Kiekvienas vairuotojas, pildamas degalus, susiduria su skaičiais 95, 98 ar net anksčiau egzistavusiais 76 ar 91. Šie skaičiai parodo benzino oktaninį skaičių, kuris yra tiesiogiai susijęs su benzino atsparumu detonacijai. Kuo aukštesnis oktaninis skaičius, tuo benzinas yra atsparesnis šiam pavojingam reiškiniui.
Kas yra detonacija ir kodėl ji žalinga?
Detonacija - tai pavojingas reiškinys vidaus degimo variklyje, kai oro-kuro mišinys užsidega ne nuo žvakės, o savaime ir priešlaikiškai dėl didelio suspaudimo bei įkaitusių cilindro dalių. Oro-kuro mišinį spaudžiant, jis įkaista. Jeigu slėgis viršija kuro atsparumo detonacijai ribą, benzine vyksta cheminiai virsmai, susidaro vandenilio peroksidai, ir kuras savaime užsidega. Natūraliomis sąlygomis oro-benzino mišinys cilindre dega 20-40 m/s greičiu, švelniai perduodamas slėgimo jėgą į stūmoklį.
Detonacijos metu degimas vyksta 800-1200 m/s greičiu, t.y., kuras sprogsta. Šis staigus ir nekontroliuojamas degimas sukelia stiprius smūgius į stūmoklį, ko rezultatas - greitas variklio sugadinimas. Detonacija ypač aktuali varikliuose, veikiančiuose su dideliu suslėgimo laipsniu, nes kuo didesnis suslėgimas, tuo ekonomiškesnis variklio darbas.
Oktaninis skaičius - atsparumo detonacijai matas
Oktaninis skaičius nusako benzino savybę variklyje sudegti be detonacijos. Standartiškai, T-heptanas turi nulį oktaninių vienetų, o izooktanas - šimtą. Pavyzdžiui, 95-benzinas yra angliavandenilių mišinys, kurio atsparumas detonacijai yra toks pats, kaip ir mišinio iš 95% izooktano ir 5% T-heptano. Tačiau egzistuoja angliavandeniliai, kurių atsparumas detonacijai gali būti gerokai didesnis už izooktano ar mažesnis už T-heptano, todėl 0 ir 100 oktanų nėra absoliučios ribos, už kurių neįmanoma išeiti.
Oktaninis skaičius nustatomas dviem būdais:
- Varikliniu metodu, kuris geriau charakterizuoja važiavimą miesto sąlygomis.
- Tiriamuoju metodu, atspindinčiu degalų elgseną greitkelio sąlygomis.
Benzino sudėtis ir kokybės rodikliai
Benzinas yra sudėtingas angliavandenilių mišinys, susidedantis iš maždaug 200-300 skirtingų junginių, kurių virimo temperatūros yra apytikriai tarp 30 ir 215 °C. Benzino savybes lemia ne tik atsparumas detonacijai, bet ir kiti svarbūs kokybės rodikliai:
- Antidetonacinės savybės: Tiesą, lemia oktaninis skaičius.
- Plaunančiosios savybės: Degalai turi padėti išlaikyti švarią degalų sistemą.
- Korozinis aktyvumas: Benzinas neturi koroduoti bako ir degalų sistemos komponentų. Korozinis aktyvumas nustatomas vario plokštelės korozijos bandymu, vertinant vario plokštelės spalvos pasikeitimą po sąlyčio su benzinu. Jis priklauso nuo benzino rūgštingumo, bendrojo ir merkaptininės sieros kiekio bei vandenyje tirpių rūgščių ir šarmų kiekio.
- Sieros kiekis: Pagal ES reikalavimus, sieros junginių kiekis benzinuose nuo 2009 metų sausio 1 dienos neturi viršyti 10 ppm (0,001 proc.). Šiuolaikiniuose degaluose faktiniai sieros junginių kiekiai dažnai neviršija 8 ppm (0,0008 proc.).
- Sočiųjų garų slėgis: Per didelis sočiųjų garų slėgis gali padidinti degalų išgaravimą iš maitinimo sistemos ir bako, teršiant aplinką ir sudarant dujų kamščius kuro padavimo sistemoje.
Vairuotojui ir vartotojui nėra labai svarbi tiksli benzino cheminė sudėtis, - svarbiausia jo eksploatacinės savybės, kurios nurodomos kokybės pažymėjime, lydinčiame kiekvieną produkcijos siuntą.
Pavojingos benzino sudėtinės dalys
Benzenas yra pavojingiausias aromatinis angliavandenilis, esantis benzino sudėtyje, kenksmingas aplinkai ir sveikatai.
