PALIWO SILNIKOWE - BENZYNA

 

Technologia produkcji

Ropa jest naturalną oleistą cieczą składającą się z węglowodorów ciekłych i gazowych, zawierają rozpuszczalne bituminy stałe i niewielką domieszkę związków organicznych z tlenem, siarką i azotem. Rozdziela się ją na poszczególne składniki (frakcje) metodą destylacji. Benzyna otrzymana w ten sposób jest mieszaniną węglowodorów, zawierających 5-12 atomów węgla w cząsteczce o temperaturze wrzenia 40-200oC.
Ilość pożądanego produktu - benzyny, otrzymana w procesie destylacji jest zbyt mała. Dlatego, aby maksymalnie wykorzystać surowiec, wynaleziono technologię przerobu cięższych frakcji na benzynę. Jest to kraking (ang.crack - rozrywać). Benzynę poddaje się również uszlachetnianiu w procesach izomeryzacji oraz aromatyzacji, aby zwiększyć udział izomerów o strukturze rozgałęzionej, a także udział cykloalkanów i węglowodoró aromatycznych.

Parametry opisujące zachowanie benzyny podczas spalania

Najważniejszym parametrem opisującym zachowanie się benzyn podczas spalania mieszanki jest liczba oktanowa, charakteryzująca zdolność paliwa do spalania bezstykowego. Do utworzenia skali liczby oktanowej wykorzystano dwa węglowodory:
Badanie liczby oktanowej prowadzi się w silniku jednocylindrowym o regulownym stopniu sprężania w ten sposób, że zwiększa się stopień sprężania mieszanki benzynowo-powietrznej aż do wystąpienia detonacji. Następnie w taki sam sposób bada się paliwa wzorcowe, czyli mieszaniny izooktanu i n-heptanu w różnych proporcjach. Jeśli dla danej mieszanki wzorcowej spalanie detonacyjne (stukowe) rozpoczyna się w tych samych warunkach, co badanego paliwa, to paliwo ma liczbę oktanową taką, jak mieszanka wzorcowa. Na przykład, jeśli badane paliwo zachowuje się tak samo jak mieszanka o składzie 95% izooktanu i 5% n-heptanu, to paliwo ma liczbę oktanową LO=95.
Ze względu na zawartość w benzynach węglowodorów o różnej lotności przy raptownych zmianach warunków pracy silnika (uruchamianie, nagłe przyspieszanie) następuje w cylindrze segregacja paliwa na cześć odparowaną (bardzo lotną) i część ciekłą. Liczba oktanowa lekkich frakcji jest na ogół niższa niż pozostałej części paliwa, stąd wystąpić może zagrożenie spalaniem stukowym. Właściwości paliwa w takich sytuacjach opisuje liczba oktanowa frontalna (LOF). Im mniejsza jest różnica między liczbą oktanową standardową, a liczbą oktanową frontalną, tym lepsze jest paliwo. Tak więc benzyny o tej samej standardowej liczbie oktanowej mogą różnić się - różnica ta jest szczególnie odczuwalna przy sportowej jeździe.
W przeszłości podstawowym dodatkiem, który zwiększał liczbę oktanową benzyn i poprawiał jej własności były związki ołowiu - czteroetyloołów i czterometyloołów. Ze względu na szkodliwość związków ołowiu, które sa emitowane ze spalinami, benzyny ołowiowe (etyliny) są zastępowane benzynami bezołowiowymi. Obecnie zamiast ołowiu stosuje się związki tlenowe, głównie alkohole i etery.
Ze względu na ochronę środowiska istotnym parametrem jest zawartość węglowodorów aromatycznych. Związki te podwyższają liczbę oktanową benzyny, ale w procesie spalania powstają z nich kancerogenne produkty. Dlatego ilość związków aromatycznych w benzynach jest ograniczona. Dobre paliwo powinno pozbawione być wody oraz siarki, która powoduje korozję metalowych części układu paliwowego.

Normy

Od dawna dążono do ujednolicenia jakości paliw w całej Europie. Skutecznie udało się tego dokonać od 1993r, stosując europejską normę DIN EN 228. Określa ona m.in. gęstość paliw, zawartość ołowiu, siarki, benzolu i kwasów oraz liczbę oktanową i oddziaływanie korozyjne.

Najczęściej zadawane pytania:

Czy można stosować paliwo bezołowiowe w starszych konstrukcyjnie silnikach?
Od początku lat 80-tych wszyscy producenci wprowadzili poprawki w głowicach, tak aby można było stosować paliwa bezołowiowe. W przypadku, gdy nie jesteśmy pewni, czy konstruktor dopuścił możliwość stosowania paliwa bezołowiowego, można benzynę bezołowiową tankować co drugi bak bez obawy o możliwość wypalenia gniazd zaworowych. Zamiast etyliny stosuje się obecnie paliwo uniwersalne U-95 z dodatkami smarnościowymi (antyrecesyjnymi) w postaci związków potasu lub sodu.
 
