НА ЧЕМ МЫ ЕЗДИМ?
Редакция время от времени получает письма, авторы которых сообщают, что после очередной заправки топливом двигатель стал детонировать. Чаще всего пишут об этом владельцы автомобилей ВАЗ. Потому, вероятно, письма такого содержания приходят и на Волжский автозавод. В них одни и те же вопросы: на каком же бензине мы ездим, что происходит в двигателе, как это отражается на его долговечности? О том, что такое детонация, о сущности этого явления мы писали не так давно и повторяться не будем. А вот на другие вопросы ответить нужно. Мы попросили сделать это начальника лаборатории НТЦ ВАЗ а В. ДОРФМАНА.
Подавляющая часть выпускаемых ныне в стране легковых автомобилей предназначена для эксплуатации на бензине АИ-93. Небольшая доля легкового парка питается бензином А-76, выпускаемым по тому же ГОСТ 2084—77. А-72, еще встречающийся на АЗС, практически сходит со сцены, и о нем говорить не станем. Нас будут интересовать два сорта, о которых сказано выше и которые близки по своим свойствам, но различаются ценой и октановым числом.
Давайте вспомним, что такое октановое число. Существуют такие химические соединения — изооктан и нормальный гептан. Октановое число первого принято за 100, второго — за 0. Если эти продукты смешать, то октановое число смеси будет выражаться процентным содержанием в ней изооктана. Это, видимо, достаточно понятно. Октановое число любого бензина определяется на специальной одноцилиндровой установке по уровню детонации — в сравнении с эталонной изооктаново-гептановой смесью. При этом различают два метода определения октанового числа — исследовательский и моторный. Для бензина А-76 октановое число по моторному методу составляет именно 76—77 единиц, а по исследовательскому — 83— 85 единиц; для АИ-93 — 85—86 и 93— 94 единицы соответственно. Сравнение этих показателей дает возможность сделать, вроде бы, очевидные выводы.
Во-первых, октановое число по исследовательскому методу (ОЧИ) всегда выше, чем по моторному (ОЧМ). Во-вторых, разница в октановых числах между теми двумя сортами, о которых мы ведем речь, не столь уж и велика, как кажется на первый взгляд, — если сравнивать сравнимые величины. Надо еще добавить к сказанному, что исследовательский метод больше характеризует работу двигателя легкового автомобиля в условиях городской езды, на неустановившихся режимах. Моторный же метод ближе к характеру работы легковых и грузовых автомобилей при повышенном тепловом режиме, с максимальной нагрузкой при езде по шоссе или бездорожью.
Чтобы закончить с этой теоретической частью, остановлюсь еще на одном аспекте «бензинового» вопроса — на токсичности. Она зависит, во-первых, от состава бензина. Если требуемое октановое число достигнуто «насильственным» способом, введением в низко-октановое топливо большого количества тетраэтилсвинца, — то выбросы соединений свинца в атмосферу никак не способствуют ее оздоровлению. И потому в курортных зонах и ряде густонаселенных городов запрещено применение особо ядовитых этилированных бензинов.
Во-вторых, токсичность зависит от полноты сгорания и качества организации рабочего процесса в двигателе, то есть от конструктивных и эксплуатационных параметров. И к этому мы еще вернемся. А теперь от теории, надеюсь, не очень утомительной, перейдем к практике.
Наши автомобильные двигатели конструируются и затем настраиваются таким образом, чтобы могли безболезненно работать на топливе, у которого октановое число на 2—3 единицы ниже, чем заявлено. Это не «поправка на жуликов» — это техническая уловка. Она вызвана тем, что в зависимости от температуры окружающей среды меняется характер поведения топлива. При повышении температуры воздуха и атмосферного давления увеличивается и требуемое октановое число; при возрастании влажности оно уменьшается. В зависимости от модели двигатели ВАЗ требуют топливо с октановым числом от 89 до 92,5 единицы при максимальной степени сжатия. Если степень сжатия находится на нижнем пределе допуска, то требуемое октановое число снижается на несколько единиц. Только этим и объясняются случаи, когда некоторые владельцы наших автомобилей сравнительно благополучно эксплуатируют их на бензине А-76, корректируя лишь угол опережения зажигания.
