Виктор Балабанов - Автомобильные присадки и добавки
Марганецсодержащие присадки разлагаются на свету с потерей антидетонационных свойств. Оксиды марганца оседают на свечах зажигания и быстро приводят к их отказу. В то же время эти отложения менее стойки и могут быть удалены обыкновенными топливными очистителями.
Наряду с высокой эффективностью марганцевых антидетонаторов, применение их ограничено из‑за вредного влияния на окружающую среду и ресурс двигателя, так как сам марганец ядовит. Однако, если сравнивать тетраэтилсвинец и марганцевые антидетонаторы, то их токсичность ниже почти в 300 раз.
Что касается медьсодержащих присадок, то к их недостаткам следует отнести склонность к образованию отложений в двигателях, поскольку их производные окисляют компоненты топлива и загрязняют оксидами агрегаты топливной системы.
Для металлсодержащих присадок, используемых в различных видах топлива для дизелей и карбюраторных двигателей, подбираются соответствующие растворители — гели, которые обеспечивают полное смешивание компонентов.
В России и за рубежом при производстве высокооктановых бензинов широко применяют добавки на основе N — метил — анилина, такие как монометиланилин (ММА), АДА, Экстралин, разработанные на Комсомольском и Ачинском НПЗ.
Вследствие достаточно высокой агрессивности антидетонационных компонентов по отношению к уплотнительным устройствам, значительного нагарообразования в камере сгорания, особенно на свечах и выпускных клапанах, концентрация их в бензинах ограничена. При этом повышение октанового числа от концентрации антидетонатора не имеет линейной зависимости, поэтому для каждой присадки существует оптимальное значение концентрации.
Таблица 16. Характеристика основных видов антидетонационных компонентов
С применением антидетонаторов разрабатываются присадки в различных концентрациях и композициях, которые выпускаются на основании специальных технических условий и допускаются к применению Межведомственной комиссией после проведения соответствующих испытаний (табл. 17).
Таблица 17. Антидетонационные присадки и добавки к автомобильным бензинам
Во время второй мировой войны немецкие истребители Bf -109 E -7/ Z стали первыми самолетами, оснащенными системой форсажа на основе закиси азота (N2О). Закись азота впервые была получена химиком Джозефом Пресли. Этот бесцветный газ со слабым приятным запахом и сладковатым привкусом, который известен как «веселящий газ», более 150 лет использовался в медицине в качестве наркоза. При длительном вдыхании он вызывает чувства эйфории и веселья, которые позже переходят в тошноту и дезориентацию.
Известно, что в цилиндре сгорает не чистое топливо, а топливно — воздушная смесь. Для горения бензина необходим окислитель (кислород). Так вот, при температуре 300 °C закись азота разлагается на составляющие (азот и кислород). При этом выделяется в 2,5 раза больше кислорода, чем его содержится в том же объёме подаваемого в камеру сгорания чистого воздуха. Это позволяет существенно увеличить количество высвобождаемой энергии, а следовательно, развиваемую двигателем мощность. Применение закиси азота может дать прирост мощности до 30 %.
Однако с приходом в авиацию реактивных двигателей надобность в подобных системах отпала. Впрочем, ещё долгое время после войны они оставались государственной тайной. Только лишь с 1970 года закись азота стала применяться в гоночных автомобилях, которая выпускалась в стационарных баллончиках, а они, в свою очередь, устанавливались на автомобиль как дополнительная система.
В условиях высоких нагрузок и скоростей гоночных трасс эти и другие подобные препараты проходили интенсивные эксплуатационные испытания, а затем, если они показывали хорошие результаты, попадали в розничную торговлю для широкой продажи уже в качестве профилактических или автотюнинговых средств.
Примером такой разработки может служить серия любительских препаратов под торговой маркой NOS (Nitrous Oxide Systems), выпускаемых американской химической компанией P ermatex Inc . Составы содержат новейшие разработки на основе соединений азота (Nitrometan — нитрометан, Powertane — закись азота).
Октан — корректоры рекомендуется иметь в химмотологической аптечке автомобиля и применять в качестве профилактического средства для двигателя и топливной системы через каждые 3000…5000 км, а также в случае применения топлива ненадлежащего качества или при подготовке автомобиля к техническому осмотру.
