we've a new website! visit MechDesign.xyz
english
 
Βενζίνες - οκτάνια/μόλυβδος
 
by IKE - 20-2-2006

Μόλυβδος.

Ο μόλυβδος (τετρα-αιθυλιούχος μόλυβδος - TEL για την ακρίβεια) σαν πρόσθετο στην βενζίνη χρησιμοποιήθηκε για 2 λόγους, σαν αντικροτικό πρόσθετο και σαν λιπαντικό. Σαν αντικροτικό ανέβαζε την πίεση που μπορούσε να αντέξει μια βενζίνη έως ότου αυτοαναφλεγεί (ανέβαζε τα οκτάνια δηλαδή) και σαν λιπαντικό δημιουργούσε επικαθίσεις που λίπαιναν τις έδρες των βαλβίδων.



Το πρόβλημα με τον μόλυβδο είναι πως αφενός είναι επικίνδυνο και τοξικό δηλητήριο και αφ'ετέρου δημιουργεί πρόβλημα στους καταλυτικούς μετατροπείς καυσαερίων. Οι τελευταίοι υιοθετήθηκαν στα περισσότερα αυτοκίνητα από τη δεκαετία του '90 και μετά και σήμερα υπάρχουν και σε πολλές μοτοσικλέτες. Σταδιακά για τα αυτοκίνητα αυτά άρχισε η διάθεση της αμόλυβδης βενζίνης παράλληλα με την κλασσική με μόλυβδο (super).

Η αμόλυβδη σαν αντικροτικό πρόσθετο είχε σε αντικατάσταση του μολύβδου κυρίως κυκλικούς αρωματικούς υδρογονάνθρακες όπως το βενζόλιο. Οι ενώσεις αυτές είναι οι περισσότερες επιβλαβείς για την υγεία αλλά ένας κινητήρας με αισθητήρα λ και καταλύτη ουσιαστικά εξομοιώνει τα καυσαέρια μιας τέλειας καύσης και τους διασπά σε απλούστερες ενώσεις όπως το μονοξείδιο και διοξείδιο του άνθρακα.

Για τα αυτοκίνητα χωρίς καταλύτη και αισθητήρα λ η βενζίνη με μόλυβδο συνέχισε να διατίθεται στην αγορά έως ότου καταργηθεί και αντικατασταθεί από την LRP (lead replacement petrol). Το καύσιμο των αυτοκινήτων αυτών παρουσιάζει ενδιαφέρον από δύο πλευρές, την ρύπανση της ατμόσφαιρας και την φθορά του κινητήρα.


Ρύπανση.


Όπως είπαμε και πιο πάνω η αμόλυβδη βενζίνη περιέχει κυκλικούς αρωματικούς υδρογονάνθρακες, εξαιρετικά επιβλαβείς ουσίες. Ένα καταλυτικό αυτοκίνητο δεν αφήνει τις περισσότερες εξ'αυτών να διαφύγουν στην ατμόσφαιρα μιας και τις διασπά σε απλούστερες και σχετικά ακίνδυνες, ένα μη καταλυτικό όμως ρυπαίνει με τις επικίνδυνες αυτές ουσίες την ατμόσφαιρα μιας και μέρος τους καταφέρνει να διαφύγει μέσα από τα καυσαέρια. Επειδή η super με μόλυβδο την εποχή που πρωτοεμφανίστηκε δεν περιείχε τις ουσίες αυτές (είχε μόλυβδο στην θέση τους) επικράτησε η άποψη πως είναι έως και εγκληματικό για το περιβάλλον και την υγεία να χρησιμοποιεί κάποιος αμόλυβδη αντί για σούπερ σε αυτοκίνητο χωρίς καταλύτη. Εδώ όμως υπάρχουν οι εξής δύο παρεξηγήσεις.



Το ποσοστό του μολύβδου στην super με την εμφάνιση της αμόλυβδης άρχισε να μειώνεται συνέχεια, ο ρόλος του περιορίστηκε στην λίπανση (όπου χρειάζεται ελάχιστη μόνο ποσότητα μολύβδου) και όχι σαν αντικροτικό μέσο και για να παραμείνει ο αριθμός οκτανίου σταθερός προστέθηκαν οι ίδιες ουσίες (αρωματικοί υδρογονάνθρακες) που προστίθονται και στην αμόλυβδη. Άρα ένα μη καταλυτικό αυτοκίνητο προς το τέλος της κατάργησης της super καίγοντας super εξέπεμπε σχεδόν ίσα ποσοστά βενζολίου και άλλων βλαβερών ουσιών στην ατμόσφαιρα με όσα θα εξέπεμπε καίγοντας αμόλυβδη. Φυσικά με την κατάργηση της super και την διάθεση στην αγορά της LRP οι εκπομπές κυκλικών αρωματικών υδρογονανθράκων και γενικότερα επιβλαβών ουσιών στην ατμόσφαιρα είναι ακριβώς ίδιες μιας και η LRP δεν είναι παρά κανονική αμόλυβδη με κάποια λιπαντικά πρόσθετα.
Παρ'όλα αυτά ακόμα και σήμερα που και η LRP οδεύει προς οριστική κατάργηση πολλοί καταναλωτές πιστεύουν πως είναι επικίνδυνο να χρησιμοποιήσουν αμόλυβδη αντί LRP στο μη-καταλυτικό αυτοκίνητό τους ακόμα και αν αυτό μπορεί να κάψει αμόλυβδη χωρίς πρόβλημα (βλ. παρακάτω).



