Октановое число. Отличия американского бензина.

Какой лить бензин в машину ?

В последнее время часто встречаются вопросы на предмет того какой бензин лить в машину и ответы из серии… я лью 92 все нормально.
Не очень люблю копипастить статьи, но думаю многим будет интересно. Букв много…

Итак… (ссылка на источник в конце)

Я постоянно слышу про "плохое" качество нашего бензина. Любой встречный автовладелец – клиент ли, знакомый ли, знакомый знакомого, стоит ему оказаться поблизости и коснуться вопроса автомобиля, особенно если он в курсе моей профессиональной деятельности, считает своим долгом рассказать очередную страшилку "из жизни" и, явно рассчитывая на участливый взгляд, либо на одобрение иного рода, выдает словесную наживку в виде фразы-клише типа "ну… на нашем-то бензине". Клише используется в предложении, конструкция которого заранее подразумевает горький исход типа "…мало проходит на нашем бензине", "…сломается на нашем бензине", "хороша машинка, но не для нашего бензина" и т.д. Еще во времена обучения я слышал тоже самое от преподавателей типа "вот привезли мы ее на испытания, прямо из Англии, в НАМИ только на полигон поставили, бензином залили… а у нее вот как все лампочки на приборке позагорались, какие можно, да ка-а-а-а-ак зачихает…".

Меж тем, я имею возможность прямо оценивать качество топлива и его последствий для автомобиля, анализирую огромное количество информации в периодике, а также от знакомых в этой отрасли и так далее, и могу совершенно точно сказать – бензин у нас хороший. Беда в другом: бензин – это одна из тех вещей, которая известна почти каждому, но толком каждому же совсем не знакома. Ни один из известных мне автовладельцев (если исключить профессионалов) не смог толком сформулировать даже то, что обозначают "циферки" на бензоколонке, которую он посещает не реже раза в неделю. Об этом сегодня и хочу поговорить подробно.

Постараюсь выражаться предельно понятным языком, не использовать многочисленные химические термины и по минимуму повторять то, что можно прочесть в Сети на эту же тему, но в то же время постараюсь не идти на сознательные упрощения.

Первое по списку и известности – т.н. "Сортность бензина", она же – "антидетонационная стойкость".

Скорее всего, если вы живете в современной России, вам хорошо известны такие числа: 80-92-95-98. Если вы эрудит, то еще сможете назвать 91 и 93, припомните и 76, а также 90-60-90, но это про другое. Так вот, эти магические сочетания цифр – именно то, что вам продают на бензоколонке. Они позволяют судить о склонности бензина к детонации.

Детонация – это взрывоподобное горение смеси в цилиндре. На практике, это примерно то же самое, чем отличается газовый балон на даче во время готовки от него же, но в момент взрыва. Пока вы готовите с его помощью – горение контролируемое, и все довольны. Когда он взрывается – горение бесконтрольное, с огромной скоростью, и никто не рад. Нормальная скорость горения смеси в цилиндре – десятки метров в секунду (обычно, в пределах 30-40, для бензина). Скорость детонации – километры в секунду (не менее полутора). Для нормальной эксплуатации двигателя это явление чрезвычайно опасное. Взрыв, обращенный навстречу двигающемуся поршню, запросто поломает кольца и много еще чего натворит. Поверхность цилиндра в таком случае полностью невредимой остается редко. Любое повреждение блока цилиндров хорошего автомобиля – это бюджет полного ремонта не менее 150.000 рублей и выше.

О проблемах детонационной стойкости стали задумываться еще в самом начале века – этот эффект мешал появлению мощных моторов. Уже тогда самая прогрессивная авто-инженерия планеты стала проводить эксперименты с различными топливными смесями, выявляя зависимость нормальной работы мотора от свойств топлива.