Degalų priedai ir jų reikšmė
Gamintojai stengiasi tobulinti degalus, į juos įmaišydami specialius priedus. Nors priedų gamybos paslaptys retai atskleidžiamos, jie atlieka svarbias funkcijas:
- Multifunkciniai priedai: Jie neleidžia kauptis variklyje įvairioms nuosėdoms, dervoms ir nuodegoms, kurios apauga variklio galvutę, vožtuvus ar stūmoklius. Dėl to mažėja degimo kameros tūris, didėja suslėgimo laipsnis, o tai didina detonacijos riziką, jei naudojamas žemo oktaninio skaičiaus benzinas. Multifunkciniai priedai padeda išvalyti visą kuro sistemą, skatina geresnį kuro sudegimą cilindruose (sumažina kuro sąnaudas iki 2,5 proc.), padengia variklio kuro sistemą antikorozine plėvele, šalina vandenį ir neleidžia užsikimšti filtrams, kas ypač aktualu žiemos metu.
- Oktaną didinantys komponentai: AB „ORLEN Lietuva“ nuo 1995 metų aukštaoktaniniams benzinams nenaudoja tetraetilšvino (etiliavimo priedo). Vietoj jo naudojamas metiltretbutilo eteris (MTBE), izomerizatas, oligomerizatas, alkilatas ar daugiaoktanis angliavandenilių mišinys. Šių komponentų (pvz., MTBE, alkilato) virimo temperatūros yra žemesnės už nulį, todėl tokio benzino nereikėtų ilgai sandėliuoti nesandariuose induose, nes didžioji jų dalis nugaruos.
Etanolis ir biodegalai
Nuo 2007 metų Lietuvos rinkai tiekiamas benzinas maišomas su denatūruotu biologinės kilmės etanoliu, siekiant užtikrinti įsipareigojimus ES dėl kuro, pagaminto iš atsinaujinančių šaltinių, panaudojimo. Etanolio oktaninis skaičius yra aukštesnis nei benzino, todėl jis gali būti naudojamas padidinti bazinio benzino oktaninį skaičių. Visame benzine privaloma turėti ne mažiau kaip 5% etanolio.
Tačiau etanolis yra higroskopiškas (pritraukia drėgmę) ir gali sukelti tam tikrų detalių koroziją, jei variklis nėra tam pritaikytas. Didesnius etanolio kiekius benzine riboja ir padidėjęs mišinio garavimo intensyvumas (sočiųjų garų slėgis), siekiant išvengti nuostolių sandėliavimo metu ir dujų kamščių kuro padavimo sistemoje.
Vartotojų teisių gynėjai ragina degalus žymėti ir pagal konkrečią biodegalų žaliavą (pvz., rapsų metilo esteris (RME) ar palmių aliejus), kad vartotojai galėtų rinktis tinkamiausią kurą, atsižvelgiant į tvarumo ir aplinkosaugos aspektus.
Istorinis tetraetilšvino naudojimas
Anksčiau ant degalų kolonėlių buvo rašoma „Ai“ arba „A“ raidė, reiškusi, kad benzinas yra bešvinis. Šios raidės dingo, nes pagal ES standartus švino benzine ir taip neturėtų būti. Seniau švinas buvo naudojamas tetraetilo švino pavidalu, kuris buvo labai nuodingas, bet efektyviai pakeldavo benzino oktaninį skaičių. Dabar labai mažas švino kiekis dedamas tik į kai kurias 80 markės benzinų rūšis.
Acetono ir spirito (etanolio) pylimas į benziną
Paskutiniu metu vairuotojai pamėgo į benziną pilti acetoną ar spiritą, kuriame yra deguonies. Deguonis pagerina degimą, nes benzinas, maišydamasis su oru variklyje, kartais neturi pakankamai laiko gerai susimaišyti. Deguonis, esantis benzine, tą pagerina, todėl degalai geriau sudega, išsiskiria daugiau energijos, o variklio darbas tampa ekonomiškesnis.
Tačiau pilti acetono ar spirito per daug negalima. Per didelis kiekis gali sukelti variklio perkaitimą arba nestabilų darbą. Pavyzdžiui, senam karbiuratoriniam varikliui virš 10 proc. spirito benzine "paliesina" degimo procesą ir variklis pradeda nestabiliai dirbti. Be to, nėra aišku, kaip acetonas veikia oktaninį skaičių - jei jis jį sumažins, padidės detonacijos tikimybė ir variklis gali subyrėti. Gamintojai, kurdami priedus, skiria daug dėmesio jų poveikio tyrimams, o acetono pylimas yra nepatikrintas ir neaišku, kaip gali atsiliepti varikliui ilgalaikėje perspektyvoje.
Tinkamo kuro pasirinkimas ir degalų maišymo pavojai
Visada reikia pilti tokio oktaninio skaičiaus benziną, kokį nurodė variklio gamintojas. Per didelio oktaninio skaičiaus benzinas taip pat neduos naudos, jei variklis tam nepritaikytas. Kuo aukštesnis oktaninis skaičius, tuo benzinas lėčiau užsiliepsnoja, todėl reikalingos tam tikros sąlygos ir ankstesnis uždegimo laikas. Įmanoma naudoti ir kito oktaninio skaičiaus degalus, bet tai nerekomenduojama ir gali reikalauti uždegimo laiko korekcijų (pvz., vėlinimas, jei pereinama nuo 98 prie 95).