Ну а что испытывают те, чьи двигатели собраны по средним или верхним допускам? Испытания, проведенные на ВАЗе с использованием бензина, имеющего ОЧИ = 91, показали, что его применение без изменения угла опережения зажигания заметно увеличивает жесткость работы двигателя и износ цилиндро-поршневой группы. Если уменьшить угол опережения, отрицательные последствия можно ослабить, но потеря мощности и рост расхода топлива при этом неизбежны.
Поскольку нам, заводским специалистам, небезразлично, каким бензином заправляют машины владельцы, мы вот уже на протяжении 15 лет ведем периодический контроль топлива, отбирая пробы в разных районах страны. Эти проверки, прямо скажу, не дают повода для оптимизма: в подавляющем большинстве случаев бензин по ОЧИ не соответствует ГОСТу — он, как правило, на 2—3 единицы ниже. Чтобы не быть голословным, приведу данные только последней проверки — она происходила летом 1988 года во время испытаний автомобилей на юге страны (табл. 1).
На проверенных нами 200 АЗС за последние пять лет результат получен примерно такой же — в среднем октановое число не превышает 91, т. е. находится ниже «границы риска». Почему так происходит — автолюбители, вероятно, хорошо понимают.
Материалы наших проверок дважды направлялись в Госстандарт СССР. Однако контроль контролем, но необходим и комплекс каких-то действенных мер, которые бы искореняли глубинные причины безобразий, творящихся в системе «отпуска» топлива.
Известно, что в деле автомобилизации мы не первооткрыватели, мы идем той дорогой, по которой уже прошли развитые в этом отношении страны. Так вот, еще 10 лет назад в Западной Европе были распространены два сорта этилированного бензина: «Супер» с ОЧИ = 98—102 единицы и «Регуляр» с ОЧИ = 92—96 единиц. В 80-х годах ужесточение требований по охране окружающей среды потребовало от многих стран отказаться от применения этилированных бензинов. Нормы на суммарные выбросы токсичных компонентов (это нечто более серьезное, чем нормы на одно только содержание СО в отработавших газах) были в этот период снижены настолько (см. табл. 2), что достигнуть их можно, лишь применив нейтрализаторы. Однако они очень чувствительны к свинцу, что содержится в этилированном бензине, и от него быстро выходят из строя.
Применение неэтилированных бензинов помогло и уменьшить суммарные выбросы (за счет нейтрализаторов) и, естественно, снизить выбросы свинца. Сегодня некоторые страны Европы пошли дальше и приняли уже новые стандарты США (см. табл. 2).
В Соединенных Штатах, как видите, самые жесткие условия на содержание в выхлопе токсичных веществ. Стоит ли удивляться тому, что выпуск неэтилированных бензинов с ОЧИ = 87—91 уже в 1983 году составлял там 50%, а к сегодняшнему дню — почти 100%. В Японии к настоящему времени почти полностью перешли на неэтилированный бензин с ОЧИ = 90—91.
Казалось бы, показатели эти близки к нашим. Н« практике же ОЧИ зарубежных бензинов всегда на 2—3 единицы выше (1), чем заявлено, — поскольку заявлен всегда гарантированный минимум.
В Европе массовое внедрение неэтилированных бензинов намечено с этого года. Уже сейчас основной маркой там является не содержащий тетраэтилсвинца «Супер» с ОЧИ = 95, это 75%, а остальное приходится на бензин с ОЧИ = 90—91. Во многих странах Европы с целью стимулировать применение нейтрализаторов пошли на заведомое уменьшение цен неэтилированных бензинов по сравнению с этилированными, хотя себестоимость первых выше.
Судя по всему, мы не собираемся свертывать процесс автомобилизации, поскольку готовится к пуску новый гигант, почти «миллионник» в Елабуге. Естественно, что проблемы защиты окружающей среды, и сейчас уже достаточно серьезные, через несколько лет станут чрезвычайно острыми. К этому нужно быть готовыми, чтобы действительность не застала нас врасплох. Кое-что в этом направлении делается: как уже упомянуто, в ряде городов запрещено использование этилированного бензина, массовое внедрение неэтилированного бензина и применение нейтрализаторов выхлопных газов намечается на 90-е годы. Предполагается, что к этому времени в стране будет три сорта бензина: А-76, АИ-91 и АИ-95, из которых АИ-91 станет основным.
Однако эти меры не дадут результата или, что точнее, будут нивелированы, если мы не наведем порядок в нашем бензиновом хозяйстве.