Ilu oktanową benzynę stosować?
Na całkowity koszt eksploatacji duży procent stanowi paliwo. Należy mieć świadomość tego szczególnie przy wyborze wymarzonego motocykla. Niektórzy producenci zalecają stosowanie tylko paliwa wysokooktanowego (super, LO98), co znacząco podwyższa koszty eksploatacji. Japońscy producenci w większości wymagają paliwa o LO powyżej 91. Tak postępują we wszystkich przypadkach: Honda, Yamaha; Inni producenci w większości: Suzuki (oprócz np: GSX-R750), Kawasaki (oprócz np: ZX-9R, VN1500FI), Cagiva (oprócz Navigator 1000). Jeszcze inni dopuszczają wyłącznie benzynę LO98: BMW, H-D, Ducati, Aprilia, KTM, MotoGuzzi, Triumph (najmowsze modele BMW maja uklad adaptacyjny, ktory zmienia parametry wtrysku z dostosowaniem do aktualnej liczby oktanowej paliwa). Jeżeli w instrukcji zaznaczono, aby stosować wyłącznie benzynę RON98 to zastosowanie paliwa o liczbie oktanowej 95 może spowodować nieodwracalne uszkodzenie silnika, włącznie z wypaleniem dziur w tłokach (spalanie stukowe - objaw: charakterystyczne grzechowanie przy jeżdzie na pelnym gazie).
Czy stosować filtr paliwa?
Wstępny filtr paliwa znajduje się w każdym kraniku paliwa i gaźniku. Niektórzy producenci stosują fabrycznie filtr paliwa, lecz w większości nie jest on wymagany. Bezwzględnie należy stosować filtr paliwa w silnikach zasilanych układem wtryskowym.
 
Co z benzyną uniwersalną?
Benzyna o nazwie uniwersalna U-95 posiada wszystkie własności konwencjonalnej benzyny bezołowiowej Eurosuper 95. Nowością w U-95 jest dodatek antyrecesyjny, w postaci organicznych związków potasu, który zastępuje ołów, spełniając rolę dodatku smarnościowego zabezpieczającego gniazda zaworowe przed nadmiernym zużyciem. Ma ona walory benzyny LO-95, czyli nie powoduje zatrucia naturalnego środowiska związkami ołowiu. Jest ona substytutem etyliny 94, ale jest paliwem ekologicznym, jest mieszalna w każdej proporcji z etylinami i można ją stosować przemiennie z etyliną 94. Benzyna U-95 została po raz pierwszy wprowadzona do obrotu w Polsce w lutym 1996r.
 
Liczba oktanowa: MON i RON?
Liczba oktanowa jest miarą odporności paliwa na spalanie stukowe. Im jest wyższa, tym paliwo jest w stanie wytrzymać wyższe ciśnienie sprężania czy doładowania. Stąd paliwa wysokooktanowe stosuje się głównie do silników o wysokiej mocy jednostkowej. W Europie powszechnie oznacza się paliwa za pomocą RON (Research Octane Number). Popularne paliwa mają wtedy liczby oktanowe 91, 95, 98 oraz 100 oktanów. W USA stosuje się liczbę oktanową wg MON (motor Octane Number), która jest o około 10 niższa niż RON. Jeżeli w instrukcji, na naklejce modelu amerykańskiego znajdziemy zalecenie MON-85, oznacza to, że w Europie pojazd powinien jeździć na paliwie 95 oktanowym (MON85=RON95).
ROZ MOZ
91 82,5
95 85
98 88
 
Czy stosowanie benzyny 98 zamiast 95 poprawi osiągi pojazdu?
W przypadku przystosowania pojazdu do pracy na benzynie RON95 nalanie paliwa wysokooktanowego przyniesie najwyżej poprawę samopoczucia. Paliwo o wyższej liczbie oktanowej ma często mniejszą wartość energetyczną (40,3MJ/kg dla RON98 i 41MJ/kg dla RON95), stąd pojazd nieprzystosowany do niego może go więcej spalać. Tylko pojazdy, w ktorych zastosowano układ zapłonowy adaptujący się do liczby oktanowej paliwa i odpowiednio zmieniający kąt wyprzedzenia zapłonu mogą pracować wydajniej na paliwie wysokooktanowym.
Oznacznia:
RON91=LO91=Normal
RON95=LO95=Super
RON98=LO98=Super Plus

Wpływa paliwa na elementy silnika

 

literatura: 
Technika Motoryzacyjna 10/2000, 
Motomagazyn 2/1999, 
Świat Motocykli 9/2003   

Powrót do strony głównej