Методы повышения октанового числа бензина

Многие автолюбители знают, что использование бензина с октановым числом ниже рекомендованного производителем двигателя приводит к детонации топливовоздушной смеси в камерах сгорания и, как следствие, к сокращению срока службы двигателя, а то и к немедленному выходу его из строя. Конечно, в городе и его окрестностях на автозаправках всегда можно купить топливо, подходящее вашей машине. Однако если вы являетесь любителем автотуризма, вам могут встречаться такие отдаленные уголки, где посчитаешь за удачу наличие на АЗС любого низкооктанового топлива. В таком случае хорошо бы знать, как повысить октановое число бензина в домашних условиях.  Но сначала о самом параметре топлива.

Детонационная устойчивость

Октановое число, или октановый индекс – это параметр, характеризующий способность бензина не воспламеняться от сжатия. Показатель равен объемному процентному содержанию изооктана в смеси с н-гептаном, при котором детонационная устойчивость этой жидкости и исследуемого бензина совпадает. Изооктан крайне неохотно воспламеняется даже при очень высокой степени сжатия, поэтому его октановое число принято за 100. Н-гептан, напротив, легко самовоспламеняется даже при низкой степени сжатия, потому значение его антидетонационного параметра приравняли к нулю.

Первым способность бензина к детонации в 21 году прошлого века исследовал англичанин Гарри Рикардо. Он и предложил использовать шкалу устойчивости бензина к детонации. Длительное время основной антидетонационной присадкой для бензина был тетраэтилсвинец. Добавление всего 0,01% этого вещества в бензин повышает его индекс детонационной устойчивости на 3 единицы. Но так как он очень ядовит, сейчас его использование как присадки к бензину запрещено. Вместо него, чтобы повысить антидетонационные свойства, сейчас применяют более безопасные присадки, например, метил-трет-бутиловый эфир, который считается на сегодня самым перспективным средством для этой цели. Используется также его смесь с трет-бутиловым спиртом. Недостатками этих присадок является высокая агрессивность к резинотехническим изделиям и низкая (около 50 ^◦C) температура кипения. Последнее является причиной испарения этих присадок из топлива на жаре.

Независимо от химической природы антидетонатора, концентрация присадки в бензине по объективным причинам ограничена, что ведет к невысокому приросту октанового числа. Кроме того, увеличение индекса детонационной устойчивости бензина зависит от концентрации присадки нелинейно. Для каждого антидетонатора существует пороговая концентрация, после достижения которой показатель детонационной устойчивости не увеличивается.

Сравнение свойств различных антидетонаторов

Значения пороговой концентрации некоторых присадок и другие их эксплуатационные особенности:

• Оксигенаты (низшие спирты и простые эфиры). Пороговая концентрация присадки – 15%. Особенности: относительно низкая теплота сгорания и высокая агрессивность по отношению к резиновым изделиям. Максимальный прирост октанового индекса топлива 4–6 единиц. Параметры нескольких эфиров, используемых в качестве присадок. Метил-трет-бутиловый (МТБЭ) – усредненное октановое число 114, температура кипения 55 ^◦C; этил-трет-бутиловый (ЭТБЭ) – усредненное октановое число 110, температура кипения 70 ^◦C; метил-трет-амиловый (МТАЭ) – усредненный октановый индекс 104.5, температура кипения 87 ^◦C; диизопропиловый (ДИПЭ) – усредненный октановый индекс 104,5, температура кипения 69 ^◦C.
• Присадки на основе свинца. Пороговая насыщенность бензина металлом – 0,17 г/л. Особенности: высокий уровень токсичности и нагарообразования в камере сгорания. Максимальный прирост индекса детонационной устойчивости бензина составляет 8 единиц. Такие присадки не используют в наше время.
• Содержащие марганец. Пороговая концентрация металла в топливе – 50 мг/л. Особенности: повышенный износ деталей цилиндропоршневой группы, значительное нагарообразование на свечах зажигания и в камере сгорания. Максимальный прирост индекса детонационной устойчивости составляет 5–6 единиц.
• Железосодержащие. Пороговая концентрация – 38 мг/л. Приводит к повышенному износу поршней и цилиндров двигателя за счет заметного отложения золы при сгорании. Максимальный прирост числа детонационной устойчивости бензина 3–4 единицы.
• Ароматические амины, например, аминобензол (анилин), который запрещен к использованию в чистом виде из-за чрезвычайной ядовитости. Из веществ этой группы к применению допущен только монометиланилин (N-метиланилин). Пороговая концентрация 1–1,3%. Особенность присадки на основе этого вещества – высокое октановое число. В процессе эксперимента было получено значение в 280 единиц. Однако есть и существенные недостатки, к которым можно отнести значительное отложение смолы на деталях двигателя и топливной системы. Также наблюдается повышенный износ деталей цилиндропоршневой группы. Максимальный прирост числа детонационной устойчивости бензина, достигающийся применением такой присадки, составляет 6 единиц.

Уменьшение риска детонации подручными средствами

• Добавление к бензину 10% этилового или любого другого спирта способно повысить его октановое число на 3 единицы. Недостатком этого способа является образование в бензопроводах паровых пробок, которые затрудняют работу топливной системы. Связано это с довольно низкой температурой кипения спиртов, что особенно заметно при жаркой погоде. Еще один минус этого приема в том, что спирты очень гигроскопичны и хорошо впитывают влагу из воздуха, которая в сильный мороз будет застывать, образуя в топливопроводе ледяные пробки. Разумеется, доступ бензину в таком случае будет перекрыт.
• Повышать детонационную устойчивость бензинового топлива можно, доливая в него ацетон. По данным, опубликованным в сети самодеятельными экспериментаторами, добавление 1 литра ацетона к 20 литром бензина повышает его октановое число на 6 единиц. Измерения они, правда, не проводили, ориентируясь только по детонации. Автомобиль, двигатель которого рассчитан на АИ-98, заправляли АИ-92, и добавляли к топливу ацетон до исчезновения детонации.
• Использование присадок для повышения детонационной устойчивости бензина, продающихся в магазинах автохимии. Нужно иметь в виду, что если верить отзывам, наиболее эффективны присадки, содержащие железо и аминные соединения. Учтите, что присадки, содержащие железо, могут, особенно при систематическом использовании, стать причиной выхода из строя свечей зажигания.