Ацетон повысил октановое число бензина. Почему добавлять его в бак всё равно рискованно

Ацетон в бензобаке: дешёвый октан-корректор или опасный эксперимент

Рекомендации добавлять ацетон в бензин регулярно встречаются на автомобильных форумах и в тематических видеоматериалах. Предполагается, что такая добавка способна повысить октановое число, очистить форсунки, сделать работу двигателя более устойчивой и уменьшить расход топлива. При этом обычный технический ацетон стоит значительно дешевле специализированных топливных присадок.

Предлагаемые концентрации различаются в несколько раз. В одних рекомендациях речь идёт о небольшом количестве ацетона, в других — о сотнях миллилитров на один топливный бак. В качестве подтверждения эффективности обычно приводятся субъективные наблюдения: снижение уровня шума двигателя, улучшение реакции на изменение положения педали акселератора или предполагаемое уменьшение расхода топлива.

Однако такие наблюдения не подтверждают ни повышения октанового числа, ни измеримого улучшения топливной экономичности. На работу автомобиля одновременно влияют состав топлива, температура окружающего воздуха, дорожные условия, текущие адаптивные параметры системы управления двигателем и субъективные ожидания водителя.

Для объективной оценки ацетона как компонента топлива необходимо измерить изменение октанового числа, провести моторные испытания и оценить не только мощностные и экономические показатели, но и состояние моторного масла после продолжительной работы двигателя.

Такие исследования проводились, но их результаты оказались неоднозначными.

В одном испытании ацетон повысил моторное октановое число бензина. В другом низкая концентрация практически не изменила крутящий момент и удельный расход топлива серийного автомобильного двигателя. В ходе третьего эксперимента смесь с 10% ацетона сначала обеспечила более высокие мощностные и экономические показатели, однако после 120 часов работы анализ масла выявил более интенсивное снижение щелочного числа и повышенное содержание элементов — индикаторов износа.

Поэтому основной вопрос следует сформулировать точнее:

может ли низкая концентрация ацетона дать эксплуатационно значимый эффект без ускоренного старения масла и повышения износа двигателя?

Для ответа необходимо рассматривать отдельно три аспекта: изменение детонационной стойкости топлива, реакцию конкретного двигателя и возможные последствия продолжительной эксплуатации.

Почему ацетон может влиять на характеристики бензина

Ацетон — не готовая топливная присадка, а летучее кислородсодержащее органическое соединение и сильный органический растворитель. Он смешивается с бензином и изменяет свойства топливной смеси, поэтому предположение о его влиянии на процесс сгорания имеет физико-химические основания.

Однако высокая детонационная стойкость отдельного компонента не означает автоматического увеличения мощности двигателя или снижения расхода топлива.

Октановое число характеризует детонационную стойкость топлива, но не количество содержащейся в нём энергии. Повышение детонационной стойкости может привести к улучшению рабочих показателей только в том случае, если режим работы двигателя на исходном топливе ограничивается возникновением детонации, а система управления предусматривает соответствующую коррекцию рабочих параметров — например, угла опережения зажигания.

Если двигатель на штатном топливе работает без детонационного ограничения, повышение октанового числа может не привести к измеримому изменению мощности.

Одновременно ацетон влияет на испарение топлива, процесс сгорания и энергетические характеристики смеси. Поэтому на одном двигателе его добавление может повысить эффективность и изменить состав отработавших газов, а на другом — не обеспечить увеличения мощности или вызвать некоторое снижение крутящего момента.

Следовательно, оценивать ацетон только по его предполагаемой детонационной стойкости нельзя. Необходимо рассмотреть результаты прямого определения октанового числа и сопоставить их с данными моторных испытаний.

ОЧМ выросло, но при высокой концентрации ацетона

В одном прямом моторном испытании было установлено, что ацетон способен повысить октановое число исследованного топлива. Авторы использовали реформатный бензин и определяли его характеристики до и после добавления 5 и 10% ацетона по объёму.

Октановое число измеряли на стандартной одноцилиндровой установке CFR. В исследовании определялось моторное октановое число — ОЧМ. Исследовательское октановое число, используемое в обозначениях товарных бензинов АИ-92 и АИ-95, в работе не приводилось.

Результаты испытания:

Добавление ацетона повысило детонационную стойкость исследованного топлива. При этом наибольший прирост ОЧМ — 3,5 пункта — был получен при концентрации ацетона 10%.

При такой концентрации ацетон становится значимым компонентом топливной смеси и изменяет не только её детонационную стойкость, но и другие физико-химические характеристики.

Кроме того, в работе испытывали конкретный реформатный компонент. Полученные значения нельзя автоматически переносить на товарные автомобильные бензины иного компонентного состава.