История примерно такова: в 1927 году Грехэм Эдгар предложил условную шкалу, где за "ноль" была взята склонная к детонации смесь воздуха и "нормального-гептана", а за "100" – практически не склонная к детонации смесь воздуха и изооктана (последнюю жидкость он заодно сам тут же и синтезировал). Жидкости были примечательны тем, что помимо полярных свойств детонационной стойкости, были и крайне близки по важным, в данном случае, химическим свойствам: кипят при близкой температуре и имеют почти идентичную плотность. Тогда же впервые для испытаний антидетонационной стойкости была использована машина, напоминающая реальный двигатель, где по особой методике определялось, на какой точке шкалы находится данный конкретный бензин по отношению к эталонам. Вроде бы все ясно и информация в общем-то не особо секретная – машины типа УИТ-85 можно приобрести за несколько миллионов рублей и устраивать лабораторные замеры хоть у себя на даче. Вас не удивляет, кстати, что шкала "0-100", а вся сортность бензинов сосредоточилась практически на правом ее краю – какая-то странная линейка? Современные бензины "92-95-98" так и вовсе входят в последний десяток. Объяснение простое – на момент изобретения все предлагаемые к использованию бензины имели сортность 40-60 единиц – как раз ровно посередине шкалы – запас имелся с обеих сторон. Кто же в 1927 году предполагал, что все зайдет так далеко, и линейка станет такой "перекошенной"? Видимо, просто лениво менять стандарты, да и зачем, в общем-то?

Важнее другое. На самом деле, методик сейчас две – существует т.н. "исследовательский" и "моторный" методы. Оба по форме "исследовательские" – определяются на одной и той же установке, но первый при малых оборотах (его вы и покупаете на АЗС) а второй – на повышенных – эти цифры известны немногим. Кроме того, на моторном методе смесь сильно подогревают – до 149 градусов – делают ее более склонной к взрыву.

Повторюсь: покупая бензин сорта 92, 95, 98, вы покупаете "исследовательский" бензин – АИ92, АИ95, АИ98.

Закономерные вопросы: а почему метода два? Почему нам "продают" именно первый метод? Какой лучше?

Первый метод, который сейчас называется "исследовательским", вполне устраивал всех до середины прошлого века включительно. Двигатели были уже достаточно мощными для комфортного передвижения, но сохраняли невысокую степень сжатия (около 6-7 единиц), относительно невысокие максимальные обороты – около 4000. При мощности в пределах 100 л.с., развивали примерно 100 Нм крутящего момента. Если подобный двигатель имел объем в пределах 2,5 литров, то для интереса поищите характеристики современных двигателей сравнимого объема – они значительно мощнее.

Интенсивное развитие автомобилестроения требовало все больших удельных мощностей – двигатель того же размера должен был давать все больше мощности. К началу 70-х такие двигатели появились и на серийных автомобилях.

Увеличение удельной мощности, момента, оборотов, степени сжатия привело к тому, что вроде бы подходящие по исследовательскому методу бензины приводили к разрушению моторов в реальных условиях. Говорят, что первыми на это обратили внимание немцы.

Это привело к ожидаемому ужесточению стандартов – в практику вошел также и "моторный" метод: в абсолютных числах отстававший от "исследовательского" не более чем на 10 единиц по стандарту. То есть, АИ-98 и АИ-95 должны иметь моторное число не ниже А-88 и А-85, тогда скорее всего двигатель рассчитанный, например, на АИ-95 не будет иметь проблем с детонацией при любых режимах движения. Для АИ-92 требование даже строже – моторное число для него 83, а иногда даже и 83,5 – в каком-то смысле он скорее "93-й" бензин, или даже "93,5". То есть, разница по детонационной стойкости между сортами "92" и "95" на самом деле меньше, чем того можно ожидать. Сорт "92" ближе к "95", чем "95" к "98"… Теперь уже такое "усиление" требований стало стандартом – это дает чуть больше шансов тем, кто сейчас мучает форсированный автомобиль низкооктановым сортом топлива.

На практике могут встречаться и АЗС, на которых соотношение антидетонационных свойств одинаковых марок будет несколько разниться – например АИ-98 с моторным числом не 88, а 89. Второй, при прочих равных, может быть лучше для мотора. Возможно обнаружить и "нестандартные" аномалии типа АИ94-А86 – попробуйте сразу сказать, хуже или лучше этот бензин "стандартного" 95-го с его "95-85"?

Как я уже говорил, ни один владелец не сможет четко сказать, какой бензин "прописан" его автомобилю и почему. И виной тому зачастую сами производители, если, конечно, в сервисной книжке этому не уделен отдельный абзац. Но чаще всего там написано нечто невразумительное типа "Бензин от АИ-91 до АИ-98" (Что, любой? Все равно?), или краткое "Бензин АИ-95" (А на 92 развалится? А на 98 что будет?).

