Wiele osób chcąc zrobić dobrze leje do swoich aut paliwo 98 oktanowe jednak czy faktycznie warto?

Po pierwsze co to jest oktanowość? Nie będę cytował tu wikipedii czy innych encyklopedii, tylko powiem łopatologicznie - to zdolność paliwa do samozapłonu (spalania stukowego). Im wyższa liczba oktanowa - tym możemy mieszankę paliwowo-powietrzną bardziej sprężyć i się nie zapalli w wyniku jej zwiększonej temperatury (o tym w przykładzie poniżej).

Jak to wygląda w rzeczywistości?

Wzór na moc silnika zależy m.in. od kilku parametrów - od prędkości obrotowej, tzw. ciśnienia indykowanego i objętości. Tuningować można wszystkie te 3 parametry :
a) Prędkość obrotową można zwięszyć przez zmiany rozrządu
b) Objętość, przez rozwiercenie cylindrów, zwiększenie skoku tłoka
c) Ciśnienie indykowane - np. przez doprężenie silnika czyli wymianę tłoków, planowanie głowicy, cienką uszczelkę pod głowicą, czy doładowanie. Tu mamy duże pole do popisu.

Jeżeli auto ma w instrukcji Pb95 to mówiąc krótko lanie Pb98 obniży naszą moc, ale za to auto będzie chodziło ciszej. Dlaczego? Po pierwsze benzyna Pb95 i Pb98 wychodzi z tego samego paliwa. Czysta benzyna ma oktanowość na poziomie 70, dopiero przez dodawanie różnych dodatków jej oktanowość dobija do 95 czy 98 czy 100 czy więcej. O ile w przypadku benzyny 95 ilość dodatków jest na poziomie ok 1.1% o tyle w przypadku 98 to już 1.3%. Zatem mniej benzyny w benzynie

Im wyższa oktanowość tym paliwo się wolniej spala w jednostce czasu, stąd efekt - "Zalałem 98 i lepiej chodzi i pewnie mniej pali" - może i lepiej ale wyniki z hamowni jasno mówią o spadku mocy i momentu w całym zakresie (update później). Pali mniej, jednak jak przekalkulujemy sobie to na cene paliwa (Różnica 95 vs 98) to i tak jesteśmy na minusie.

To po co właściwie jest paliwo wysokooktanowe?

Zacznijmy od aut wolnossących. Właściwie nie ma na rynku aut wolnossących, które by musiały tankować paliwo 98 oktanowe. Wyjątkiem jest tuning. Przyjmijmy, że aby auto potrzebowało paliwa 98 oktanowego jego stopień sprężania musi wynosić ok 12:1. Zwiększenie stopnia sprężania z ok 11:1 (standard dla Hondy Type-R) do 12.5:1 daje wzrost mocy i momentu o ok 6% w aucie wolnossącym. O ile przy 100KM różnica prawie żadna (a paliwo droższe) o tyle przy 300KM różnica jest już spora, tyle, że jedynym wyjątkiem z aut oferowanych na rynku jest model Hondy Type-R, który ma silnik wolnossący zdolny produkować takie moce i który nota bene został zabity przez EURO5. O autach rajdowych w specyfikacji S2000 itp nie wspominam, bo tam to kolejna inna bajka.

Bardzo często w autach z doładowaniem (Golf GTi, Subaru Impreza, Lancer Evo) jest napisane, że zaleca się Pb98 i tam faktycznie jest różnica. Dlaczego? Dlatego, że te auta są wyposażone w doładowanie, które "sztucznie" zmienia (zwiększa) stopień sprężania w zależności od ciśnienia doładowania (to pojęcie kompresji często mylonej ze stopniem sprężania - ja na to mówie "sztucznie" zmieniony stopnień sprężania). Podkreślam sztucznie, bo stopień sprężania jest wartością stałą i określa stosunek objętości skokowej silnika + objętość komory spalania do objętości komory spalania, a tak naprawde przy doładowaniu zwiększamy współczynnik napełniania, który jest również odpowiedzialny za wygenerowanie większego ciśnienia na tłok. Podajemy po prostu więcej powietrza i więcej paliwa w tej samej objętości, a pod wpływem doładowania powietrze jest mocno "skompresowane", więc de facto w doładowanych autach spreżamy wcześniej spręzoną mieszankę paliwowo-powietrzną.

