CzechBikers

Benzín

 

Z čeho vzniká

Benzín je jedna z frakcí ropy která destiluje v rozmezí 30-215°C. Takto lze získat však pouze 5-25% z původního objemu ropy. Přišlo na řadu krakování, kdy se velké molekuly tříští na menší s žádaným bodem varu. Krakuje se buď zvýšenou teplotou nebo za pomocí katalyzátorů. Tímto způsobem nejen že vzrostla větší výtěžnost z ropy, ale taky se zvýšila kvalita, protože hoření benzínu záleží na poměru složek prospěšných (izoalkany, aromaty) a nepříznivých (n-alkany). Dalším způsobem jsou aromatizační reformingy a alkylační pochod.

 

Odparnost

Benzín je směsí uhlovodíků a dalších látek jako jsou poarafíny, olefíny a aromatické látky. Přibližný vzorec je C6H14. Odparnost je jedna z nejdůležitěšjích bvlastností a je určena destilační křivkou kde na svislé ose je toplota a na vodorovné odpařená procenta objemu paliva. Určují se tři významné body a to 10% bod (teplota kdy se odpaří 10% objemu) který ukazuje nejnižší možnou teplotu startu. Dnešní benzíny ji mají na hodnotě 55-65°C což představuje start v teplotách kolem –20°C. Dalším bodem je 50%. Ovlivňuje akceleraci (nižší hodnota-živější motor) a rychlost ohřevu motoru. Vysoká teplota odparnosti způsobuje, že se do spalovacího prostoru (zvláště při studeném motoru) dostává paliva v kapalném stavu a smývá olejový film ze stěny.

 

Hoření

Při přeskoku jiskry na svíčce vzniká pomalý oxidační proces a vlivem vznikajícího tepla se oxidace urychluje a vznikne plamená fronta o rychlosti 15-50m/s. Nastane velký vzrůst tlaku který vykonává práci na píst. Aby tlak vznikl ve vhodný okamžik tj. těsně za horní úvratí (HU) musí se směs zapálit s jistým předstihem. Je možné, že před plamenem vznikají ohňová centra a ty explodují a tlak na píst jde v době kdy nepřekročil HU a tím klesá výkon a zvedá se teplota (detonační spalování). Sklon ke klepání zvyšují tyto faktory: vyšší komprese, menší otáčky, velké vrtání, špatné chlazení, dobře těsnící kroužky, čistý vzd. filtr, suchý vzduch. Je jasné, že tyto vlastnosti od motoru vyžadujeme tak jediná cesta jak docílit bezdetonačního spalování je přidat do benzínu složky usměrňující hoření. Aby se dalo objektivně hodnotit kvalita paliva a jeho odolnost vůči klepání používá se porovnání s technicky čistými palivy. Jedním je n-heptan, který má velký sklon ke klepání a izo-oktan s velkou odolností vůči detonacím. Paliva se míchají a obsah izooktanu určuje oktanové číslo.

 

Oktanové číslo

Používá se porovnávací metoda. V motoru s proměným kompr. poměrem (cca 4-15) se prvně použije zkoušené palivo a najde se komprese kdy palivo hoří detonačně. Potom se nalije směs n-heptanu a izo-oktanu a sleduje se takový poměr při kterém motor taky klepe. Procentuální obsah izooktanu ve směsi udává oktanové číslo zkoušeného paliva. Metody jsou dvě a to "MOTOROVÁ" a "VÝZKUMNÁ". Liší se pouze parametry avšak dávají poněkud odlišné hodnoty OČ. Z obou hodnot se pak vypočte jedna která se uvádí jako OČ. Ikdyž je to procentuální obsah izooktanu tak to neznamená, že nemůže být např OČ 102. Existují totiž paliva, která mají větší odolnost k detonacím než právě izooktan.Hodnota se pak zjišťuje interpolací. Jako antidetonátory se dřív používalo TEO (tetraetylolovo), které u motorů s netvzenými sedly plnilo zároveň funkci „mazaní“ ventilových sedel. V dnešní době je pro starší motory s litinovou hlavou určen Special, který obsahuje draslík. TEO ovšem by samo ulpívalo na svíčce a zkratovalo by ji tak se musely používat vynašeče na bázi bromu a chloru. Každý motor má svůj oktanový nárok a palivo s nižším OČ může způsobit detonace.

 

Směs

Jelikož je hoření oxidační proces tak je zapotřebí adekvátní množství kyslíku k danému objemu benzínu. Teoretické množství vzduchu potřebné ke spálení paliva je (8/3C+8H-O)/0,231 kde C,H,O jsou hmotnostní podíly v palivu a 0,231 je obsah kyslíku ve vzduchu. Vychází to tedy zhruba na 1kg benzínu je zapotřebí 14,8kg vzduchu. Pokud je směs v tomto poměru potom se součinitel přebytku vzduchu ?=1. Pro směsi chudé je ?>1 a bohaté ?<1. Rozsah zápalnosti benzínu je ?=0,5-1,3. Při provozu na chudou směs se motor špatně chladí (velké množství tepla odebírá změna skupenství z kapaliny na plyn), snižuje se znatelně výkon a poněkud klesá spotřeba.

Special 91 Natural 95 Super plus 98 OČ-výzk. metoda 91 95 98 OČ-mot. metoda 82 85 88 hustota při 15°C [kg/m3] 725-775 725-775 725-775 oxidačí stabilita [min] 360 360 360

Časté dotazy

Můžu používat bezolovnatý benzín 95 místo olovnatého Specialu?
Pokud má motor hliníkovou hlavu tak má i tvrzená sedla ventilů, která nevyžadují "mazání" olovem a tudíž je možno používat bez přidání aditiv naharzujících olovo.Výrobce předepisuje Super (myšleno u starých motorů)-co mám používat?
Jelikož není náhrada benzínu Super který měl dříve 96 oktanů běžně k dostání lze používat Natural 95. Na některých stanicích je i benzín Natural 98 který je taky vhodný. Každý motor má svůj oktanový nárok, který je vysoký při novém motoru díky těsnosti a tím pádem vyšší kompresi. V důsledku opotřebení oktanový nárok klesá. I Natural 95 má prakticky stejné okt. číslo jako dřívější Super 96. Pokud náhodou se objeví samozápaly je nutné zkontrolovat množství karbonu ve spal.prostoru a správný tepelný rozsah svíčky.

Vyplatí se používat Shell V-power popř. jiná vysokooktanová paliva?
Z mýho pohledu ne. Jednak je velký rozdíl v ceně a pokud motor není upravován tak mu stačí benzín o oktanovém čísle předepsán výrobcem. Čistící schopnost těchto paliv se projevuje zhruba při ujetí 2000km. Jarda Douša na své GSX-R 1100 naměřil při V-power o 3 koně míň než při použití Naturalu 95. Samozřejmě že na výkon má vliv tlak a teplota nasávaného vzduchu, teplota spalovacího prostoru a spousta dalších činitelů, ale i tak se o markantním nárustku výkonu při změně paliva nedá mluvit. Čím vyšší otáčky a kompresní poměr tak je nárůst vyšší. U R6 to dělá (dle Motrradu) +2PS. Článek včetně grafů najdeš na www.lpx.cz

 

Použitá literatura:

Spalovací motory I - Milan Štoss (dost dobrý)Paliva a maziva - Antonín DykPříručka pro automechaniky - Klůna, KošekTechnická rukověť motocyklisty - Janeck, Nepomuck