Детонационная стойкость смеси помимо самого сорта бензина также зависит и от особенностей мотора:

1.Геометрической формы камеры сгорания и относительного расположения свечи в ней – "самоподрыв" начинается как правило из "закоулочков" и более вероятен при удлиненной форме цилиндра. Здесь выяснить что-либо, или повлиять на что-либо невозможно – уж какой двигатель вам достался, другого нет.

2.Детонация прямо связана с рабочей температурой двигателя. Современные двигатели имеют рабочую температуру от 85-90 до 110-115 градусов. Это очень немалая разница! Если двигатель произведен BMW или VAG – он, скорее всего, оборудован управляемым термостатом. Стоите вы в пробке – 110-115 градусов. Проехали пробку и… раз по газам! Поэтому наличие или отсутствие управляемого термостата – `map-thermostat` – еще один повод использовать высокооктановый бензин.

3.Продолжу мысль: возможная детонация прямо связана с режимом движения – на холостых оборотах давление в камере сгорания невысокое – всего 5-6 атмосфер. При неспешном передвижении в потоке, или плавном разгоне – немногим выше. Максимальный риск – резкое нажатие газа в пол – давление мгновенно повышается в 3-4 раза! Это и есть самые лучшие условия для детонации. Любите погонять – высокооктановый бензин вам в помощь.

4.Еще один фактор – степень сжатия. Как уже сказано, до середины прошлого века большинство двигателей были нефорсированными – смесь сжималась примерно в 5-7 раз. С широким распространением антидетонационных присадок на основе свинца двигатели "дожали" до 11-12 – резко подняли КПД и мощность. В середине 80-х, уже твердо решили свинцом в атмосферу не разбрасываться и двигатели снова стали "разжимать." Сейчас пришло время Экологии – борются за сокращение выбросов вообще. То есть, за топливную экономичность и прочее. Стали снова повышать КПД двигателя – опять начали сжимать, а то еще и турбину устанавливать. В итоге снова видим степень сжатия около 10-12, да еще иногда и турбина воздуха мотору добавляет…

Зависимость достаточно простая: открываете книжку по автомобилю и помотрите там степень сжатия – если до 10, то спокойно можно использовать 92 бензин в большинстве случаев. Свыше 10 – 95-й, но чаще всего – 98-й. Свыше 10,5 или наличие турбины – практически без вариантов 98-й.

Чаще всего в инструкции написано что-то универсальное: "Рассчитан на топливо АИ-95, допускается применение бензина АИ-92, но для улучшения эксплуатационных характеристик рекомендуется использовать топливо АИ-98 и выше".

Расшифровываю для практической жизни: кататься в щадящем режиме можно на 92-м, но не рекомендуется. На 98-м – без ограничений. На 95-м – как повезет, но в большинстве случаев – повезет.

Для улучшения каких характеристик рекомендуется 98-й?

При прочих равных, чем выше стойкость к детонации, тем, как правило, медленнее скорость горения и выше КПД этого процесса, лучше эффективность. На практике это может означать более ровную работу двигателя и небольшое улучшение экономичности и мощности. Обычно, в пределах 5-7% – лучшие сорта спортивных бензинов могут добавить 10%, но это уже громадная разница.

Реальные улучшения будут во многом связаны с фактическим составом топлива – современный бензин это тот еще "коктейль".

Простой пример: наверное, многие видели насколько ровнее работает автомобиль на нефтяном газе – пропан-бутане. Его октановое число выше 100. Казалось бы – отличное топливо. Но есть одна особенность – топливо менее калорийное, от его сгорания выделяется меньше энергии. На 10-15%, со всеми вытекающими последствиями – выше расход топлива, меньше мощность.

Теперь самое время выяснить, какими способами антидетонационные свойства повышаются.

