GAZ-21.Org — Международный клуб волговодов

О марках и качестве бензина

Казалось бы, что может быть проще — заливать в бензобак тот бензин, на который рассчитан ваш автомобиль. Но есть много нюансов. Начнём с того, что тот бензин, на который рассчитана Волга, уже четверть века как исчез даже в нашей стране, не говоря уже про Европу. К тому же ходит много мифов и предрассудков. Давайте попробуем разобраться во всех аспектах качества и сортов бензина.

Детонация

Для начала выясним, что такое детонация. Тут, как и с компрессией, много заблуждений. Одни называют её стуком пальцев. Другие говорят, что детонация — это когда глушишь мотор, а двигатель продолжает работать без зажигания. И другое. На самом деле детонацией называется взрывное сгорание бензина, при котором скорость распространения фронта пламени резко увеличивается, достигая 1.5…2.5 км/с. Поскольку пространство камеры сгорания невелико, упругие детонационные волны многократно ударяются и отражаются от стенок камеры сгорания, что вызывает характерный для детонации металлический стук или звон, который ошибочно называют звоном поршневых пальцев (говорят: «пальцы стучат»). Отражающиеся ударные волны нарушают нормальный процесс сгорания, вызывают вибрацию деталей двигателя, в результате чего значительно возрастает износ. Выпускные газы приобретают темный, иногда черный цвет, т. е. при детонации увеличивается неполнота сгорания топлива. Горячие газы, ударяясь о стенки цилиндра, повышают коэффициент теплопередачи и вызывают перегрев двигателя. Температура и давление оставшейся части рабочей смеси сильно повышаются, что также способствует перегреву деталей двигателя. При сильной детонации возможны пригорание колец, прогар клапанов, поршней, разрушение подшипников.

Очевидно, что детонация — крайне вредное явление, которого нужно избегать. Вероятность детонации сильно возрастает с увеличением степени сжатия, при больших нагрузках (резкий разгон, крутой подъём на малых оборотах двигателя и повышенной передаче) и при слишком раннем угле опережения зажигания (УОЗ). Чтобы бороться с детонацией, используют специальные пьезодатчики детонации, которые подают сигнал на микропроцессор или коммутатор, управляющий зажиганием, чтобы сделать УОЗ более поздним. Само собой, что изначально УОЗ должен быть выставлен правильно, то есть не слишком ранним. Также заливают высокооктановый бензин. Наконец, двигатель можно дефорсировать, снизив его степень сжатия — тогда вероятность детонации сильно уменьшится. Не последнюю роль играет форма камеры сгорания: на автомобилях с одной и той же степенью сжатия, но разными моделями моторов детонация может наблюдаться в разных условиях.

Октановое число бензина

А что такое октановое число бензина (ОЧ)? Этот показатель характеризует детонационную стойкость бензина. Грубо говоря, чем выше ОЧ, тем меньше можно опасаться возникновения детонации в тех условиях, в которых она привычно возникает на менее высокооктановом бензине. Вообще, бензин — сложная смесь различных углеводородов, но чтобы выявить его октановое число, прибегают к такому приёму. Берутся два специфических углеводорода: гептан, детонационная стойкость которого принимается нулевой (его молекула имеет прямолинейную форму), и изооктан, обладающий значительно лучшей устойчивостью к детонации и стабильностью горения, поэтому его октановое число принимается равным 100 (100%). (Его молекула имеет правильную форму). Исследуется конкретный бензин и сопоставляется со смесью гептана и изооктана, выявляется то соотношение этих двух углеводородов, которое имеет такую же стойкость к детонации, как исследуемый бензин. То есть, если ОЧ бензина — 91, то это значит что он будет детонировать при тех же условиях, что и изооктан, на 9% разбавленный гептаном. Забавно, что с годами выяснилось, что некоторые сорта топлива (например, газ) обладают ещё более высокой детонационной стойкостью, чем чистый изооктан — так появились ОЧ, превышающие сто.