Degalų maišymas
Benzino ir dyzelino maišymas yra pavojingas. Jeigu benzininį variklį pilnai pripiltume dyzelino, jis net nevažiuotų. Tačiau dyzelinis variklis, įpurškus į jį benzino, pradėtų bildėti, negražiai elgtis ir, nors galbūt užsivestų, galėtų būti iš karto sugadinamas.
Nedidelis benzino kiekis dyzeline (iki 20 proc.) neturėtų sugadinti dyzelinio variklio (anksčiau tai būdavo naudojama parafinui suskystinti žiemą, bet dabar su žieminiais dyzelinais tai nebūtina). Tačiau nedidelis dyzelino kiekis benzininiam varikliui gali smarkiai pakenkti, nes sumažėja oktaninis skaičius, atsiranda detonacija. Dėl didelio garų slėgio esant karščiui susidaro daugiau benzino garų ir kyla veikimo sutrikimų. Jei variklis nestabiliai dirbs, degalai nesudegs pilnai, ir padidės aplinkos tarša.
Žibalas ir dyzelinas - esminiai skirtumai
Nors benzinas, žibalas ir dyzelinas gaunami iš naftos, jie pasižymi skirtingomis savybėmis ir yra pritaikyti skirtingiems varikliams.
- Žibalas (reaktyvinis kuras): Tai C10-C15 aromatinių ir alifatinių angliavandenilių mišinys, kurio oktaninis skaičius yra apie 45. Paprastas žibalas nėra pritaikytas nei vienam varikliui. Aviacinis žibalas yra artimesnis dyzelinui, tačiau vis tiek turi savų ypatumų.
- Dyzelinas: Tai lengvosios naftos produktas, sudėtingų angliavandenilių mišinys (apie 10-22 anglies atomai), pritaikytas dyzeliniams varikliams. Jo kokybę apibūdina cetaninis skaičius, kuris parodo kuro užsidegimo savybes suspaudimo metu. Kuo didesnis cetaninis skaičius, tuo lengviau variklis užvedamas, tyliau dirba ir mažiau dėvisi. Dyzelino oktaninis skaičius yra apie 45, todėl kuras įpurškiamas į jau suspaustą orą, o ne į oro-kuro mišinį.
Svarbu atskirti dyzeliną nuo žalios naftos. Dyzelinas yra rafinuotas naftos produktas, tuo tarpu žalia nafta yra neperdirbta nafta, sudaryta iš įvairių angliavandenilių mišinio, įprasta vadinama "juoduoju auksu".
Žiemą dyzelinas skirstomas į klases (F, pirma ir antra arktinė klasė), priklausomai nuo lauko temperatūros, ir žymimas snaigės simboliu. Ūkininkams skirtas dyzelinas žymimas "Dž" simboliu ir dažomas žaliai, o krosnių kuras - raudonai.
ES degalų žymėjimas
Europos Sąjungoje nustatyti vienodi degalų žymėjimai, padedantys vartotojams teisingai pasirinkti kurą:
- Benzinas: Žymimas apskritimu su raide E ir skaičiumi (E5 arba E10), nurodančiu maksimalų biodegalų (etanolio) kiekį procentais.
- Dyzelinas: Žymimas kvadratu su raide B ir skaičiumi (B7, B10, B20 arba B30), nurodančiu maksimalų biodegalų (riebalų rūgščių metilo esterio) kiekį.
Firminiai degalai ir jų privalumai
Šiuolaikinėse degalinėse siūlomi specialūs, priedais praturtinti degalai, pavyzdžiui, "Circle K" degalinėse "miles" kuras, o "Viada" degalinėse - "Multi FX". AB „ORLEN Lietuva“ gaminami degalai su multifunkciniais priedais turi prekinį pavadinimą VERVA, o anksčiau jie buvo žinomi kaip „Ventus“.
Pvz., benzinas "Futura" padeda išlaikyti švarią degalų tiekimo sistemą, o "Ultima" apsaugo variklį nuo nuosėdų susidarymo. Dyzelinas "Futura Diesel" turi specialių priedų, didinančių cetaninį skaičių ir apsaugančių nuo korozijos. Dyzelinas "D fortis" pasižymi mažu sieros ir aromatinių angliavandenilių kiekiu, todėl mažėja suodžių susidarymas ir variklio nusidėvėjimas.
Šių degalų sudėtis yra komercinė paslaptis, tačiau jie dažniausiai skirti neleisti variklyje kauptis nuosėdoms ir suodžiams, gerinti degimą ir ilginti variklio tarnavimo laiką.
tags: #benzino #atsparumas #detonacijai