Pojede vaše auto na Natural 98 lépe než na běžné palivo, nebo přijde zase další
špatná zpráva?
Nabídnout spotřebiteli jakýkoli high-end prémiový produkt za hromadu
peněz je jistě dobrý marketingový nápad. Zda z toho zákazník má nějaký
skutečný užitek, je věc druhá. Tak třeba Benzina nabízí speciální hustofjúel
s názvem Blue Octans, jehož označení nápadně se podobá znaku Evropské unie,
a to už je fakt náářřez pyčo. Dokonce se jeden čas nestyděli to inzerovat
jako "silnější benzín" a tím byla otřesena dosud dominantní pozice Horsta
Fuchse a Iva A. Bendy na poli nestydatého vymývání mozků. Můžeme také uvěřit
tomu, že na Shell V-Power jezdí monoposty Formule I a není pochyb o tom,
že vod kulturáku ke kravínu by Majkl Čůmachr dojel nejmíň o sedm fteřin
dříf než inseminátor Michal Švec s Octavií 1.4 ftuningu, kterou zakoupil
za peníze získané prodejem nadnormativních zásob tuřího spermatu na černém
trhu.
Oddělíme nyní marketingové tlachy od technické reality a zkusíme rozebrat,
co je urban legend a co je reálné...
Předesílám, že podobně jako v jiných oborech lidské činnosti, i zde
mohu využít jen ten hardware a software, který mi byl nadělen. K článku
máme diskusi a ti z nás, kteří se cítí povolanější, tam mohou potvrdit
či vyvrátit moje smyšlenky namísto vyprávění, jak jim to předloni
jelo sto osmdesát.
Co se děje ve spalovacím prostoru? Nenarážím na holocaust, myslím ve
válci čtyřdobého zážehového motoru. Začneme tím, že spalovací prostor je
naplněn směsí a píst se pohybuje nahoru. Ve spalovacím prostoru roste tlak
a v okamžiku t před dosažením horní úvratě je zhuštěná směs zapálena jiskrou
svíčky. Plamen se šíří nějakou rychlostí (ne moc velkou, k překonání prostoru
válce potřebuje řádově milisekundy) a to v kulové ploše kolem svíčky (toto
je spíše zbožné přání, než realita). Když si představíme kouli vepsanou
do válce se styčným bodem ve dně válce, zbyde nám u dna prostor, ve kterém
během spalovacího prostoru roste tlak a teplota, ale "koule" tam v určitém
čase neprohoří. Palivo stlačené v těchto hluchých místech buď může zůstat
v nějakém stabilním stavu a stát součástí spalovacího procesu o něco později,
nebo může explodovat samo od sebe v důsledku okolního tlaku a teploty.
Druhý ze zmiňovaných stavů představuje nekontrolovatelné hoření s náhlým
vzrůstem tlaku ve spalovacím prostoru, přičemž se vymezí vůle v sestavě
píst-kroužek-ojniční čep-ojnice, což se z hlediska uživatele projeví zvukovým
efektem. Lidově se tomu říká klepání a má se za to, že klepavý zvuk
je způsoben explozí, což není tak docela pravda, jak jsme si řekli. V každém
případě klepání je nežádoucí jev a je dobře mu zamezit, protože způsobuje
nadměrné opotřebení částí motoru a v krajním případě může vyvolat i jeho
destrukci.
Čas t se nazývá předstih a pro fungování motoru je zásadní veličinou.
Vzhledem k tomu, že rychlost hoření je konečná a spalovací prostor je taky
konečný, musí zážeh nastat někde před horní úvratí, abychom dosáhli nějakého
kroutivého momentu (pro šťouraly, pokud by byl motor tažený nějakým vnějším
zdrojem momentu, třeba startérem, záporný předstih by usnadnil rozběh motoru).
Čím větší předstih, tím větší je kroutící moment motoru (neplatí neomezeně),
zdálo by se tedy, že stačí nastavit optimální předstih a je vyhráno. Závislost
mechanického výkonu na předstihu u běžného motoru vypadá asi nějak takto
a cílem je strefit se s předstihem do bodu M.
Problém je ovšem u některých motorů - typicky malých rychloobrátkových
motorů, motorů s vysokým kompresním poměrem nebo u motorů s turbem - u
kterých nastane klepání v bodě K ještě před bodem M. Bod K je tedy limitující
pro jejich výkon. Protože výrobci těchto motorů jejich vlastnost znají,
vyrobili bazmeg zvaný "senzor klepání", což je malý akcelerometr umístěný
na bloku motoru a nastavený tak, aby rozeznal mechanický ráz typický pro
výše popsanou situaci. Jakmile senzor klepání zjistí tento stav, nastaví
řídící elektronika motoru menší předstih před bod K a klepání tím eliminuje,
přičemž ale není k dispozici maximální výkon.
