13. Detergensek, diszpergensek

Image

Folytatása következik a 12. cikknek. Ezen két kifejezéssel foglalkozunk ma. Minden oldalról megvilágítjuk az érthetõség kedvéért. Némi tallózással megmutatom az idõk folyamán milyen változó jelentõség övezte a kifejezés tartalmi oldalát. Vannak az üzemanyag adaléknak olyan komponensei, melyek direkt erre lettek kifejlesztve, és vannak melyek más pozitív tulajdonságok mellett ezt is tudják.

Általános értelmezések szerint, mind az üzemanyag, mint a folyadék viselkedésének, mind a hengerbe történõ termikus, expanzív vegyi folyamatok eredményében szerepet játszó detergens-diszpergens adalékokat régen egyben elemezték. A mai fejlesztések eredményeként a folyadék fázist tekintjük detergens, diszpergens adalékalkotó fajták összefoglaló tulajdonság módosítóknak. Történelemszerûen az üzemanyagok fejlõdési szintjének korai korszakában valóban a diszpergensekkel kezdõdött az fejadalékolás. Detergens adalékok elsõsorban gyûjtõnevet jelentenek. Több funkcióval, és több molekula formulával egységesítik. Ebben a néhány sorban áttekintjük a folyadék fázis fontosabb, mégpedig a címben szereplõ összetevõire, és hatásaira. Az üzemanyagok, és fõleg a motor benzinek égés elõtti tulajdonságai, mint folyadék minõsége bírt nagyobb jelentõséggel.

Igaz az akkori benzineknél könnyen megoldható volt a folyadék minõségi tartalma.

 

Detergensek benzinben elvárt hatásai:                         - tisztító

- oldatban tartó

- régen vízkicsapatás, (ma pont fordítva, diszergálás)

- kopáscsökkentés, ma már külön elvárási kör

- oxidálási ellenálás, korrózió gátlás,

- könnyû injektálhatóság, (párolgási együttható, viszkozitás,stb.)

- gyantásodás gátlása

- zavarosodás gátlás

- üledék gátlás

- gumi, mûanyag elemek megóvása, agresszivitás csökkentés.

 

Image Tisztító hatás:

A benzinnel együtt bekerülõ szennyezõdések, valamint a benzin és a felületek kölcsönhatásából eredõ kiválások eltávolítása a feladatuk. Osztható oldhatókra, és nem oldhatókra. Az oldatba hozott komponensekkel nem sok tenni való van. A nem oldhatók a tankszûrõbe, és az injektor szûrõkbe, és egyéb helyen lévõ üzemanyag szûrõkbe jelennek meg, ahonnan el kell távolítani. Fajtától függõen vagy a szûrõbetét cserével, lehetõség szerint a tisztításával oldható meg. Ha nem végezzük el, nem kap megfelelõ mennyiségû benzint a motor, esetlegesen szegény keverékkel üzemel, mely melegedéssel, és kipufogószelep károsodással járhat. A szerencsésebb esetekben, automatikusan letilt a rendszer, és nem akar gyári teljesítménnyel üzemelni a motor. Tehát nem adja le a kívánt teljesítményt.

Tisztító hatásként a tankba kezdi az adalék komponens a hatását. Minden benzinnel érintkezõ felületre érvényes a tisztító jelleg. Jótékonyan hat a benzin pumpára, a benzin vezeték rendszerre. A visszacsapó szelepeknél is hasznos, valamint a benzin injektor és ellátó szerkezeteinél is létkérdés a tiszta belsõ felület. A tökéletes porlasztási képet befolyásolja, az injektorok állapota, ebbõl következõen pedig a fogyasztási értéket.

Régebbi karburátoros motoroknál pedig az ülepedés, a gyantásodás, lerakódások okoznak kárt, hisz nyitott benzin rendszerrõl van szó! Továbbá a fúvókák állapota is függ a hengerek tökéletes vákuumos, benzin beporlasztásáról. A benzin, párolgási együtthatója miatt, fokozott figyelemmel kell lenni, az üzemanyag mindig tartalmazzon detergens, és diszpergens adalék komponeseket.  Ezek szavatolják a folyamatos tisztántartását az üzemanyag rendszernek.