Однако всё не так просто, есть много других нюансов. В частности, октановое число одного и того же бензина, измеренное разными методами, может быть разным. В основном используются два метода измерения детонационной стойкости бензина — исследовательский и моторный. Как правило, ОЧ по исследовательскому методу выше, чем по моторному. И то, и другое определяют на специальной одноцилиндровой установке с переменной степенью сжатия. У неё три простейших карбюратора, позволяющих в динамике менять состав смеси, а также три маленькие топливные ёмкости. В одну заливают испытуемый бензин, а в две другие — два эталонных: их октановые числа должны отличаться на две единицы. На блок цилиндра вешают пьезокварцевый датчик детонации, позволяющий оценить её интенсивность как на эталонных бензинах, так и на испытуемом — оттуда и вычисляется требуемое ОЧ. Принцип определения как ОЧИ, так и ОЧМ — один и тот же, только используют разные режимы работы установки. Для ОЧИ двигатель раскручивают до 600 об/мин, а для ОЧМ — до 900, да ещё и смесь подогревается во впускном ресивере. Принято считать, что ОЧИ условно моделирует условия детонации в городском цикле, а ОЧМ — в шоссейном.

Вот таблица октановых чисел разных марок топлива:

Прежде всего, надо понимать, что это очень условная таблица. Конкретный бензин на конкретной бензоколонке может иметь совсем не такие ОЧ, как в ней. И не всегда потому что нас «дурят» (хотя в Украине это имеет место в устрашающих масштабах). Причём ОЧ может быть как выше, так и ниже заявленного. Дело в том, что состав бензина может быть разнообразным в зависимости от происхождения нефти, использованной в качестве сырья — каждое месторождение имеет свой уникальный состав, от метода перегонки, используемых присадок и прочих факторов.

Обратите особое внимание, что в наше время в Европе принято указывать ОЧ по исследовательскому методу. В частности, старый добрый «семьдесят шестой» называется АИ-80. К сожалению, на бензоколонках очень часто, особенно в Украине, забывают про буквочку «И». Владельцы ГАЗ-21 льют себе «восьмидесятый» бензин, и гордятся тем, что он на 4 октана выше 76-го. А между тем, это тот же самый бензин!! А что касается А-80, то да, были модификации ГАЗ-21, рассчитанные на этот бензин, предназначавшиеся для экспорта — видимо в те страны, где он в те времена производился или преобладал. В нашей стране, во всяком случае, такого бензина не было и не будет. И если вы попробуете залить АИ-80 в такую машину, то детонация будет страшная, даже если на колонке написано «А-80». Потому что А-80 на самом деле гораздо ближе к АИ-92, чем к АИ-80, который суть А-76, а А-80 у нас не встречается.

Что касается некоторых экзотических ныне сортов бензина типа А-74, то они приведены в таблице для справки, так как упоминаются в некоторых официальных документах СССР 1970-х. Однако чаще всего тогда на колонках можно было встретить А-72 и А-76. В начале 1980-х А-72 исчез, а с АИ-93 стало немного легче.

Ещё немаловажное замечание — в США, начиная с 1960-х, принято указывать ОЧ бензина, являющееся средним арифметическим ОЧИ и ОЧМ. Там есть бензины с ОЧ 87, 89 и 92 — аналоги наших 92, 95 и 98 соответственно.

Степень сжатия

Чем выше степень сжатия и ОЧ бензина, тем выше КПД и удельная мощность. Собственно говоря, применение бензинов с более высоким ОЧ в моторах с высокой степенью сжатия обусловлено тем, что иногда этим моторам приходится работать с большой нагрузкой — при разгоне, например. Тогда детонационные свойства бензина будут востребованы. Однако при стабильном движении автомобиля по прямой ровной трассе без частых остановок, крутых горок и большой загрузки, в принципе, можно спокойно ехать и на А-76 даже если ваш мотор требует АИ-93. Проблема лишь в том, что прямых ровных трасс без подъёмов и спусков практически не бывает, равно как и не получается всё время ехать с одной скоростью — рано или поздно приходится останавливаться, потом разгоняться. И очень неприятно при этом слышать предательский звон… не пальцев, а головки блока, в которую многократно бьют детонационные волны…

Кстати, про звук. Впечатление такое, будто стучатся друг о друга металлические детали. Какие? Ну например, пальцы о поршни… Отсюда и пошёл этот в корне неправильный термин. На самом деле, для того чтобы металлическая деталь звенела, вовсе необязательно ударить в неё другой металлической. Разогнавшиеся до огромных скоростей молекулы газа тоже сойдут. Звон — это вибрация. И уже неважно, что её причинило — удар металла или газа.