Oktanové číslo vypovídá o odolnosti paliva vůči detonačnímu hoření.
Čím vyšší je oktanové číslo, tím více je možno jeho směs se vzduchem zahřát
či stlačit, aniž by se samovznítila. Na tuzemském trhu jsou k dostání paliva
s 91, 95 a 98-100 oktany podle aktuální nabídky toho kterého distributora.
Když do motoru chrstneme palivo s vysokým oktanovým číslem, nenastává
detonační hoření v takové míře, systém řízení klepání si může dát voraz
a bod K se přibližuje bodu M se ziskem výkonu navíc. Což ovšem neplatí
pro každý motor. Pokud motor snímač klepání nemá nebo jej má, ale nemá
tendenci klepat, pak K je poblíž nebo za M a zisk výkonu z lepšího paliva
je malý až žádný.
Jak vás asi napadá, snížením teploty nasávaného vzduchu nebo dodatečným
chlazením spalovacího prostoru by se dalo udělat totéž, ale obojí je zásah,
který přináší zase svoje problémy a navíc je to mimo téma článku. Někoho
možná napadlo, že pokud by uvnitř válce bylo vepsáno nekonečně polokoulí,
obsáhly by celý jeho vnitřní prostor. Umístit do válce nekonečně svíček
ale není možné, ale lze pracovat se dvěma v určité vzdálenosti od sebe,
což v praxi můžeme poznat u motorů TwinSpark u Alfy Romeo nebo v pokročilejší
podobě u systému sekvenčního dvousvíčkového zapalování DSSI u Hondy. Ještě
jedna poznámka - klepání je něco jiného než samozápal, který nastává, když
se směs ve válci vznítí od nějakého zdroje tepla, například ostré hrany
na sacím/výfukovém kanálu nebo nevhodně zvolené svíčky. Samozápal je patologický
jev a i když vysokooktanové palivo jeho projevy zmírní, jeho příčina zůstane
neodstraněna.
Otázka je, jak často provozujeme motor na plnou zátěž. Schopný řidič
se takovým situacím snaží vyhnout. Je pravděpodobnější, že k bodu K se
budeme blížit v extrémních jízdních módech, tedy například při akceleraci
z malých otáček, kdy máme k dispozici třeba jen 20% maximálního točivého
momentu, ale celých 20% potřebujeme, než při jízdě konstantní rychlostí
na dálnici při 4.500 rpm a poblíž 100% točivého momentu, kdy potřebujeme
opět jeho 20%. Kritická situace nastane při pomalé jízdě na pětku do kopce,
kdy výkon s otáčkami klesá a zátěž roste. V případě použití vysokooktanového
paliva je vyšší výkon k dispozici skutečně jen v blízkosti oblasti výkonového
maxima motoru, jinde ne.
Druhotný užitek ze "silnějšího benzínu" - fuj, to je hroznej pojem -
spočívá v tom, že by mohl obsahovat nějaká dodatečná aditiva k čištění
palivové soustavy. Některá jsou už v běžném palivu - třeba xylen - jiná
odmašťovadla tam mohou být jako bonus a strarat se o to, aby se palivová
cesta nezanášela úsadami z paliva, což je u moderních motorů beztak trochu
iluzorní. Četl jsem kdysi dávno v nějakém odborném časopise, jak volotrkové
testovali účinnost aditivovaného "čistícího" paliva podle přítomnosti úsad
v sacím potrubí Octavie 1.6, přišlo mi to jako dobrá sranda (stačí se podívat,
do kterého místa vstřikuje MPi a uvidíme, že s tím sací potrubí nemá nic
společného). Kdyby ta super čístící paliva tak ukrutně čistila, tak první
padnou za oběť usazeniny v palivovém potrubí a nádrži, které pak budou
vmeteny do vstřikovacích ventilů a zničí je, potažmo celý motor, takže
jestli tam vůbec nějaký čistící efekt je, tak musí být velmi málo intenzívní.
Čili opět Calgon efekt - něco vám slíbí, ale vy nemáte možnost tuto vlastnost
zkontrolovat, takže to tam radši sypete, aby "se to nezaneslo".
Často se tvrdí, že vysokooktanová paliva mají menší rychlost hoření
a tím vlastně výkon snižují, což podle mně není správné tvrzení, především
proto, že to nikdo nezměřil a tak se jedná o dohad než o seriózní závěr.
S vysokoktanovým benzínem si od přírody rozumějí motory s přímým vstřikem
benzínu, známé pod zkratkami FSI, GDI nebo BDE. Problém je zhruba stejný
jako výše popsaný - v nehomogenním režimu s lambda < 1, kde motor s
přímým vstřikem spaluje chudou směs, roste teplota spalování a s tím předané
teplo, které následně zvyšuje tendenci ke klepání. I přes nesporné úspěchy
automobilek na poli náhrady fyziky a chemie marketingovými tlachy musíme
bohužel připustit, že motor s přímým vstřikem funguje plnohodnotně na benzín
s 98ROZ a výše.