Η δεύτερη παρεξήγηση αφορά την επικινδυνότητα των κυκλικών αρωματικών υδρογονανθράκων σε σχέση με τον μόλυβδο. Αρκετές έρευνες έδειξαν πως ο μόλυβδος είναι αρκετές τάξεις μεγέθους πιο επικίνδυνος από τους πρόσθετους υδρογονάνθρακες της αμόλυβδης, ίσως θα ήταν καλύτερα για το περιβάλλον αλλά και την υγεία συνολικά αν ο μόλυβδος δεν είχε χρησιμοποιηθεί ποτέ και στην θέση του βάζαμε βενζόλιο ή υδρογονάνθρακες τέτοιου είδους. Στην περίπτωση αυτή το μη χείρον βέλτιστο, οπότε ακόμα και όταν πρωτοεμφανίστηκε η αμόλυβδη και όντως μπορούσε κάποιος να επιλέξει τη χρήση μολύβδου ή βενζολίου παρ'όλο που το τελευταίο είχε δαιμονοποιηθεί μάλλον ήταν (και με διαφορά) η λιγότερο επιβλαβής για το περιβάλλον και την υγεία λύση. Άλλωστε ακόμα και πριν την κατάργηση της σούπερ με μόλυβδο πολλές μοτοσικλέτες (μη-καταλυτικές) έβγαιναν από τα εργοστάσια με ρύθμιση αλλά και προτροπή του κατασκευαστή για να καίνε αμόλυβδη (πχ piaggio).


Φθορές.


Όπως είπαμε και πιο πάνω ο μόλυβδος σαν πρόσθετο εκτός από αντικροτικό χρησίμευε και στην λίπανση των εδρών των βαλβίδων, για τον λόγο αυτό παρέμεινε μια μικρή ποσότητα ακόμα και όταν η super χρησιμοποιούσε σαν αντικροτικό κυρίως το βενζόλιο. Εκεί ακριβώς οφείλεται και η ύπαρξη της LRP, η βενζίνη αυτή δημιουργήθηκε σαν καύσιμο για τα παλιάς τεχνολογίας αυτοκίνητα που είχαν ανάγκη την λίπανση στις έδρες των βαλβίδων. Δεν είναι παρά η απλή αμόλυβδη με κάποια λιπαντικά πρόσθετα για τον σκοπό αυτό και μόνο.
Παρ'όλα αυτά τα περισσότερα αυτοκίνητα αλλά και μοτοσικλέτες χωρίς καταλύτη που κυκλοφορούν σήμερα δεν έχουν ανάγκη τα πρόσθετα αυτά ή οποιοδήποτε τέτοιου είδους επειδή η κυλινδροκεφαλή και οι βαλβίδες είναι φτιαγμένα από ειδικά ανθεκτικά κράματα. Πολλοί επίσης υποστηρίζουν πως ακόμα και σε πολύ παλιά αυτοκίνητα η ζημιά από τις επικαθίσεις μολύβδου μέσα στον κινητήρα είναι μεγαλύτερη από το λιπαντικό όφελος και πως η αμόλυβδη θα προξενούσε λιγότερες φθορές.
Αν παρ'όλα αυτά ο κινητήρας σας έχει ανάγκη τα λιπαντικά πρόσθετα της LRP ακόμα και όταν αυτή καταργηθεί πλήρως (μέσα στα επόμενα 2-3 χρόνια, μιας και στις περισσότερες χώρες την χρησιμοποιεί λιγότερο από το 3% των οχημάτων) θα μπορείτε να προμηθεύεστε ξεχωριστά κάποια πρόσθετα που θα μπαίνουν σε μικρές δόσεις στο ρεζερβουάρ κάθε λίγα γεμίσματα χωρίς πρόβλημα στην μηχανή.



Ένας άλλος σημαντικός παράγοντας είναι τα οκτάνια, η super ήταν 98 οκτανίων, η παλιά απλή με μόλυβδο 93 και η σημερινή αμόλυβδη και LRP 95. Πιθανώς κάποια παλιά αυτοκίνητα να έχουν ανάγκη τα 98 οκτάνια και να μην μπορούν να δουλέψουν σωστά με 95 αν και αυτό είναι σχετικά σπάνιο. Στις περιπτώσεις αυτές μπορεί να χρησιμοποιηθεί η βενζίνη 99/100+ οκτανίων χωρίς πρόβλημα ακόμα και σε συνδυασμό με αμόλυβδη ή LRP.