Нельзя и пропорционально пересчитывать результат на более низкие концентрации. Добавление 5% ацетона повысило ОЧМ на 1,1 пункта, тогда как увеличение концентрации до 10% дало прирост 3,5 пункта. Это указывает на зависимость смесительного эффекта от концентрации ацетона и исходного состава топлива.

Таким образом, испытание подтверждает, что при концентрациях 5–10% ацетон способен повысить моторное октановое число конкретного бензинового компонента. Однако оно не позволяет определить эффект при концентрациях около 1–2%, более близких к значениям, рекомендуемым в неофициальных источниках.

Исследование: Characterization of Sudanese reformat gasoline blended with acetone

При 2% ацетона мощность и расход практически не изменились

Влияние ацетона на серийный автомобильный двигатель исследовали на Honda L13A4 i-DSI рабочим объёмом 1,34 литра. В отличие от одноцилиндровых лабораторных установок, это автомобильный двигатель со штатной электронной системой управления.

В качестве исходного топлива использовали бензин с октановым числом 95. Ацетон добавляли в концентрациях 2, 5, 10 и 20% по массе.

С практической точки зрения наибольший интерес представляет смесь A2 с минимальной исследованной концентрацией ацетона. При её использовании:

• крутящий момент снизился на 0,33%;
• удельный расход топлива уменьшился на 0,27%.

Изменения менее 0,5% не указывают на эксплуатационно значимое улучшение мощностных или экономических характеристик.

При дальнейшем увеличении доли ацетона крутящий момент продолжал снижаться. Незначительное уменьшение удельного расхода сохранялось до смеси A10, однако при концентрации 20% расход уже оказался несколько выше, чем на исходном бензине.

Таким образом, даже при 10% ацетона увеличения крутящего момента на двигателе Honda зафиксировано не было.

При этом ацетон повлиял на процесс сгорания и состав отработавших газов. Выбросы угарного газа и несгоревших углеводородов снижались, а содержание оксидов азота увеличивалось. Следовательно, ацетон повлиял на процесс сгорания и состав отработавших газов, но не обеспечил эксплуатационно значимого улучшения мощности или топливной экономичности.

Такой результат объясняется тем, что повышение детонационной стойкости само по себе не увеличивает мощность двигателя. Если режим работы на исходном бензине не ограничивается детонацией, дополнительный запас детонационной стойкости может не привести к изменению угла опережения зажигания и других рабочих параметров.

Кроме того, ацетон изменял испаряемость, энергетические характеристики смеси и наполнение цилиндров. Авторы исследования связывали снижение крутящего момента в том числе с уменьшением коэффициента наполнения.

Итог испытания можно сформулировать следующим образом:

При концентрации 2% ацетон изменил процесс сгорания, но практически не повлиял на крутящий момент и удельный расход топлива серийного автомобильного двигателя.

Полный текст исследования двигателя Honda L13A4 i-DSI

На другом двигателе смесь A10 увеличила мощность

В другом исследовании были получены иные результаты. Здесь сравнивали бензин с октановым числом 92 и смесь A10, состоявшую из 90% бензина и 10% ацетона по объёму.

Испытания проводили на одноцилиндровом карбюраторном двигателе воздушного охлаждения рабочим объёмом 163 см³.

При использовании смеси A10 были зафиксированы более высокие мощностные и экономические показатели:

• эффективная мощность выросла на 11,74%;
• эффективный тепловой КПД увеличился на 12,05%;
• удельный эффективный расход топлива снизился на 6,72%.

Одновременно приблизительно вдвое уменьшились выбросы угарного газа и несгоревших углеводородов.

Авторы связывали эти результаты с изменением процесса смесеобразования и более полным сгоранием топлива.

Расхождение с результатами испытания Honda может объясняться различиями в конструкции двигателей, системах питания, исходном топливе, концентрации ацетона и режимах испытаний.

Различия результатов могут быть связаны с тем, что изменение испаряемости и процесса сгорания по-разному влияет на двигатели различной конструкции. Возможный положительный эффект способен компенсироваться снижением наполнения цилиндров, меньшей теплотой сгорания смеси или отсутствием соответствующей коррекции параметров управления.

Следовательно, результаты двух работ показывают зависимость эффекта ацетона от нескольких факторов:

• конструкции двигателя;
• системы топливоподачи;
• состава исходного бензина;
• концентрации ацетона;
• режима работы.

Особую ценность второго исследования представляет продолжительность испытания. Двигатель работал на исходном бензине и на смеси A10 по 120 часов. Для каждого этапа использовали свежее масло SAE 20W-40, которое после завершения цикла подвергали лабораторному анализу.

Определяли:

• кинематическую вязкость;
• температуру вспышки;
• щелочное число;
• содержание воды;
• содержание элементов — индикаторов износа;
• содержание элементов присадочного пакета.

