко всему, ароматические углеводороды дороги в производстве и увеличивают ваши затраты на топливо. Действительно проигрыш по большей части.
Здесь на помощь приходит этанол.
Октановое число этанола равно 113. Как упоминалось выше, топливо с более высоким октановым числом снижает детонацию двигателя и улучшает его работу. Кроме того, почти весь бензин в США содержит 10% этанола. Когда вы смешиваете 10 процентов этанола с октановым числом 113 с бензином с октановым числом 85, это увеличивает октановое число на два пункта до нормального октанового числа 87, которое используют большинство потребителей. Таким образом, чем выше содержание этанола, тем выше октановое число. Октановое число для E15 (15% этанола) составляет 88 октановых чисел, а для E85 (85% этанола) — 108 октановых чисел.
Кроме того, по данным Аргоннской национальной лаборатории, этанол снижает выбросы парниковых газов на 34–44 % по сравнению с бензином.
Кроме того, поскольку этанол дешевле синтетических ароматических углеводородов, бензин, смешанный с этанолом, снижает цену на заправке.
Как подробно описано в исследовании , опубликованном ранее в этом году Университетом Иллинойса, этанол дешевле на 35 центов до 1 доллара, чем бензол, толуол и ксилол.
Другими словами, потребители не только экономят на заправке, но и обеспечивают бесперебойную работу своих транспортных средств при одновременном снижении вредных выбросов парниковых газов. Расскажите о беспроигрышном решении.
Двигаясь вперед, поскольку производители автомобилей увеличивают количество моделей, оснащенных двигателями с высокой степенью сжатия, чтобы максимизировать производительность и эффективность, потребуется топливо с более высоким октановым числом, и этанол будет играть решающую роль.
Окриджская национальная лаборатория, Аргоннская национальная лаборатория и Национальная лаборатория по возобновляемым источникам энергии недавно обнаружили , что эффективность транспортных средств повысится на 5 процентов для E25 и на 10 процентов для E40, что делает смеси этанола среднего уровня оптимальным топливом для автомобилей будущего.