А как увеличение степени сжатия увеличивает КПД мотора? Чем сильнее сжимают газ, тем выше его температура. Вспомните про простой шинный насос: если быстро работать им, он нагревается в нижней части — потому что воздух при резком опускании поршня не успевает пройти сквозь узкий золотник камеры и сжимается, нагреваясь при этом. Этот эффект называется адиабатическим сжатием. Но чем выше температура смеси, тем бензин сильнее испаряется, и тем мельче становятся капельки ещё не испарённого топлива. Следовательно, тем теснее контакт (больше площадь соприкосновения) между воздухом и топливом. А чем лучше контакт топлива с воздухом, тем выше скорость распространения фронта пламени. И значит, даже более высокооктановое (медленно горящее) топливо может сгореть и выделить необходимое тепло за более короткое время (а собственно удельное тепловыделение высокооктаного бензина не больше, чем у обычного). Детонация может помешать, соответственно надо использовать топливо с высоким ОЧ. Таким образом, при более высокой степени сжатия бензин сгорает более полно и стабильно (при условии отсутствия детонации, что обеспечивается более высокооктановым топливом), и для достижения той же мощности требуется его меньше, что выражается в несколько меньшем нажатии на педаль газа, чем при более низкой СЖ. В частности, температура выхлопных газов ниже, что говорит о том, что больше выработанной энергии ушло на полезную работу, чем в атмосферу.

Соответственно, расход топлива при прочих равных условиях уменьшается. В действительности он может и подняться, так как если раньше ваш автомобиль еле ползал, а тут (после повышения СЖ) ему как пинка дали, возникает большое искушение этим воспользоваться. Но если же ездить в таком же режиме, как и до повышения СЖ, то расход топлива гарантированно уменьшается (при условии использования соответствующего более высокооктанового). В применении к ГАЗ-21 можно привести конкретные данные: при стандартной степени сжатия 6.7 он может составлять 11-12 л/100 км по трассе и 15-16 по городу, при повышении СЖ до 8.4 — 9-10 и 12-13 л соответственно в тех же режимах и с тем же карбюратором, то есть налицо снижение расхода на 20-25% (!). Учитывая, что А-76 дешевле, чем АИ-92 или АИ-95 отнюдь не на столько же, а в лучшем случае на 10% (в настоящее время около 5%), целесообразность такой переделки не вызывает сомнений.

Кстати, в своё время (в СССР) многие стремились переделать Волги и Жигули c АИ-93 на А-76. Это было обусловлено тем, что многие, попросту говоря, воровали государственный бензин, или же покупали его у водителей (может быть, не всегда и ворованный, а просто сэкономленный). Однако при заправке по государственным расценкам экономии особой не выходило, а снижение динамики не могло радовать. В наше же время, когда разница в цене между А-76 и АИ-92 ещё меньше, вообще нет никакого смысла держаться за А-76.

Кстати, если уж на то пошло — надо вспомнить, что для ГАЗ-21 этот бензин не «родной». Двигатель рассчитан на бензин с октановым числом 70 или 72 (кратковременно допускалось использовать даже А-66). Поэтому на 76 бензине на 21 двигателе трудно услышать детонацию. Кстати, были и модификации Волги (эскпортные), рассчитанные именно на А-76. У них степень сжатия была несколько выше — 7.2 против 6.7. Соответственно ГБЦ была ниже на 1.3 мм. Некоторые волговоды в 1980-е годы фрезеровали ГБЦ на эту величину, чтобы их машина соответствовала имеющемуся в продаже топливу, поскольку при СЖ 6.7 часть бензина просто буквально вылетает в трубу. Но в наше время, когда 76 бензин уже «вымирает», как в своё время 66 и затем 72, уже несколько запоздало форсировать свой мотор до 76 — есть смысл перейти сразу на 92, а то и на 95. Для этого достаточно при очередной переборке мотора отнести ГБЦ на шлифовку нижней плоскости и попросить обеспечить её высоту 94.0…94.5 или 93.5…94.0 миллиметра соответственно. Помимо существенно уменьшившегося расхода топлива и соответствующей экономии средств (даже с учётом более высокой цены литра 95 бензина против 76) вас приятно порадует динамика и запас хода вашего автомобиля. Только не забудьте перейти на более холодные свечи и сделать УОЗ пораньше. И ещё не помешает АОК.