Обычные методики получения бензина – выпаривание легких фракций из нефти. Октановое число при подобной методике – около 60. Этого критически мало для современного автомобиля. Поэтому первый и самый известный способ, изобретенный еще в 20-е годы, – тэтраэтилсвинец. Эффективность ТЭС огромна – при ничтожных дозах он легко поднимает ОЧ на 20 единиц. ТЭС активно использовали в США, поэтому уже в то время встречались чрезвычайно мощные моторы с высокими степенями сжатия. Требования экологии практически полностью вывели эту присадку из употребления. Сейчас его можно встретить только на спортивных топливах с числами ОЧ от 100 до 120 единиц и более. В крупных городах бензинов с ТЭС в свободной продаже не найти уже лет десять…

by Sergey Irishkov

После запрета ТЭС стали использовать ферроцены – металлосодержащие присадки. Стоимость самой присадки мала, эффективность – хорошая. Недостатки – катализатору и свечам после нее не очень хорошо, так как образуется токопроводящий налет – свечи после нее ярко красные. Сейчас такие присадки практически выведены из употребления, но шансы найти такой бензин на "левых" заправках по-прежнему велики. Постоянно встречаю автомобили с "красными" свечами, после "да вот, я на трассе заправился".

Самое последнее изобретение – спирты и эфиры. Чаще всего – МТБЭ. При собственных антидетонационных свойствах около 102-105, его просто добавляют в бензин и на выходе получают увеличение антидетонационного эффекта – повышают ОЧ на несколько единиц. Вреда от эфира – никакого. Разве что скорость горения спиртов несколько выше, а калорийность – ниже. В итоге топливо немного теряет в теплотворных свойствах. Содержание МТБЭ в топливе ограничено на уровне 15%, но не по причине заботы о мощности вашего автомобиля, а потому, что в США как-то протек большой контейнер с МТБЭ, что привело к перемешиванию его с грунтовыми водами, что, в свою очередь, может привести к тому, что если теперь эту воду выпить, то можно заболеть чем-нибудь, чем лучше никогда не болеть. Кроме того, МТБЭ легко испаряется – система питания автомобиля должна быть исправна и герметична.

Но повысить ОЧ на несколько единиц вроде бы мало? Сейчас достаточно: современные процессы повышения антидетонационной стойкости бензина, типа риформинга и изомеризации, трансформируют молекулы смеси таким образом, чтобы при горении они были менее склонны к детонации – ОЧ смеси на выходе резко повышается до требуемых 92-95, откуда до 98 рукой подать при помощи 3-7% безвредного спирта. Также существует дорогостоящее, но крайне эффективное алкилирование, позволяет получить бензины с готовым ОЧ до 95, при этом, алкилаты не только хорошо и достаточно эффективно горят, но и имеют практически идентичную стойкость по исследовательскому и моторному методу – АИ95 на алкилате может иметь целых 92-93 по моторному методу – такие бензины производились в СССР и поставлялись в консульства, спецслужбам, ГОНу и подобным элитным структурам…

Существуют еще всяческие нафталины, ацетоны и прочее, что иногда предлагается к покупке под видом "улучшателя" бензина – к сожалению, такие добавки не всегда безвредны и стоит предварительно выяснить, какие возможны последствия для мотора.

Кстати говоря, в США вообще принят универсальный метод определения антидетонационной стойкости AKI – усредненное значение обоих индексов "(исследовательский"+"моторный"/2). Купили ли вы АИ98 который на самом деле "правильный" 98+88/2=AKI93, или же (97+89)=AKI93– который вроде бы не по стандарту, но для мотора может оказаться как минимум не хуже.

Таблица соответствия примерно такая:

АИ-92=AKI 87

АИ-95=AKI 91

АИ-98=AKI 93

Те, кто льет в американский автомобиль 92-й бензин, "потому что в книжке даже 91-й можно" – делайте выводы.

Далее – содержание серы в топливе. Тема, которая едва ли не "номер один" в сознании типичного автовладельца. "В нашем бензине много серы". Все беды от нее. Откройте любое из многочисленных тестирований топлив за последние 15 лет и попробуйте найти из десятков проб бензины, однозначно забракованные по содержанию серы. И если до 2005 года подавляющее количество бензинов уложится в нормативы EURO3, то современные тесты не обнаруживают и проблем по требованиям норм EURO4 и даже EURO5, задолго до их у нас принятия. В достаточном количестве проб сера вообще не обнаружена . Надеюсь Google у вас не сломался, и проверить это труда не составит. Большое количество подобных экспертиз проведено журналами "Авторевю" и "За рулем" за последние 15 лет, хотя и не только ими. Любая "брендовая" автозаправка с радостью выдаст вам сертификаты на топливо – это документы именно на ту партию топлива, которая вам продается. "ГАЗПРОМ", например, пишет на каждом чеке – "топливо не ниже EURO3". BP уже лет пять продает топливо не ниже EURO4. "Лукойл" примерно полгода назад начал предлагать настоящий EURO5.