Vysokooktanový benzín dále funguje jako psychoware. Po jeho natankování
snadno přesvědčíte sami sebe, že auto lépe jede, ačkoli k tomu chybí jakýkoli
vyhodnotitelný ukazatel.
Ekonomičnost používání vysokooktanového benzínu je sporná. Teoreticky
by to mohlo být takto: vzhledem k většímu disponibilnímu výkonu má motor
větší účinnost. Současně by "super fuel" mohl mít větší hustotu, protože
je v něm něco navíc, za naše peníze tedy dostaneme více uhlovodíků a tím
více energie. Zisk z obou benefitů dohromady může být 5%, což je číslo,
které jsem absolutně vycucal z prstu, na druhé straně stojí asi o pětinu
vyšší cena a to je značný nepoměr. Vůbec si kladu otázku, proč Natural
91 a 95 stojí prakticky stejně, ale posun o další čtyři oktany představuje
třeba 3 Kč na jeden litr navíc. I v oblasti tekutého tuningu platí, že
nejlevnější cesta, jak získat výkonnější auto, je si ho prostě takové koupit.
V tomto článku není nic, co by mohli zužitkovat majitelé vozů se vznětovým
motorem, protože diesel neklepe, respektive klepe pořád. Stejně tak majitelé
vozů, u kterých je předstih nastaven napevno nebo je řízen nějakým primitivním
systémem (třeba podtlakovým, Škoda Favorit s karburátorem), nemusí úvahy
o snímači klepání zajímat, protože žádný nemají.
Z vysokooktanového paliva tedy lze tedy očekávat přínos u těžkých aut
s malým motorem, který má vysoký kompresní poměr, řidiči, kteří často jezdí
s využítím maximálního výkonu nebo s větší zátěží, majitelé aut s malým
motorem a turbem (chtěli byste VW
1.4 Twincharger?), všichni majitelé vozů s přímým vstřikem benzínu
a pak všichni důvěřiví zákazníci, které uspokojí pocit, že si připlatili
na něco výjimečného. Exaktní cesta ke stanovení přínosu takového paliva
pro konkrétného uživatele by vedla buď přes jízdní zkoušky, nebo přes měření
výkonu na motorové brzdě nebo monitorování výstupu ze senzoru klepání a
rozbor získaných dat z ECU motoru. Určitým vodítkem při rozhodování, zda
lepší palivo ano nebo ne, může být manuál od výrobce. Pokud výrobce motoru
vysokooktanové palivo doporučuje, zřejmě ví o tom, že výkon jeho produktu
je limitován fenoménem klepání.
Zbytek se může uklidnit tím, že se tím nedá nic pokazit, kromě nákladové
stránky provozu automobilu. Zakoupením hustobenzínu udělá motorista spotřebitel
radost sobě, protože si bude myslet, že má něco extra. Udělá také radost
petrolejářským koncernům a zvýší jejich už tak enormní zisky. Určité procento
zákazníků získá vyšší výkon, jiní si to úspěšně vsugerují. "Příplatková"
paliva jsou v době, kdy určitá skupina zákazníků vyhledává pouze kchůl
a high-end produkty, odsouzena ke komerčnímu úspěchu. Dále hlediska psychologie
prodeje, vysokooktanové benzíny zapadají jako dílek puzzle do skládačky
z arogance, vynuceného soutěžení ("lepší bejt mrtvej než druhej...!") a demonstrace síly dominantního outsidera ve slabém autě, který se snaží získat parciální výhodu nad ostatními soupeřícími
kohouty na smetišti současných silnic, což komerční úspěch této tekuté
taškařice dále zvyšuje.
Nehodlám tu rozpoutat diskusi o reálné potřebě vysokého výkonu motoru v
podmínkách současné silniční dopravy, protože k tomu jsem už svoje řekl
mnohokrát. Každé auto, které je nyní na trhu, snad kromě nějakých tříkolek,
je schopno jet na N95 devadesát i sto třicet. Vzniká pomalu zcela schizofrenní
situace, kdy automobilky nabízejí čím dál agresívněji výkonné automobily
a současně stát prohlubuje represi za rychlou jízdu. Zákazník by na to
zákonitě měl reagovat ústupkem státní represi - v konečném důsledku to
dělají pro jeho vlastní bezpečnost - a na zakoupení výkonného auta rezignovat,
ale ve skutečnosti to takto nefunguje, takže si automobilky předstírají
nevědomost a zákazník předpokládá, že "to s tima rychlostníma limitama
nějak udělá". Ale to je téma na úplně jiný článek.
17.2.2005 D-FENS