 

ImageOldatban tartó komponensek:

Fontos tulajdonsága a benzinnek. Mintegy 400 körüli benzint alkotó molekulafajta közül mindig akadnak olyanok, melyek nem férnek össze. Izomer változatokból, energetikai szintjeikbõl, és számos tulajdonságukból eredõen egymással kölcsönhatásba lépnek. A végeredmény a kiválás, ülepedés, káros átalakulások, melynek eredménye ként szilárd alkotók válnak ki a benzinbõl. Természetesen ezekhez idõ, és körülmény kell. A benzinek kezelése, gépjármûben lévõ környezeti hatása igen változó. Gondoljunk arra, hogy nagyon széles hõmérsékleti intervallumot kell elviselnie. A téli mínusz 20 fokos hidegtõl, a motor közeli beinjektálási hengerfej 100fok fölötti hõmérséklet tartományig. Továbbá a nyomásértékek változása is az állandó kiválásra sarkallja a komponenseket. Ezt kell megakadályozni az oldatban tartó detergens tipusú adalék komponenseknek. Ebbõl is következik, hogy az adalékolást mindig folytatni kell, mert csak így tudjuk megakadályozni az állandó lerakódásokat. Sajnos a mai benzineknél a többszöri és több fajta újrakrakkolás miatt a keverõ komponensek összeférhetõségi együtthatója nagyon gyenge! Szavatossági ideje roppant rövid. Különösen a prémium benzineké, melyek tapasztalatunk szerint, szinte naponta átalakulásokat szenved. Ezért a tömegbenzin utólagos adalékolása igen hasznos a motorok tartósságára. A komponenseket folyamatosan oldatban kell tartani, hogy kiválások ne képzõdjenek.  

 

Víz diszpergálás:

Mekkorát változott a világ, mert régen pont az ellenkezõjét akarták. A benzin mindig is valamely kis részarányú vizet el tudott oldani. Ezt károsnak tartották. Azért, mert az akkori amúgy is kicsi oktánszámot rontotta, valamint az ehhez tartozó vízpárolgási energiát levonva, csökkentette a benzin fûtõértékét. Amit nyertek a gõzfázisú expanzív táguláson, azt a kipufogó fázisban veszítettek el. Következésképpen ülepítõ poharakat, víz csapdákat készítettek az üzemanyag rendszerek különbözõ pontjain. Tankban, szûrõben, karburátorban, vagy direkt külön ülepítõ poharat készítve csapdaszerûen. Nyitott benzin rendszernél a fém tank páralecsapódása is fokozta a vizesedési hajlamot. Ma már ezt az üzemanyagtankok lélegzõ jellegét megoldották oly módon, hogy felére csökkent a harmatponti páralecsapódás mennyisége. De még létezik. injektoros rendszerek bevezetése is javított a zárttá tétel megoldásában.

Azért negatívum is van, mert olyan sok, nagy mennyiségû nem benzinbe való, nem kõolajból származó benzinalkotót kevernek bele a mai benzinekbe, ami simán keveredik, szinte bármi arányba a vízzel. Sajnos ez igen nagy károkat tud okozni minden gépjármûbe. Gondoljunk az alkohol származékok óriási mennyiségû részarányára, melyet a mai benzinek elszenvednek. Ez a rengeteg oxigenát amúgy is kisebb fûtõértékû, pláne, ha vízzel elegyeik. És tud is elég jelentõs mértékben magába foglalni vizet. Mi akkor a megoldás? Az alkoholos benzin felületére, hamarabb lecsapódik a pára, ezért olyan komponenseket kell alkalmazni, ami nagy energetikai hordozó, ugyanakkor segít a diszpergálási folyamatban. Ez látszólag ellentmondás, de van olyan speciális molekula konfiguráció, melynek igen nagy fûtõértéke lévén és változatos izomerjei lévén is megoldható az anomália. Gondoljunk arra, hogy pld. manapság a bitument is lehet vízzel hígítani bármely részarányban. Nyilván a megfelelõ adalék komponensek hozzá adásával.

Nos ezen a vonalon lévõ, de más megoldási formában lehetséges a felesleges vizet eloldani és a hengerbe apránként eltávolítani. Azért kis mennyiségben apránként, mert a mai benzinek oktánja ugyan túl van teljesítve, de mindennek meg van a maga határa. Még akkor is, ha a ma gyártott motorok nagy része, kopogás érzékelõvel, és az ehhez tartozó automatikával rendelkeznek. Ebbe bele tartozik a gyújtás, szelepállítás, üzemanyag idõbeni injektálási változtatása is.

Azért azt is le kell írni, hogy 100ml adalék max. harmadnyi vizet kell, hogy diszpergáljon, különben sérül a motor. Ezért így van szerkesztve az adalék.