Προηγούμενη σελίδα Επόμενη σελίδα up


index
 
Καταλυτικοί μετατροπείς


O καταλύτης δεν είναι φίλτρο, στη χημεία οι καταλύτες είναι υλικά που με την παρουσία τους επιταχύνουν χημικές αντιδράσεις. Ο ακριβής μηχανισμός δεν είναι πάντα σαφής αλλά η λειτουργία τους είναι μελετημένη εκτενώς και η χρήση τους ευρεία.

Ο σκοπός ύπαρξης του καταλύτη είναι να εξομοιωθεί η χημική αντίδραση της πλήρους καύσης στο μέτρο που αυτό είναι δυνατόν. Με απλά λόγια θα λέγαμε πως ο καταλύτης διασπά τις πολύπλοκες ενώσεις (πχ βενζόλιο) σε απλούστερες (πχ CO2)..

Για να δράσει αποτελεσματικά ένας καταλύτης θα πρέπει να έχει όσο το δυνατόν μεγαλύτερη επιφάνεια επαφής με τα αντιδρώντα. Στα αυτοκίνητα τα αντιδρώντα είναι τα καυσαέρια και ο εναπομείναντος σε αυτά ατμοσφαιρικός αέρας.

Οι καταλύτες είναι φτιαγμένοι από σπάνια και πανάκριβα υλικά (λευκόχρυσο πχ ) τα οποία βρίσκονται σε πολύ μικρές ποσότητες (αλλά διάσπαρτα) σε ένα κεραμικό σπογγοειδές υλικό. Έτσι με ελάχιστο καταλυτικό υλικό έχουμε μεγάλη επιφάνεια επαφής.



Όπως οι περισσότεροι καταλύτες στη χημεία έτσι και οι συγκεκριμένοι των αυτοκινήτων μετά από καιρό χάνουν την αποτελεσματικότητά τους (δηλητιριασμός καταλύτη). Είναι εύκολα ανακυκλώσιμοι και σαν πρώτες ύλες είναι πολύ ακριβοί ώστε η ανακύκλωσή τους να είναι συμφέρουσα. Αν παρ'όλα αυτά πεταχτούν στα σκουπίδια μπορούν να προκαλέσουν προβλήματα μιας και σαν υλικά είναι τοξικά (και όχι φυσικά από τα καυσαέρια που υποτίθεται έχουν συσσωρεύσει.)

O αισθητήρας λάμδα ενημερώνει το σύστημα ψεκασμού ώστε το τελευταίο να διατηρεί όσο είναι δυνατόν την αναλογία του μίγματος κοντά στο στοιχειομετρικό λόγο (από εκεί παίρνει και το όνομά του) οπότε ένα αυτοκίνητο με αισθητήρα λάμδα λειτουργεί σωστότερα από ένα άλλο που δεν έχει ακόμα και αν κανένα από τα 2 τους δεν έχει καταλύτη.

Ένα αυτοκίνητο με χαλασμένο καταλύτη αλλά με το υπόλοιπο σύστημα να δουλεύει σωστά θα έχει σίγουρα καθαρότερες εκπομπές ρύπων από το αντίστοιχο μη καταλυτικό αυτοκίνητο (χωρίς αισθητήρα λάμδα δηλαδή).

Ο καταλύτης είναι παθητικό στοιχείο , η μη σωστή λειτουργία του θα επηρεάσει τους ρύπους φυσικά αλλά ο αισθητήρας λάμδα θα συνεχίσει να κάνει σωστά τη δουλειά του όπως και το σύστημα ψεκασμού και διατηρώντας την αναλογία περίπου στοιχειομετρική δεν θα επιτρέπει ούτε πολύ φτωχό μίγμα ούτε πολύ πλούσιο όπως ένα μη καταλυτικό οπότε οι ρύποι θα είναι σαφώς καλύτεροι.

Οι καταλύτες δεν είναι ο μόνος τρόπος να περιοριστούν οι ρύποι, κατά καιρούς έχουν δοκιμαστεί και άλλες τεχνολογίες, όπως η επανακυκλοφορία καυσαερίων, οι κινητήρες φτωχού μίγματος κ.α. κάποιες από αυτές και σε συνδυασμό με καταλυτικούς μετατροπείς.

(photo - arvinmeritor.com)
 





Κείμενα, σχέδια και φωτογραφίες είναι πνευματική ιδιοκτησία του robotpig.net εφόσον δεν αναφέρεται κάτι διαφορετικό.
Για αναδημοσίευση οποιοδήποτε τμήματος της ιστοσελίδας απαιτείται έγγραφη άδεια. © robotpig.net