14. A benzin oxigén tartalma, az oxigenátok

Image

Logikusan azt gondolná az autós, hogy van az éghetõ anyag a benzinbe, a szén, a hidrogén és ezek több tízezer szénhidrogén konfigurációi, valamint a levegõbe az oxigén, melyek egyesülése folyamán energia szabadul fel, expanziót eredményezve! Ilyen egyszerûnek tûnik. Ám, ez nem így van! Miért is?

A könnyebb érthetõségért azt kell mondanom, hogy az oxigén tartalmú benzin komponensek egy félig eloxidált, részben elégett anyag. Az etán gáznemû, képlete C2H6, az etanol egy oxigén atommal több, C2H6O és az oxigén pótlással már folyadék! Energetikai affinitása elvileg az 5 oxigén ezért egy oxigénnel veszítette a 20%-át az egyesülési energiának. Ezért a fûtõértéke sokkal gyengébb, mint csak szén, és a hidrogén párosítású benzin komponenseké! Mégis szükség van rájuk. Miért is?

Például a lángterjedési szortimentizácó miatt feltétlen. Minél több komponensbõl áll a benzin, annál egyenletesebb az égési folyamat, és a nyomaték leadás is lineáris.

Tulajdonság növelõ fejadalék a benzinbe. Ráadásul olcsó komponens. Alkalmazását elsõsorban az oktánszám növelése teszi szükségessé. Nyílván van más erre alkalmas termék is, de ezek nem olcsók, és rendelkezésre áll bármilyen mennyiség. Nevezzük innentõl ezeket az oxigén tartalmú anyagokat oxigenátoknak. Sok fajtája létezik, de az elterjedt régebben az MTBE, késõbb ETBE, ma az etanol hódít, a nagyobb részarányba. Sõt az EU-ban törvénybe iktatták a kötelezõ használatát, környezetvédelmi okokra hivatkozva. A mai napig nem ismerünk összehasonlító, megdönthetetlen bizonyítékot, hogy a levegõ, és föld szempontjából melyik az elõnyösebb. Több vita is folyik ezzel kapcsolatba, ám egyre biztosabbnak tûnik az etanol bukása. Mind a levegõ minõsége szempontjából fokozza a káros anyagokat. Két oldalról is. Kipufogó gáz összetételénél igaz, hogy a szénmonoxid tartalmat csökkenti, viszont mint vivõ anyag, szinte minden más káros anyag megléte növekszik a kipufogó gázban. Errõl mélyen hallgatnak. Például nõ a túlzott oxigén bevitel miatt a nitrogén oxidok mennyisége, valamint az acetaldehid, a peroxi-acetil-nitrát, formaldehid, mint káros anyagok szintje. És ez még csak az emissziós gáz néhány eleme.

Hozzáadódik a párolgásból keletkezõ levegõszennyezés. Nem hinnénk, de ez is olyan fontos, mint a kipufogó gáz. A benzin kezelése közben keletkezik. Sõt vivõ anyagként párolgás közben levegõbe kerülnek pld. a benzol, anilin, xilol, toluol, származékok is. Nem teljes természetesen a lista, de érzékelhetõ a veszély! Talán az éter származékoknál kevesebb káros anyagot mutattak ki, mint az alkoholnál. Ennek kiküszöbölésére a tank hõ tágulása miatt benzingõz lecsapatással oldják meg, hogy ne párologjanak olyan nagymértékben a benzinek egyes komponensei. Ennek ellenére párolgás mindig van.

 

Nézzük a valóságot. Oxigenátokból ugyanannyi energia kinyerésére több kell. Összességbe pedig a gyenge fûtõérték miatt szinte több széndioxid is keletkezik az túlfogyasztás miatt. Ez fizikai tény. Bizonyította ezt az E85-ös üzemanyag használata. Érdekes, hogy a benzinkutakról kimúlt, nem nagyon lehet vásárolni, mert több hátránya volt, mint elõnye.

További problémafokozó tulajdonsága hogy az alkatrészek, és tömítések speciális megléte esetén is öregíti, tönkre teszi azokat! Azért ki kell jelenteni, szükség van az oxigenátokra a benzinbe, csak a mennyiségi szintet kellene kevesebbre venni. Ha kötelezõ az etanol 7% az EU-ban akkor az összes többi alkohol származék, éterek, ketonok, és minden egyéb oxigenát szint együtt túlzás a benzinekbe.

 

Természetesen, lehet ezekre a benzinekre motort tervezni, de a sûrûn változó politikai környezetbe kötelezõ a motorokat szinte mindenevõre alkotni. Ezért a környezetvédelem elillan. Elpárolog, elég!Image Az oktánszám növelésére persze szükség van, mert egységnyi folyadékból ki kell sajtolni, minél nagyobb mozgási energiát. Összenyomhatóvá kell tenni minél fokozottabban a benzint, így keletkezik igazán nagy expanzió. A közeljövõben a túlzott etanolos õrület alább fogy hagyni. Pontosan úgy, mint az E85-ös benzin pályafutása. Vagy szigorúan erre fogra gyártani speciális motorokat, melynek pld. a nitrogén oxid szintje már az égés folyamán megfelel, és nem kell mindenféle kiegészítõ alkatrészekkel korlátozni a mozgási energiát. EGR, nitrogénoxid redukáló katalitikus dobok.

Azért reméljük, hogy benzinek szabványai abban az irányba változnak, hogy összegségbe a kibocsátott egységnyi széndioxidot veszik figyelembe. Eddig is mérték, de az autó megtett kiló méterenkénti egységével fejezik ki. A jövõ pedig az lenne, hogy egységnyi súlyú üzemanyagból keletkezett széndioxid mennyisége lenne nagyon fontos, a minél több mozgási energia kinyerése mellett. Ez abból ered, hogy az alternáló, vagy másképp dugattyús belsõ égésû motorok hatásfoka nagyon rossz. Benzinesé gyengébb kb. 33%, a dízelé 42% körül van. Van még mit javítani, hogy leginkább mozgási energia keletkezzen, ne hulladék hõ. Ezért kell rövidesen átalakítani a benzineket, és természetesen a motorokat is.

Azért gondoljunk arra is, hogy túlzásba nem vihetjük a hatásfokot, mert a hulladék hõ is hasznos, hisz az üzemi hõt el kell érni minél hamarabb, sõt fenn kell tartani. Jó példa erre a modern dízel motorok, melyek már majd 50% hatásfoknál nem jól fûtenek télen, a nagy hidegben. Már az is baj néha, hogy nincs hulladék hõ! Ekkor viszont a mozgási energiát kell vissza alakítani hõvé. Ez pedig mindenképp energiavesztés, mint minden energiakonvertálás.
Image
Összegezve van mit fejleszteni az üzemanyagon, valamint a szervesen hozzá tartozó motorokon. Addig is marad az okos benzin használat, melynél nem árt módosítani az összetételét némi utólagos adalékolással, mert az olajtársaságoknak nem érdekük, az autógyártók pedig nyilván átlagos benzinre gyártják a motorokat, így nem lehet kihozni belõlük az optimális gazdaságos üzemmódot, és a hosszantartó életciklust.

Nyílván mélyebb értelmezéssel, és részletesebb leírással is szolgálhattam volna a benzin oxigén szintjérõl, ám azt nem biztos, hogy minden olvasómat érdekelte volna!

Köszönöm, hogy végigolvasta írásom.

 

Kisújszállás, 2018.06.04.                                                                                 SZAKI Kft.

                                                                                                                        Farkas Kálmán