 

Kopáscsökkentés:

Ma már ez külön nagyon fontos eleme a benzinnek. Külön fejezet is íródott róla. Régen viszont a detergengens tulajdonságokba foglalták. Elõzõ okokból eredõen, sokat nem foglalkozunk itt ezzel a tulajdonsággal. Itt is érvényes a robbanás elõtti, valamint a robbanáskori, és utáni kopáscsökkentés. Jelen esetünkbe csupán a folyadék fázisban lévõ kopáscsökkentés a tárgyi detergens tulajdonság. A benzinek viselkedése a nagyarányú mindenféle alkoholok jelenléte miatt kívánja az utólagos jelentõs mennyiségû kopáscsökkentõ komponensek utólagos hozzáadását. Megfelelõ kopáscsökkentõkkel tartható okáig életben a benzin szivattyú, a szelepek, de különösen az injektorok apró, kifinomult alkatrészei. Folyadék fázisú ilyen jellegû tulajdonság folyamatos fentartása állandó adalékolással roppant fontos, külön kiemelt szereppé lépett elõ. Ezért foglalkoztunk külön cikkben a támával kapcsolatban.

 

Oxidálási ellenállás:

A benzinkeverõ komponensek nagyarányú hidro-krakkolása, valamint a sok alkohol származék már részben oxigéneket tartalmazó túlsúlya miatt veszélyes a szavatossági idõ rövidülése. Ez manapság senkit nem érdekel, pedig fontos tényezõ, a motorok élettartama szempontjából. Már akkor is, ha valaki hetente egyszer használja jármûvét. Röviden leírva a benzin is korrodálhat. Egyrészt saját anyagában rejlõ molekula csoportok kölcsönhatásaként, másrészt a környezetbõl felvett hatás mechanizmus és molekulák által. Gondoljunk az igen sok hidrogén tartalomra, valamint a jelentõs mennyiségû alig kötött oxigén jelenlétére. Az átalakulás borítékolható az idõ elteltével. De a gyantásodás is egy egyesülési, oxidációs részfolyamat is egyben. Ezt kell megakadályozni, valamilyen olyan módszerrel, mely távol tartja, és semlegesíti, ezeket az energia pályákat.  Erre kiválóan alkalmasak benzinben már létezõ antioxidáns alkotók, sajnos részarányuk csak limitált mennyiségbe van jelen, hiszen költséges alkotók. Ha az autós teheti, ezt az arány növelje meg utólagos adalékolással. Pláne akkor, ha hetente új tankolása sem valósul meg!

 

Könnyû injektálhatóság, párolgási, viszkozitási tulajdonságok:

Detergens adalékok elvárt mellékhatásai, egyben pozitív irányba is mutathat az injektorok mûködésének szempontjából. A porlasztás minõsége meghatározó a mozgási energia kinyerése szempontjából. A benzin összetétele szempontjából fontos, hogy az érzékeny injektor ne károsodjon. sajnos a fajsúlya, viszkozitása, pont a határértéken van. Ennél nagyobb fajsúllyal már az injektorok nem jól mûködnének. Nagyon nagy sebességgel kell nyitni-zárni, egy munkafázis alatt többször is. Ezért a porlasztási kép függ az benzin minõségétõl is. Segít az is, ha a párolgása igen jó, valamint könnyen elegyedik a levegõvel. Nem mondható el az etanolról, melyet sztárol, sõt 7%-ban kötelezõvé tett az EU rendelete minden ország számára. Bizonyára az idõsebb emberek emlékeznek rá, hogy régen a nyári melegbe betonra kiöntött benzin maradéktalanul, szinte másodpercek alatt elpárolgott. Ma ez messze nem így van. Az illékonyság épp ezért lényeges tulajdonság. Pont azért, mert teljesen más a benzinek összetétele. Talán nem is benzinnek kellene hívni, hanem motor hajtóanyagnak. A kõolaj társaságok azt használják ki, hogy a motorok hatékonysága, intelligenciája rengeteget fejlõdött. Sok tulajdonságnak meg tud felelni. 

A tartósságot viszont a motorbenzinek minõség javításával lényegesen emelhetjük. Ha már alapvetõen nem jellemzõ az illékonyság a benzinekre, azért legyen bennük némi részarányba, széles szortimentû ilyen alapanyag is. Ez nem csupán az injektoroknak, szivattyúnak, hanem a lángterjedési sebességnek, és az indítási készség javításának is jót tesz.