Кратковременное стендовое испытание характеризует мощность, расход и состав отработавших газов. Анализ масла после продолжительной работы позволяет дополнительно оценить изменение состояния смазочного материала и возможные признаки увеличения интенсивности износа.

Результаты этого анализа показали, что улучшение кратковременных стендовых характеристик сопровождалось рядом неблагоприятных изменений состояния масла.

Полный текст 120-часового испытания A10 и анализа моторного масла

Что показал анализ масла после 120 часов работы

После завершения испытаний исследователи сравнили масло, работавшее на исходном бензине, с маслом после использования смеси A10.

Более выраженного снижения вязкости при использовании ацетона зафиксировано не было. Кинематическая вязкость и температура вспышки масла после A10 изменились даже меньше, чем после работы на исходном бензине.

Основные различия были зафиксированы по щелочному числу, содержанию воды и концентрации элементов — индикаторов износа.

На смеси A10 щелочное число снизилось интенсивнее

Щелочное число, или TBN, характеризует щелочной резерв масла — его способность нейтрализовать кислые продукты, образующиеся в процессе эксплуатации.

После 120 часов значение TBN снизилось:

• на 18% при работе на бензине;
• на 31% при работе на смеси A10.

Следовательно, масло после A10 утратило почти треть исходного щелочного резерва.

Снижение щелочного числа само по себе не является прямым доказательством механического износа двигателя. Щелочное число закономерно снижается в процессе эксплуатации масла. Однако сравнение двух одинаковых испытательных циклов показывает, что при использовании A10 снижение TBN происходило заметно интенсивнее.

Улучшение эффективных показателей двигателя на смеси A10 сопровождалось более выраженным снижением щелочного числа масла.

Повысилось содержание воды и элементов — индикаторов износа

После работы на смеси A10 в масле было выявлено более высокое содержание воды. Авторы связывали это с изменением процесса сгорания и проникновением продуктов сгорания в картер.

Исследование не позволяет однозначно установить механизм этого изменения. Однако повышенное содержание воды следует рассматривать как неблагоприятный фактор, поскольку оно может способствовать коррозии, ускорять окисление масла и влиять на эффективность присадок.

Различия также были выявлены методом спектрального анализа.

Содержание железа составило:

• 22 ppm после работы на бензине;
• 30 ppm после работы на A10.

В образце после A10 также оказалось больше меди, алюминия и хрома.

Эти элементы используют как косвенные индикаторы износа деталей двигателя. Однако по одному анализу нельзя определить конкретный источник металла или установить степень износа отдельного узла.

Абсолютные концентрации также нельзя напрямую переносить на другой двигатель, поскольку результат зависит от конструкции, используемого масла, режима работы и продолжительности испытания.

Тем не менее внутри данного эксперимента различие было однозначным: при одинаковых условиях содержание железа, меди, алюминия и хрома после работы на A10 оказалось выше.

Изменился и элементный состав присадочного пакета масла, хотя отдельные компоненты демонстрировали разнонаправленную динамику. Поэтому основное значение имеет совокупность показателей:

• более интенсивное снижение щелочного числа;
• повышенное содержание воды;
• более высокая концентрация элементов — индикаторов износа.

Это не доказывает, что низкая концентрация ацетона неизбежно приведёт к повреждению любого двигателя. В исследовании использовали 10-процентную смесь и конкретный одноцилиндровый мотор.

Однако результат позволяет сделать принципиальный вывод:

Увеличение мощности в кратковременном стендовом испытании не является достаточным основанием для вывода о безопасности топлива при продолжительной эксплуатации.

Совместимость ацетона с материалами топливной системы

Ацетон является активным органическим растворителем. Этим объясняется предполагаемая способность удалять смолистые отложения и загрязнения из топливной системы. Однако растворяющая способность ацетона сама по себе не подтверждает безопасность его применения в топливной системе автомобиля.

В конструкции топливной системы используются металлические, полимерные и эластомерные материалы: шланги, уплотнения, мембраны, элементы насоса, пластиковые корпуса и защитные покрытия. Их устойчивость к ацетону зависит от химического состава, температуры, концентрации растворителя и продолжительности контакта.

Поэтому утверждение о неизбежном быстром разрушении всех резиновых деталей является чрезмерным обобщением. Разные эластомеры могут существенно различаться по устойчивости к органическим растворителям.

Однако отсутствуют основания и для противоположного вывода о полной совместимости. Долговременная совместимость конкретной топливной системы со смесью, содержащей 5–10% ацетона, должна подтверждаться отдельными испытаниями насоса, форсунок, шлангов, уплотнений и других элементов.