Кому выгоден миф о "высоком содержании серы"?

Сегодня вот таким состоянием двигателя работника сервиса и не удивишь, лично я видел десятки таких моторов. Попадают такие и к "официалам", еще в гарантийный период:

Таак, что это тут у нас? А, вы масло использовали плохое!

– Так вы же сами и заливали, фирменное.

– Но вы интервалы замены наверное просрочили!

– Нет, все по книжке и даже раньше – каждые 10000 км по вами же рекомендованной сокращенной программе ТО.

– А! Вы что же это, забыли – у нас же ПЛОХОЙ БЕНЗИН. В нем килограммы серы!

Что тут ответить бедному владельцу – сам виноват. Забыл, что у нас "плохой бензин". Вместо того, чтобы разобраться с реальной причиной (которую некоторые профи в Москве и не только, уже точно вычислили), проблемную машинку "футболят", намекая на платный ремонт, или на перспективу длинного судебного разбирательства.

Задаю вопрос: уважаемый работник СТО (да и вообще, любой, кто это утверждает), а откуда в масле вообще берется бензин? И сколько его там? Какое дело маслу до содержания серы в бензине? Попробуйте ответить на этот вопрос без подсказок самостоятельно. Получилось?

Остатки продуктов сгорания в крайне незначительном количестве могут просачиваться в масляный картер через поршневые кольца. Кроме того, столь же незначительное количество бензина может попадать в масло в момент запуска двигателя и при его работе на богатых смесях – режим прогрева при холодной температуре, режим движения "газ в пол". В норме, при обычной эксплуатации, в масле содержится менее 0,5% бензина.

Что это в цифрах? В обычном исправном моторе около 4-6 л масла, в которое просочилось не более 25 мл бензина. Современные стандарты на содержание серы в топливе таковы: Евро-3 (до 0,0015%), Евро-4 ( до 0,0005%) и Евро-5(до 0,00001%). Это фантастические нормы, которые при обычной эксплуатации за все время работы двигателя добавят маслу серы не более, чем та, которая в нем исходно содержится в составе присадок.

Напоследок разберу самые частые вопросы и мифы (по-другому звучит как "я все равно ничего не поняла, просто скажите что лить"):

1. Как жить?Что лить?

Современный автомобиль, начиная примерно с 1986 года выпуска, рассчитан на бензин с ОЧ не ниже 95, по исследовательскому методу. Исключение составляют моторы с пониженной степенью сжатия. Не зная вообще ничего, потеряв инструкцию от машины, можно лить 95-й бензин на приличной заправке и не иметь никаких проблем, связанных с бензином. На всякий случай, что еще стоить сделать – открыть лючок заправочной горловины – чаще всего именно там есть требуемая информация.

2. В АИ95 и АИ98 "полно присадок". У меня такой нагар на свечах, а вот еще сосед говорил…

Да, целых 5-7 процентов спирта. Безвредного. В самом худшем случае. В современных изомеризационных бензинах и того может не оказаться. Любой нагар на ваших свечах (если он не красный) к бензину вряд ли имеет отношение. Об этом еще поговорим подробнее в следующих статьях

3. А вот у меня сосед разочек заправился на трассе… так на эвакуаторе увезли! И я про такое не раз слышал. Как же говорить, что у нас хороший бензин?!

В крупных городах он действительно хороший. Если на эвакуаторе увезли – ему залили что угодно, только не бензин – воду, гречишное масло, керосин, солярку… но не бензин. Весьма часто умирающий бензонасос окончательно отказывает в момент наполнения бака – пошевелили его фатально… Всякий раз, когда слышу про очередное "приключение" – хочется спросить – а вот те 155 машин из той же колонки, заправившиеся до тебя, они как своим ходом уехали?!

4. А как понять, нужен ли мне АИ-98?