Pamiętajmy, że im bardziej sprężona mieszanka, tym większa jej temperatura w myśl podstawowego prawa fizyki :

p*V/T = const (p=ciśnienie, V=objętość, T=temperatura)

Przykład :

O ile V=const (objętość skokowa się nie zmienia) to mamy zależność p1/T1 = p2/T2 (p w Pa, T w K). Załóżmy, że auto generuje ciśnienie pod wpływem sprężania na poziomie 1000kPa i przy tym ciśnieniu daje temperature 500*C + 273 = 773*K

Zwiększając ciśnienie do poziomu 1300kPa jaka będzie temperatura?

Skoro p1=1000kPa, T1 = 773*K, p2=1300kPa to T2=p2*T1/p1 = 1005*K = 732*C więc blisko 250*C więcej.

Nie możemy więc w nieskończoność zwiększać ciśnienia (przez zwiększanie stopnia sprężania czy współczynnika napełniania) bo blok i tłoki nam popłyną.

Kąt wyprzedzenia zapłonu :

Ważna rzecz, która pomoże nam zrozumieć pewną zależność. Każdy sobie może sprawdzić w wikipedii co to jest. W rzeczywistości każdy silnik ma inny kąt wyprzedzenia zapłonu (powiązany ze stopniem sprężania) i zawsze jest on optymalny. Bardzo upraszczając, zazwyczaj są 3 wartości które generują maksymalną moc i moment, które są po sobie (np 30,31,32 stopnie). Zmniejszenie kąta do np 28 powoduje, że tracimy moc i moment. Zwiększenie do 35 powoduje, że też tracimy moc i moment. Dodatkowo może sie okazać, że przy 34 stopniach na Pb95 paliwo się samo zapala i jest spalanie stukowe. Na tym przykładzie widać, że skoro paliwo Pb95 wytrzymuje kąt 34 stopnie, a maksymale osiągi są przy 30,31 i 32 to po co lać Pb98?

OK, do rzeczy - to jak jest przy autach doładowanych?

Każde auto benzynowe zapala mieszankę w odpowiednim momencie - tzw. kąt wyprzedzenia zapłonu. Jeżeli zalejemy do Golfa "R" paliwo 95 oktanowe komputer będzie potrafił to rozpoznać i zauważy, że zbliżają się do wartości zapłonu X nasz silnik zacznie stukać, więc wycofa zapłon o np X-5 stopni. Niestety tu się okazuje, że na paliwie 95 oktanowym nasze auto przy doładowaniu np 1 bar musi jechać na zapłonie np 20 stopni i więcej nie da rady. Efekt? Wjezdzamy na hamownie i mamy 270KM i 350Nm np. Tankujemy Pb98 - komputer rozpoznaje, że może pozwolić sobie na więcej więc dochodzimy do wartości zapłonu X czyli w naszym przypadku 25 stopni. Okazuje się, że nasze auto zaczyna robić 290KM i 370Nm. Pomimo tego, że paliwo Pb98 jest "słabszym" paliwem mamy wzrost mocy i momentu. Dlaczego? Dlatego iż mogliśmy podnieść zapłon i sprężyć naszą sprężona przez turbinę mieszankę jeszcze bardziej zanim ją zapaliliśmy, pomimo tego, że jedziemy na paliwie słabszym Pb98 to możliwość większego jego sprężenia daje bardziej wymierne skutki.

Jak to wygląda w normalnych autach wolnossących?

Załóżmy, że mamy 1.6 w benzynie o mocy 100KM i stopniu sprężania 10:1. Przy takim stopniu sprężania wartość kąta wyprzedzenia zapłonu jest stała. Nie mamy wpływu na modyfikację ciśnienia na tłok (brak turbo) a co za tym idzie nie możemy podać dodatkowego sprężonego powietrza, więc nie możemy tym samym sztucznie zwiększyć stopnia sprężania. Załóżmy, że w tym silniku kąt wyprzedzenia zapłonu to 30 stopni i to jest optimum z punktu widzenia największej mocy i momentu. Lejemy więc Pb98 i co się dzieje? Absolutnie NIC, gdyż mamy za mały stopień sprężania aby to paliwo wykorzystać, zapłon będzie również przy 30 stopniach, bo komputer nie widzi powodu by w tym przypadku cofnąć zapłon (osłabić silnik) skoro przy Pb95 nie było spalania stukowego. A więc skoro przy Pb95 nie było to przy Pb98 tym bardziej nie będzie. Dodatkowo w Pb98 jest mniej benzyny w benzynie, wolniej się spala, więc mamy poczucie, że auto jedzie ciszej, ale niestety kilka koni ucieka.

Testy na hamownii pokazały, że przy Cinquecento Sporting z 55KM na Pb95 robiło się 52KM na PB98, ale szczegółowe dane wrzuce później.

Może coś pokręciłem, może pomyliłem, wszelkie komentarze mile widziane.

Pozdrawiam,
mgr inż. _F1le_