В рассмотренных исследованиях оценивали мощностные показатели, расход топлива, состав отработавших газов и состояние моторного масла. Продолжительное воздействие ацетона на материалы топливного тракта отдельно не изучалось.

Растворяющее действие может иметь и дополнительное последствие. Если в топливном баке и магистралях автомобиля с длительным сроком эксплуатации накопились отложения, ацетон способен частично отделить их от поверхностей. После этого частицы загрязнений могут перемещаться с топливом и задерживаться в сетке насоса, фильтре или каналах форсунок.

Следовательно, предполагаемый очищающий эффект не следует автоматически рассматривать как безопасный. Его результат зависит от состояния топливной системы и характера накопившихся загрязнений.

Основная неопределённость связана не с неизбежным немедленным разрушением материалов, а с отсутствием данных об их долговременной совместимости с нештатными ацетонсодержащими смесями.

Кроме того, технический ацетон, не предназначенный для использования в составе автомобильного топлива, может различаться по чистоте и содержанию воды. Поэтому его нельзя рассматривать как эквивалент специализированной топливной присадки с нормированным составом и установленной дозировкой.

Что подтверждают результаты испытаний

Опубликованные исследования показывают, что ацетон действительно способен влиять на характеристики бензина и рабочий процесс двигателя.

При концентрациях 5 и 10% было зафиксировано повышение моторного октанового числа исследованного реформатного бензина. На одноцилиндровом двигателе смесь A10 также обеспечила увеличение эффективной мощности и теплового КПД при одновременном снижении удельного расхода топлива.

Следовательно, ацетон нельзя считать компонентом, не оказывающим никакого воздействия на топливо. При достаточно высокой концентрации он способен изменять:

• детонационную стойкость;
• испаряемость топливной смеси;
• процесс сгорания;
• мощностные и экономические показатели;
• состав отработавших газов.

Однако величина и направление эффекта зависят от конструкции двигателя, системы топливоподачи, исходного состава бензина, концентрации ацетона и режима работы.

Это подтверждается испытанием серийного двигателя Honda. При концентрации 2% изменение крутящего момента и удельного расхода топлива составило менее 0,5%. При дальнейшем увеличении доли ацетона крутящий момент продолжал снижаться.

Таким образом, результаты, полученные для 10-процентной смеси на одном двигателе, нельзя пропорционально переносить на существенно более низкую концентрацию или на другой силовой агрегат.

Не подтверждено и утверждение о совокупном улучшении всех эксплуатационных характеристик. На одном двигателе ацетон увеличил мощность и снизил расход, на другом эксплуатационно значимого улучшения получено не было.

Кроме того, анализ масла после 120 часов работы на A10 выявил более интенсивное снижение щелочного числа, повышенное содержание воды и более высокую концентрацию элементов — индикаторов износа.

Эти данные не доказывают неизбежного повреждения любого двигателя при использовании ацетона. Исследование проводилось на конкретном одноцилиндровом моторе и при высокой концентрации 10%.

Вместе с тем они показывают, что кратковременное улучшение мощности и расхода не позволяет оценить все последствия продолжительной эксплуатации на изменённом топливе.

Так стоит ли добавлять ацетон в бензин

Основное неподтверждённое утверждение об ацетоне заключается не в самом факте его воздействия на бензин, а в переносе результатов испытаний 5–10-процентных смесей на значительно более низкие концентрации.

Распространённые рекомендации предполагают, что небольшая добавка ацетона одновременно обеспечит:

• повышение октанового числа;
• снижение расхода топлива;
• увеличение мощности;
• очистку форсунок;
• отсутствие неблагоприятного воздействия на двигатель и топливную систему.

Рассмотренные испытания такой совокупности эффектов не подтверждают.

При низкой исследованной концентрации 2% серийный автомобильный двигатель практически не изменил мощностные и экономические показатели. При 10% на другом двигателе были получены положительные стендовые результаты, но после продолжительной работы состояние масла характеризовалось более неблагоприятными изменениями.

Долговременная совместимость подобных смесей с материалами топливной системы при этом отдельно не оценивалась.

Следовательно, ацетон обладает подтверждённой способностью изменять детонационную стойкость и процесс сгорания бензина, но не является апробированной топливной присадкой для серийных автомобилей.

При увеличении его концентрации одновременно изменяются несколько характеристик топлива: детонационная стойкость, испаряемость, энергетические параметры и условия сгорания. Одновременно возрастает неопределённость воздействия на моторное масло и материалы топливной системы.

Итоговый вывод можно сформулировать следующим образом:

Ацетон способен повышать детонационную стойкость бензина, однако опубликованные испытания не подтверждают эксплуатационно значимого преимущества его низких концентраций и не позволяют оценить безопасность продолжительного применения. Поэтому последствия использования ацетона в конкретном серийном автомобиле нельзя считать предсказуемыми.