Повторяю, основные факторы таковы: степень сжатия выше 10, управляемый термостат, турбина, частое передвижение "газ в пол". Хотя бы раз сказали "да" – это ваш выбор. Как правило, если автомобиль спортивный – вообще без разговоров. Откройте лючок, и там все есть. Например, "Бентли" одного из наших клиентов:

5. Лью в свое BMW 92-й, и отец мой лил, и сосед льет… И все отлично и прекрасно.

Вот фотография камеры сгорания форсированного ДВС на подходящем бензине:

А вот после использования 92-го:

Продолжайте лить:

6. Современный двигатель имеет "датчик детонации" – ему все равно, какой бензин – двигатель подстроится.

Датчик детонации срабатывает уже по факту произошедшей детонации – несколько взрывов УЖЕ произошло. По аварийной программе угол опережения зажигания несколько сдвигается – насколько сильно, зависит от программы. В обычном случае бензин будет догорать уже в выпускном коллекторе, даже в катализаторе (он за это спасибо не скажет, не сомневайтесь). Если детонация все равно происходит – включается аварийная программа "мощность снижена, двигайтесь к месту ремонта". Говоря простыми словами – работа датчика детонации включает аварийный режим. Двигатель никуда "не подстраивается".

7. У меня небольшой и недорогой автомобиль с мотором объемом всего 1.4 литра – мне высокооктановый бензин точно не нужен.

Ничего подобного – степень форсировки от объема не зависит. Мотор даже крайне малого объема может быть "дожат" до предела, а иногда еще и турбирован – и что самое интересное, таких вообще скоро будет большинство. Вот вам скромный развозной фургончик и его требования:

8. Купил в США спортивную BMW. Так там и 91-й можно заливать…

Читайте. Считайте внимательнее. AKI91, если уж совсем строго, то это бензин не менее АИ-98по нашему стандарту:

9. У меня новый NISSAN PATROL, двигатель почти 5,6 литра – таким двигателям уж точно высокооктановый бензин не нужен.

Отличный мотор, именно поэтому они вам недвусмысленно намекают, что пристепени сжатия 10.8:

10. У нас сейчас много бензина с какими-то моющими присадками – может это чем-то вредно? Они правда повышают мощность? За счет чего?

Наличие моющих присадок – требование стандартов ЕВРО4 и ЕВРО5. Без них не бывает.Альтернативы нет. В крайне незначительных по объему количествах, в таком бензине присутствуют вещества, удаляющие нагар в топливной системе и, например, с клапанной группы, где нагару уж точно не место. Другой вопрос, что называют это обычно громкими названиями типа "Супер-экто-пауэр спорт", сравнивают с обычным топливом более низкого октанового числа, о чем стыдливо пишут мелким шрифтом. Например 5-7% прироста мощности от BP Ultimate АИ-98 гарантированы на фоне… обычного АИ-95. За счет чего уже объяснено выше. Одно удобно – видите модное название – значит уже точно не ниже EURO4.

11. На некоторых заправках присутствует АИ-100 по тройной цене – это круто?

Проще простого – если в документах на такое топливо число моторного метода реально 90, или даже выше – возможно, и круто. А вот если светятся все те же "88" – перед вами чуть "разогнанный" АИ-98 по космической цене. Иногда на приличной заправке можно найти АИ-98 с моторным числом около 90 – вот это точно круто и недорого. И еще, красивые фотографии машинок "Феррари" и прочее сбивают с толку: запомните – антидетонационные свойства не гарантируют большую мощность по сравнению бензином более низкого октанового числа. В составе нету ни единого параметра, который можно было бы однозначно привязать к мощности от бензина, а не от характеристик самого мотора. Мотор, который потребует высокооктановый бензин – скорее всего, мощный. Но сам высокооктановый бензин может уступать по теплоте сгорания бензину более низкого сорта. Хорошее спортивное топливо может дать ощутимый прирост и с детонацией будет все в порядке, но оно стоит совсем других денег и продается в специальных магазинах.

12. У нас плохой бензин?

Нет, в большинстве городов на фирменных АЗС предлагается бензин качества достаточного, чтобы не задумываться об этой проблеме вообще. Если у вас были проблемы какого-либо рода связанные с ремонтом двигателя, то скорее всего, они возникли совершенно по другим причинам.

Ссылка на источник

Источник: https://www.drive2.ru/b/457544172786693035/