Содержимое флакона заливается в бак перед полной заправкой топливом. При этом октан — корректор бензина в режиме интенсивного городского движения автомобиля (область невысоких частот вращения вала двигателя и нагрузок, при которых двигатель работает 70….90 % времени) способствует: повышению эффективности горения топлива; увеличению крутящего момента двигателя; снижению расхода топлива (до 12 %); стабилизации холостого хода; снижению токсичности отработавших газов автомобиля (СО, СН) и т. д.
При относительно низких частотах вращения вала двигателя (до 2500…3000 мин-1 в диапазоне нагрузок 0,28…0,8 МПа) снижение удельного эффективного расхода топлива достигает 3…12 % при одновременном уменьшении выбросов углеводородов СН на 6…70 % и оксида углерода СО на 5…80 %.
На повышенных скоростных режимах работы двигателя (более 3500 мин-1) и при полностью открытой дроссельной заслонке влияние препарата на энергоэкономические показатели двигателя незначительно. Однако на этих режимах получено снижение эмиссии углеводородов СН на 50 % и более.
Можно прогнозировать (в связи с особенностями действия препарата на процесс горения) наибольшую их эффективность при работе автомобильного двигателя в условиях городского движения.
Графическое изображение необходимости в автохимической тюнинговой обработке и ее технической эффективности представлено на рис. 23. Необходимость проведения тюнинговой обработки чаще всего продиктована не столько низкими свойствами применяемого топлива или состоянием двигателя, сколько стремлением добиться высокого скоростного движения и повышения мощности двигателя, например, при спортивном стиле езды. Повышение (или сохранение) межремонтного ресурса двигателя и автомобиля в этих случаях чаще всего является не обязательным или вообще не рассматривающимся требованием, поэтому показанием к такой обработке чаще служит не техническое состояние двигателя или автомобиля в целом, а субъективный фактор. В связи с этим автохимический тюнинг осуществляется задолго до наступления состояния, характеризующегося положением W отк — показателем отказа, при котором объект становится неработоспособным.
Рис. 23. Графическая иллюстрация автохимического тюнинга автомобиля: W отк — показатель наступления неработоспособного состояния (отказа) объекта; Wт — показатель объекта после одноразового автохимического тюнинга; ∆ W — эффективность автохимического тюнинга; Тт — точка проведения операций автохимического тюнинга; Трт — межремонтный ресурс двигателя после автохимического тюнинга
Так, использование препарата NOS ® Octane Booster Racing Formula американской фирмы Permatex Inc., п о данным журнала «Потребитель», позволило повысить мощность двигателя на 5,6 кВт, а крутящий момент на 13 Н×м. В настоящее время, в результате применения такого препарата, создающего в сочетании с бензином холодную, плотную, насыщенную кислородом топливно — воздушную смесь, достигается увеличение октанового числа топлива на 7 единиц, повышение мощности двигателя и продление его срока эксплуатации. Всё это позволяет использовать такие препараты, как высокоэффективное любительское средство автохимического тюнинга автомобиля.
В то же время, эффективность мероприятий автохимического тюнинга зависит от начального технического состояния автомобиля, применяемого препарата и технологии введения добавок, качества проведения ремонтно — восстановительных работ и ряда других причин.
В многофункциональные присадки и добавки вводят моющие, антиокислительные, антикоррозионные и другие компоненты.
Следует иметь в виду, что химический состав высокооктановых бензинов, поступающих в продажу и даже соответствующих отечественным стандартам, не обеспечивает сохранение их потребительских свойств в течение длительного срока хранения, в связи с чем октановое число таких бензинов постепенно снижается. Например, бензины с ферроценовыми добавками крайне нестабильны (после суток хранения начинается их выпадение в осадок), поэтому в пятницу или предпраздничные дни, когда наблюдается наибольший спрос, существует наибольшая вероятность заправиться таким бензином, чем и пользуются недобросовестные фирмы. Особенно это касается областных контейнерных заправок, имеющих малые объемы продажи топлива и выживающих за счет относительно низкой цены.