Обратите внимание, что степень сжатия — не то же самое, что компрессия!

Что будет, если заливать бензин с большим, чем надо ОЧ?

Есть мнение, что в двигателе с невысокой СЖ такой бензин будет дольше гореть, что приведёт к перегреву. В частности, считается, что могут прогореть клапана. Насколько обоснованны эти слухи, трудно утверждать. Во всяком случае, смысла заливать более высокооктановый бензин нет. Зажигание при этом надо сделать пораньше.

Антидетонационные присадки

Производство высокооктанового бензина — недешёвое занятие. Естественно, хочется сэкономить. Во время войны, когда требовались лучшие результаты в кратчайшие сроки, придумали добавлять в бензин тетраэтилсвинец. Что интересно, введённый в качестве временной меры, этилированный бензин сохранился в СССР до самого его распада. Видимо, война не окончилась в 1945-м…

Такой бензин очень вреден для окружающей среды и вообще ядовит. Однако старые карбюраторные моторы отечественных автомобилей едят его без отрыжки. Но если залить такой бензин в современную инжекторную иномарку, то можно мгновенно угробить систему питания и выпуска (в частности, датчики и катализатор). Именно поэтому у таких машин заливная горловина бензобака узкая — из расчёта, что в неё войдёт лишь специальный пистолет на колонке с неэтилированным бензином.

Этилированный бензин обычно окрашивают, чтобы его можно было легко идентифицировать. Чистый бензин напоминает воду, в толще желтовато-голубоватый (как некоторые галогенные фары).

У антидетонационных присадок есть одна неприятная черта — они со временем теряют эффект, так что такой бензин имеет ограниченный срок хранения.

Практика

Теория всегда отличается от практики, особенно в нашей стране. Попробуем теперь рассмотреть различные сорта бензина с практической точки зрения: что мы имеем в Украине. Подъезжая к бензоколонке, мы видим: АИ-80, АИ-92 итп. Думаете, это расшифровывается как «автомобильный бензин с октановым числом по исследовательскому методу 80 единиц» и так далее?

Дудки.

Мы имеем: АИ-80 (наличие или отсутствие буквочки «и» непринципиально) — помои, отстои, канализация… ладно, если серьёзно: газоконденсат, фракции мазута, разве что не отработка… и плюс немного бензина для запаха. Фактически соответствует ныне снятому с производства А-66, реже — А-72 (то-то наши Волги так любят этот бензин, они же на него и проектировались). АИ-92 — доля бензина значительно выше, реальное ОЧ примерно 85-90 по исследовательскому методу или 80 по моторному. АИ-95 — уже вроде как бензин, хотя как повезёт, реально чаще соответствует АИ-92. И наконец, АИ-98 — просто настоящий бензин. Вполне может быть 98, и даже чаще всего.

А объясняется это просто АИ-80 (он же А-76) льют в грузовики, водителям которых абсолютно всё равно, лишь бы ехало, да и сами грузовики, как свинки, слопают всё. Либо в старенькие москвичи, хозяева которых, не менее старенькие дедушки, просто не имеют денег на бензин как таковой. АИ-92 льют уже в автомобили, которые с натяжкой, но можно назвать машинами — 20-летние иномарки итп. А вот АИ-95 уже льют в основном в иномарки, и не самые старые. Тут уже лучше всё же заливать больше бензина, так как владельцы этих иномарок обычно не бедные пенсионеры, которые разве что ворчать могут, и зачастую более щепетильно подходят к выбору горючих жидкостей для своей машины, чем для своего собственного организма. Нередко просто льют под видом 95 чистый 92, пользуясь тем, что разница в ОЧ несущественная. У современных машин есть датчики детонации и микропроцессоры, которые подстраиваются, и машина в принципе едет почти так же, разве что кушает больше. Что же касается АИ-98, владельцы автомобилей, ездящих на этом топливе, стоящих под $100 000 и выше, могут купить эту бензоколонку с потрохами и утопить всех работников и даже владельце в их псевдобензине, так что тут лучше не рисковать и лить именно бензин.

Реальный опыт

Приведу несколько случаев из собственного опыта в подтверждение вышесказанного.

