Шесть километров бесплатно
Что знает средний автомобилист о качестве топлива? Основной критерий – субъективный: тянет мотор или «тупит»? Еще потребитель знает, что в топлива льют разные присадки, от которых обгорают клапаны, греются моторы и вообще – голова болит... Но так ли все просто?
В лаборатории Санкт-Петербургского политехнического университета мы занимаемся проблемой качества топлива уже много лет. Большинство выводов находит аналогию в области... спорта!
ОТКУДА ПРОЦЕНТЫ?
Сразу договоримся, что про октановое число сейчас говорить не будем – журнал уже не раз об этом писал. Просто возьмем несколько бензинов разных фирм, работающих на рынке Северо-Запада России, и посмотрим, как в одинаковых, стандартных условиях, в один и тот же день отреагирует на них один и тот же двигатель. Все бензины – марки А-95 (названия фирм не приводим, дабы не переводить технический вопрос в идеологический). Просто присвоим бензинам номера – от 1 до 5. Теперь они – как спортсмены перед решающими схватками.
Итак, залили, прогрели мотор, погоняли его на разных режимах, чтобы исключить взаимное влияние различных топлив, а потом замерили мощность, расход топлива и токсичность отработавших газов при полном открытии дроссельной заслонки, а также на режимах частичных нагрузок. Результаты обработали, построили графики, наложив кривые одна на другую. Вот вам и легкий тюнинг – причем безо всякого вмешательства в «железо»! Мощность двигателя от образца к образцу менялась процента на 3–4, удельный расход – на 8–10%, а токсичность отработавших газов по различным компонентам – на 25–40%! Ничего удивительного: регулярные проверки качества топлива, которые лаборатория делает каждые полгода, дают аналогичный результат!
Почему же это происходит – ведь на вид «спортсмены» были одинаковыми?
ПАРАФИНЫ, ОЛЕФИНЫ И АРОМАТИКА
Бензин – это, по сути, веселая компания из более чем 250 видов органических углеводородных соединений. Объединены они в несколько основных групп – алканы, алкены, оксигенаты, олефины, ароматические углеводороды. Сколько чего – зависит от исходного сырья и технологии переработки. А вот на качество сгорания бензина – и, следовательно, на поведение мотора – при одинаковых условиях влияют три параметра: скорость сгорания, полнота сгорания и теплотворная способность топлива, то есть количество килокалорий, которое мы скармливаем двигателю с каждым килограммом топлива. А это все зависит от того, сколько и каких углеводородов попало в конкретный бензин. Для проверки образцы испытанных бензинов разложили на отдельные составляющие методом хромато-масс-спектроскопии.
Разница впечатлила: разбег содержания ароматических углеводородов составил от 66 до 41%! Кстати, по требованиям Евро III этот параметр не должен превышать 42%, а по Евро IV – не более 30%. Что касается спорта, то наш символический бегун, в рационе которого был, скажем, кислородный коктейль, «сделал» на финише соперника, чей рацион оказался пересыщен ароматикой.
НА ПЕРВЫЙ-ВТОРОЙ РАССЧИТАЙСЬ!
Закупка бензинов различных фирм позволила разделить их на три группы по содержанию ароматики. Они отличались не только составом, но и плотностью.
Первая – это бензины с содержанием ароматики от 58 до 66% и плотностью от 760 до 775 г/л. В дальнейшем будем условно называть ее тяжелой. Вторая – средняя группа – объединила топлива с содержанием ароматики от 48 до 57% и плотностью 745–759 г/л. И третья, легкая – та, которая приблизилась к «евробензинам», имея от 41 до 47% ароматических углеводородов и плотность 718–744 г/л.
По нашим оценкам, на рынке Северо-Запада преобладают бензины средней группы – более 60%. Легких бензинов процентов 10–15, остальные – тяжелые.
Теперь повторим предыдущий цикл испытаний. Для сравнения оценим два обобщенных показателя – моторный, включивший в себя эффекты повышения мощности и снижения расхода топлива, и токсичности, увязавший изменение содержания СО, СН и NOx по сравнению с эталонным бензином, синтезированным нами из чистых эталонных углеводородов.
