О гоночном бензине. Кому и для чего он нужен?

93-ий бензин ещё совсем недавно был обычным требованием для самых динамичных отечественных машин с ладьёй на решётке радиатора. Теперь всё изменилось – более востребованным стала 95-ая марка. Но иногда транспортные средства требуют и 98-ого, особенно это актуально для машин, у которых есть наддув. Тут нет ничего сложного. Более современные и продвинутые типы моторов требуют более высокого октана.

Но есть и дизтопливо летнее, способное похвастаться большим октановым числом. Даже 110 не является пределом. Что уж говорить о вариантах на 102 и 106. Но такие составы не продаются на обычных заправках, их можно приобрести только в специализированных магазинах. Но нужно более подробно разобраться в том, что именно даёт высокое октановое число. И к каким результатам оно может привести.

Начинаем сравнение

В нашей стране предлагается не такой уж большой выбор бензинов с числом в 102. Но мы должны решить аналитическую, а не сравнительную задачу. Нам необходимо понять, откуда именно берётся эффект, что он значит. Двух сортов топлива для этого должно хватить.

В нашем случае мы сравниваем «француза» с русским. В частности, ELFLMSАИ-102 и ТОТЕК Торнадо С-102. АИ-98-К5 берётся в качестве эталона.

Сначала стоит отметить, что октановое число на практике оказалось чуть ниже заявленного 102. На самом деле, оно находится в пределах 101,6-101,8. Разработчики и сами обращают на это внимание.  И говорят о том, что они сделали это специально, чтобы не выйти за максимальные значения, установленные FIA. С ОЧМ или октановым числом по моторному методу ситуация складывается примерно так же. До нормированных 90 единиц не дотягивает, хотя разница и небольшая.

Содержание связанного кислорода в бензинах 102 марки тоже больше. В ELF его нашлось 2,6%, а в составе ТОТЕК Торнадо -2,9%. Кроме того, оба вещества прошли углеводородный анализ. Его результаты показывают, что в ТОТЕКе больше углеводородов ароматического типа. Это значит, что его теплотворность должна быть достаточно высокой. Азотсодержащие соединения удалось обнаружить в ELF, хотя их общее количество не выходит за пределы нормы.

В общем и целом можно сказать, что оба варианта соответствуют требованиям FIA по отношению к спортивным бензинам. Так же, как в своей сфере требованиям отвечает 95 бензин. Москва – один из городов, где легко достать практически любую марку.

Переходим к моторным стендовым испытаниям

Они нужны нам для того, чтобы ответить на два основных вопроса. Например, что получится, если на модели, изначально предназначенные для октановых чисел 95-98, поставить 102-ой вариант? И что на счёт реакции заряженных версий на такие изменения?

ВАЗ-21126 – обычный шестнадцатиклапанник со штатной системой управления, который был установлен на стенд для первого заезда. Изменение в расходе топлива и мощности двигателя – характеристики, которые интересовали специалистов больше всего.

В народе до сих пор ходят слухи, что можно спалить клапаны, если использовать слишком высокое октановое число. Причина в том, что отработанные газы поддерживают слишком высокую температуру. Потому стоит контролировать и эту величину.

Эксперты проверяли, как работает транспортное средство сразу на трёх марках бензина. Особой разницы между показателями двигателей замечено не было. По сравнению с обычным АИ-98, характеристики улучшаются, но всего на полтора-два процента. И это может быть связано с небольшой погрешностью в замерах, которой не избежать в любом случае. В пределах погрешности лежало и изменение в температуре.

О каких ещё выводах можно говорить?

Теплотворная способность топлива существенно снижается из-за большего содержания кислорода. Но величина сразу восстанавливается благодаря несколько большему содержанию ароматики. Полноту и «скорость» сгорания повышает ещё и «внутренний окислитель». Позитив и негатив компенсируют друг друга, улучшение происходит, но остаётся негативным. Пока никаких интересных изменений не дал нам ни один бензин. Прайс — лист, скорее всего, от этого тоже зависеть почти не будет.

А вот при повторении цикла сравнительных испытаний нафорсированных двигателей результаты оказались более любопытными. Главные характеристики в данном случае – увеличенной с 11 до 12 степенью сжатия, клапанами и доработанной головкой цилиндров. Были внесены некоторые корректировки и в программу управления. Специалисты именно под спортивное топливо настроили угол опережение зажигания, подачу топлива вообще.

Когда на заряженный мотор поставили обычный 98-ой бензин, результаты оказались не самыми лучшими. Детонация мгновенно проснулась при полном дросселе. Пришлось сбрасывать обороты, поскольку обычный датчик с такой ситуацией уже не справлялся.