1. Лето 2006 г. Крым, Бахчисарай. Моя машина (ГАЗ-21И) ремонтировалась на СТО. Бензина в баке почти не было, туда приехал на остатках, но нормально. Чтобы обкатать двигатель на холостых оборотах, купил 10 л бензина на АЗС напротив СТО (ТНК между «Тройкой» и РОВД). Двигатель завёлся, но его трясло страшно, норовил заглохнуть. Собрался целый консилиум всего АТП. Крутили зажигание, меняли свечи, несколько раз перебрали и перенастроили карбюратор. Не помогало ничего. Пока я не додумался взять резервную 2-л бутылку с бензином, которая у меня всегда с собой под задним сиденьем, и опустить в неё шланг от карбюратора. Двигатель заработал как часы!!!

2. Осень 2007 г. В Одессе открылась новая АЗС «WOG» за мостом Бахмач над железной дорогой (ул. Заболотного). Я как раз собрался ехать в Умань. Приезжаю — а 95 бензин подорожал немного. Денег у меня было на полный бак, но теперь на них я могу залить столько же АИ-92. А я уже привык, что на 92 машина едет плохо, часто слышна детонация. С учётом конкретных спусков и подъёмов на киевской трассе это критично. С кислым видом залил таки 92. Был поражён тем, как неслась машина, как легко брала все подъёмы — на редком скорость падала ниже 100 км/ч (по GPS). И расход оказался на удивление мал. Всё, решил я, буду заправляться только на этой заправке. Но недолго музыка играла: уже через несколько недель я заметил, что машина потупела, опять стала слышна детонация… Пришлось снова перейти на АИ-95. Вывод какой? На вновь открывшейся АЗС продают бензин, который соответствует заявленным параметрам, т.е. АИ-92 таки имеет ОЧИ 92. Поработав какое-то время, сотрудники приобретают опыт, как воровать и соответственно бодяжить бензин. Не исключено, что вместо АИ-92 стали лить либо А-76, либо его смесь с 92. Во всяком случае, при моей степени сжатия 8.4, лишь немного выше, чем у ГАЗ-24, которая рассчитана на АИ-93, не должно быть особых проблем с АИ-92. Но они есть! Вывод напрашивается.

3. Зима 2009 г. Совершенно аналогичная история с заправкой «Окко» на Старокиевском шоссе (сейчас напротив неё ТЦ «Таврия-Суворовский». Залил как-то там АИ-95. Машина преобразилась настолько, что мне показалось, что я вышел за пределы реальности. Динамика стала такая, что Волга легко «делала» большинство других автомобилей, включая новейшие иномарки! Буквально прыгала с места. С непривычки чуть не попадал даже в ДТП — рефлекс нажатия ноги на педаль акселератора старый, а реакция двигателя на это совсем другая! Ну и что? Продлилось это счастье тоже порядка месяца. Потом всё по-старому: машина тупит, не так быстро заводится, двигатель подёргивается на холостых оборотах… Кстати, АЗС эта была новая на тот момент. Так что картина та же. Кто-то предположит, что дело было в матчасти: забился карбюратор, износились свечи… но я же не вчера сел за руль Волги, чтобы не учесть такого. Могу дать если не 100, то 99%, что это тут было совершенно ни при чём. Более того, следующая история с той же АЗС это подтверждает.

4. Весна 2009 г. Одесса. Автомобиль (Волга, но другая, ГАЗ-21Р) стоит в гараже. Бензобак снят для запайки. Установлен. В него залиты 2 л из той же бутылочки-выручалочки. Она прозрачная, так что хорошо видно, что бензин чистый. Что касается бака, из него, пользуясь случаем, вытряхнута вся грязь и ржавчина. До АЗС «Окко» на Старокиевском шоссе автомобиль доехал спокойно, двигатель работал ровно. Сразу после заправки начались рывки, двигатель колбасило. Памятуя опыт выше, бензин был слит с бака, благо залито было не очень много. Слит в такие же 2-л бутылки. На дне бутылок чётко было видно, как болтается вода. Если бы это произошло в иных условиях, можно было бы грешить на другие заправки, на свой бак, в котором мог образоваться конденсат или кто-то мог напрудить в него на стоянке из вредности, но в вышеописанных обстоятельствах однозначно ясно, что вода в топливе была на данной конкретной АЗС. Кстати, так как вода тяжелее бензина, она быстро опускается на дно бака, попадает в бензозаборник, и проявляется сразу. Так что если машина начала дёргаться после заправки (а до того ехала хорошо) — значит, вода в бензин попала именно там, а не где-то ещё.