 

Gyantásodás gátlása: 

Külön ez a folyamat nem létezik. Azért komplex módon kell kezelni. Elõzõekben érintettek is befolyásolják. Legfontosabb, hogy ne tudjanak igen hosszú szénhidrogén láncok kialakulni. Ennek megakadályozására nem csak a hõmérséklet, oxigén, nyomás viszonyokra kell figyelni, hanem a benzin komponenseinek tartalmaznia kell olyan oldatba tartó, szétválasztó molekula csoportot, melyeknél nem jöhet létre ilyen folyamat. Legalábbis normál körülmények között nagyon soká!  

 Megoldást több oldalról is támogathatjuk, de az ideális gyantásodásgátlók, a rövid szénhidrogénláncok. Különösen az oxigént nem tartalmazó összetételek az elõnyösek ilyen szempontból. Továbbá detergensként a megfelelõ lépcsõben jelenlévõ szortimentizáció megléte is pozitív hatással bír. 

 

Zavarosodás gátlás:

Jelentése a detergens, valamint a diszpergens anyagok megléte. Továbbá ezek egyensúlya, a szennyezettségtõl függetlenül. Csak annyit kell oldatba, és diszperzióba hozni, melyet az adott benzin strukturális viszonyai megengednek. Ennek érdekében az adalékokban fékeket építenek be. Nézzük egy példával. Legtöbb utólagos adalék brutális hatást fejt ki, és talán túl sok, és nagy rögökbe leváló szennyezõdést is okoz, mely duguláshoz vezet. Valamint olyan nagymértékû diszperzitást okoz, mely a kelleténél több vizet foglal magába, és károsodik több motor alkatrész is. A határérték a zavarosodási pont. Tehát határok között alkalmazzuk a D-D típusú alkotókat.  

 

Üledék gátlás:

Legtöbb káros hatás végterméke az üledék, még károsabb ezek cementálódása.

Tulajdonképpen, egy kibõvített több alkotós folyamat végeredményének gátlása. Az elõzõek hiányából ered az üledék, a gátlás pedig a gyantásodás, csomósodás, diszpergálás, és oldás adalékkal való megoldásából ered. Elõzõek összesített eredményeként megoldásra kerülhet az üledékképzõdés káros jellege is!

 

Gumi, mûanyag elemek megóvása, agresszivitás csökkentése:

Ezen jellemzõ alapvetõen az összetételbõl ered. Vannak mûanyag, és gumi alkatrészek, és más egyéb kompozit elemek, melyeknél meghatározó a benzin agresszivitása. Sok féle benzinnel érintkezõ anyag van, melyeknek elvileg bírni kellene a mai benzineket. Mégis az a tapasztalat, hogy rendre elöregszik egy-két alkatrész, amivel rejtett hibákat produkál a jármû. Az gumi alkatrészek vagy ellágyulnak, vagy megkeményednek, ezért nem tudják ellátni eredeti feladatukat. A mûanyagok pedig egyszerûen elöregednek, rideggé válnak. Teszik ezt azért, mert bizonyos komponenseket kiold belõlük a benzin.

Rideggé, törékennyé válnak. Néha annyi is elegendõ, hogy zsugorodjanak, és máris meghibásodás lép fel. Nem tömítenek, illesztési gondok vannak, vagy a keresztmetszet leszûkül. A mûanyagok gyártása folyamán is különbözõ adalékokat használnak. Kezelhetõvé, könnyen gyárthatóvá válnak, pld a folyósítótól, sûrûsítõtõl, lágyítóktól. Igen, de ezek el is távoznak idõvel.

Megoldás egyrészrõl a megelõzés, hogy olyan felülethez kötõdõ molekulákat kell alkalmazni a benzinbe, adalék formában, mely megvédi a kioldódást. Továbbá, ismerve a lágyítók alapmechanizmusát, összetételét, regenerálás képen a benzinnek is kell tartalmaznia hasonlókat, hogy be tudjon épülni az öregedõ szerkezetbe. 

Súlyosbítja a helyzetet a szerteágazó anyagok használat. Ezért több adalék kombinációt kell alkalmazni az adalékok konstruálásánál. Minél több értékes ilyen komponens van egy adalékba, annál jobb minõségû. Eredménye pedig, a nagyon hosszú élettartalmú alkatrészek fenntarthatósága.

 

Az eddig felsorolt detergens, -diszpergens adalék komponensek összefoglaló gyûjtõneve több funkciónak, melyek a folyadék fázis kifogástalan állapotáról gondoskodnak, mind a felhasználhatósági minõség, mind a szavatosság tekintetében.