Зато вполне подошли 102-ые. По сравнению с базовым моментом, крутящий момент добавился на 12-17 процентов. В зоне между 3-4,5 тысячами оборотов в минуту можно было наблюдать максимальный прирост. Отчасти это связано с тем, что педаль можно давить в пол, когда используется 102-ой. Но при98-ом у неё ещё остаётся определённый запас хода.

В чём разница между спортивными и обычными бензинами?

Технический регламент Таможенного Союза 013\2011 определяет основные требования к обычному бензину, реализация которого разрешается на территории нашего государства. В странах Европы основные требования другие – там используется стандарт EM-228-2013. Ограничения, в основном, касаются параметров, способных оказать влияние на экологию. Например, содержание серы и бензола, количество оксигенов и углеводородный состав. Металлосодержащие детонаторы и метанол запрещены, то же самое касается марганца, железа и свинца.

Дополнительные ограничения вводятся по отношению к спортивным сортам. FIA-международная автомобильная федерация, представители которой и формулируют главные требования, действующие в этом ограничении. В её общих предписаниях этому вопросу посвящена статья 252-2009 пункта 9 приложения J.

По этим требованием, допускается применение только коммерческого спортивного топлива. Это значит, что производиться оно должно только на легальном НПЗ. Потому нельзя использовать всевозможные инновационные смеси, которые по своей сути, не являются бензином. Потому никто не отменял нормы EN 228.

После этого можно говорить об «антидопинговой справедливости». Для моторов можно использовать различные допинги, чтобы на ровном место получить улучшенные характеристики. Всё так же, как и у обычных людей. Речь идёт о разных типах присадок, интенсифицирующих сгорание. Либо применяются окислители на базе оксидов водорода и азота, связанные топливом. Закись азота в этом направлении является одним из самых популярных решений. Если какие-либо компоненты внутри машины не относятся к классу углеводородов, их применение запрещается.

На какие характеристики ещё стоит обратить внимание?

Азота в таких составах по общей массе должно содержаться не более 0,5. Нитрооксидов и пироксидов тоже должно быть как можно меньше. Но зато с допуском связанного кислорода не возникает никаких проблем. В обычном бензине допускается его содержание до 2,7 процентов, а в спортивном – до 3,7.

У обычного топлива предельно допустимое значение давления насыщенных паров может достигать 80 кПа, а у спортивного – 90 кПа. Ведь высокое октановое число появляются не просто так. Нужно использовать больше компонентов, которые способствуют повышению данной характеристики. А это вещества из группы оксигенатов, то есть, эфиры и спирты. При добавлении таких компонентов содержание связанного кислорода увеличивается, как и давление насыщенных паров.

С одной стороны, это ведёт к тому, что появляются некоторые противоречия между требованиями EN 228 и TPTC. С другой стороны стоят требования, установленные именно для спортивных бензинов. Но без этого противоречия на практике становится невозможно добиться соответствующих результатов.

Диапазон изменения октановых числе в спортивных бензинах нормирован. В диапазоне между 95 и 102 единицами может лежать ОЧИ или октановое число по исследовательскому методу. На уровне 85-90 единиц должно находиться октановое число по методу моторному или ОЧМ. С этой точки зрения в качестве спортивного может рассматриваться и обычный АИ-95. Но специалистов больше всего заинтересовала верхняя граница показателей, которая продолжает увеличиваться.

О полученных выводах

Мотор увеличивает свою тягу не из-за бензина, который в нём используется. Дополнительный крутящий момент присутствует, но не более пары процентов. Гораздо более серьёзные настройки появляются, когда изменяется степень сжатия, фазы газораспределителя и опережение зажигания в двигателе. Именно такие действия и позволяют создать максимальное октановое число.

Чтобы добиться большего эффекта, необходимо как можно больше подбираться к зоне детонации. При полном дросселе стараются сделать так, чтобы двигатель оказался рядом с этим верхним пределом, не пересекая его.

Кто и какой октан должен использовать?

Октановое число – показатель того, насколько двигатель способен противостоять детонации. Если по цилиндру сгорание происходит правильно, то фронт пламени от свечи движется со скоростью примерно в 30-60 м\с. Здесь развитие можно назвать плавным и спокойным, предсказуемым. Волна детонации устремляется на встречу нормальному фронту пламени, как только где-то происходит взрывное самовоспламенение топлива. Скорость этой волны может быть больше скорости звука.

Для деталей клапана такое положение дел вызывает катастрофические последствия. Максимальное значение давления в цилиндре – главный показатель, определяющий предел детонации.