Итоги – на диаграммах. Как видите, именно бензины третьей группы, в которую вошли и топлива, похожие на Евро III, дали наилучшие показатели. А почему? Во-первых, сказывается разница в плотности бензина. Ведь дозирующие элементы карбюратора или системы впрыска рассчитаны на ОБЪЕМНЫЕ, а не МАССОВЫЕ расходы. Вот и получается, что при работе на легких бензинах смесь сама собой обедняется, а токсичность падает.
Да, но это для карбюратора, скажете вы. На впрыске лямбда-зонд «подтянет» смесь к единице! Но это верно только на режимах экономичной регулировки – зато на мощностных режимах, когда смесь и по матрице должна быть обогащенной, кислородный датчик уже ничего не различает. Отсюда и различие в мощности – ведь тяжелые бензины «докладывают» 3–5% лишних килокалорий.
Во-вторых, от группового состава топлива зависит его теплотворная способность. И тут все непросто. По теории, ароматика при сгорании дает тепла существенно меньше, чем, допустим, алканы. Но ароматика – это углеводороды, дающие высокое октановое число, и их уменьшение требует компенсировать снижение детонационной стойкости бензина. Чаще всего этого достигают вводом октаноповышающих компонентов на базе спиртов и эфиров. А у них уж совсем смешная теплотворная способность. Вот и получается, что частенько легкие бензины недодают с каждым килограммом еще и калорий.
В-третьих, скорость сгорания ароматики существенно ниже, чем у других групп углеводородов. Поэтому она дает больше отложений и заодно повышает уровень СН в отработавших газах.
А в сумме как раз и набегает разница в поведении мотора на разных бензинах.
МОЕМ-МОЕМ ТРУБОЧИСТА
Но как тогда расценивать утверждения многих фирм насчет 15-процентной добавки мощности на их бензине? Ответ надо искать уже в других свойствах современных бензинов – их моющей способности. Не случайно в требованиях к бензинам Евро III и выше бросается в глаза фраза: «наличие моющих присадок – обязательно». Что же это за зверь такой?
Дело в том, что многие бензины при испарении с тарелки клапана, куда топливо попадает при впрыске, особенно на пусковых режимах, дают этакую «шубу» отложений. А это – смерть для наполнения цилиндров, поскольку сокращаются входные сечения, а воздушный поток «портится» излишней турбулизацией. Поэтому в бензины стали добавлять особые присадки, названные впоследствии моющими. Название не вполне правильное: ведь их задача не мыть двигатель, а препятствовать образованию отложений, то есть, скорее, профилактика. Как раз грязь они моют сравнительно слабо, поскольку их концентрация обычно не превышает 0,01–0,02% по объему; однако при постоянном и длительном использовании очищающий эффект будет проявляться.
На этом и построена реклама! Берется заросший грязью мотор, катавшийся на среднероссийском «супербензине» – и через пять-десять заправок качественным «евробензином» получают эффект! Но фокус-то в том, что налицо не повышение мощности, а лишь восстановление штатных параметров двигателя. А эффект по сравнению с нормальным, относительно чистым мотором будет куда скромнее.
ГДЕ И ЧЕМ
Так где же заправляться? И чем? Точного адреса АЗС, извините, не назову, но несколько признаков, по которым можно оценить качество бензина без всяких приборов, хорошо известны.
Во-первых, плотность топлива. При желании померить ее не очень сложно – достаточно весов и мерной емкости. Если плотность попадет в диапазон 730–745 г/л, то, скорее всего, бензин хороший.
Во-вторых, цвет и запах (чуть не добавил – вкус) бензина. Темноватые, с красноватым оттенком бензины чаще всего содержат либо ферроцен, либо марганец. Это, как говорится, не есть хорошо. Потемнеть бензин может и при длительном хранении, если содержит в качестве октаноповышающей присадки некачественный монометиланалин. Стабильность качества от такого бензина ждать сложно.
Желтоватые, сильно и неприятно пахнущие бензины чаще всего содержат много ароматики – как в исходном виде, так и в виде присадок. А вот легкие бензины обычно бесцветны или слегка отдают в желтоватый цвет – они пахнут чем-то вроде эфира. Такое топливо самое красивое – а красивое, как правило, чаще всего и бывает хорошим.