5. Лето 2010 г. Одесса. ГАЗ-21Р и ГАЗ-21И. Я лично никогда раньше не сталкивался с закипанием бензина в топливном насосе, а тут столкнулся… Приходилось ездить с мокрой тряпочкой, накинутой на него. Но такая проблема не характерна для Волг. Конечно, отсутствует обратка, насос установлен на двигатель и сильно греется от блока цилиндров. И всё же ни в старых журналах «За рулём», ни в руководствах по эксплуатации Волги не упоминается закипание бензонасоса. А почему? Потому что в советское время бензин соответствовал ГОСТу… А сейчас летом льют зимнее топливо, или просто бодяжат его газовым конденсатом. Он жидкий (состоит из тех углеводородов-фракций нефти, которые занимают промежуточное положение между газом и бензином), но температура кипения значительно ниже, чем у нормального бензина. У современных автомобилей это не проявляется, поскольку топливный насос установлен обычно в бензобаке и охлаждается бензином, но факт бодяжения топлива налицо. По-видимому, когда в газовых цистернах накапливается слишком много конденсата, вместо того чтобы правильно его использовать, его просто домешивают в бензин. Летом, в жару это чувствуется: машина дёргается, глохнет. Бензонасос у Волги со стеклянной крышкой — процесс кипения можно наблюдать воочию.

6. Зима 2013 г. Одесса. Автомобиль знакомого (впрысковая иномарка, относительно новая). На моих глазах он заливает в бак работающей машины бензин из 1.5-л бутылок от минеральной воды. К бутылкам приклеены большие бумажные этикетки «Акт отбора проб» с данными АЗС, подписями, датами и т.п. (правда, указан другой город, не Одесса), по словам тех, кто дал их ему — в них отличный бензин. На пробках бутылок — пломбы. Машина тем временем глохнет, и все наши попытки завести её ничего не дают — ни стартером, ни с толкача. Выручил сосед, который взял нас на буксир и тащил более 2 км (!) на 3-й передаче с приличной скоростью, пока машина не завелась после чиханья и рывков и не заработала стабильно. После этого уже было всё нормально.

Одну из бутылок залить не успели. Дело было вечером, поэтому не было так заметно, но просветив бутылку фонариком, увидели в толще бензина какие-то быстро падающие на дно примеси…

Это была вода. На фото бутылка уже с утра, отстоявшаяся — вся вода собралась внизу, а те примеси были мелкими капельками, взвешенными по всему объёму. На первый взгляд — словно пузырьки газа в минеральной воде. Так ведёт себя вода в бензине при интенсивном встряхивании — разбивается на мелкие капельки. Однако они довольно быстро падают на дно и собираются в крупные капли.

Конечно, теоретически в данном случае не исключено, что это остатки минералки, что бензин был залит в бутылку, вынутую из урны с недопитой водой — но что это за отбор проб, если его делают в первую попавшуюся тару, даже не убедившись, что она пустая и сухая? Кроме того, капли воды на дне слишком мутные, чтобы быть из артезианской скважины. Дело не только в воде — видно, что там куча грязи и посторонних примесей. Какие-то хлопья ещё плавали. Тоже видны на фотографии.

Вот каким бензином нас «кормят» на АЗС в Украине (и, похоже, во многих других бывших ССР). И, как видно из дат, что 7 лет назад, что сейчас. Ничего не меняется.

Кстати, отсутствие личных «новостей» после 2010 г. объясняется не тем, что бензин стал лучше, а просто я перешёл на пропан-бутан… Бензин таки достал по всем статьям!

Ссылки

• www.gazclub.ru/faq/?mess_id=694
• www.greytek.ru/article/quality
• www.mashina.info/Ency/sovet/3_1.shtml
• www.shatox.ru
• www.zr.ru/articles/48756

Игорь Калинин «Штирлиц» 2007.12.11, 2013.02.19.

© GAZ-21.Org 2007-2013