Amerikai üzemanyag-kísérletek a hidegháború idején

Időnként még a pazarlóan autózó amerikaiak lelkiismerete is feltette a velős kérdést: vajon miként lehetne növelni a közúti járművek hatékonyságát?

Tehát aki azt gondolja, hogy csak a mai „zöldszagú” világban, az olvadó jégtáblán izzadó jegesmedvék segélybrummogása és a sokszor mindenféle racionalitást mellőző nagyhangú környezetvédők miatt lett egyszerre fontos a motorhajtóanyagok kutatása, az nagyon téved. Ott van például a DuPont vállalat, melynek munkatársai már az 50-es években is komolyan kutatták az üzemanyagokban rejlő lehetőségeket.

A képen látható Oldsmobile 88 benzintesztelő autójának csomagtartójába hat kisebb tankot applikáltak a fejlesztők, melyek különböző, 80-tól egészen 92,5-ig növekvő oktánszámú referencia-üzemanyagokkal voltak töltve, míg a négy másik tankba lehetett önteni a tesztelni kívánt nedűt. A kutatójármű profi kiépítését jól szemlélteti, hogy a mérnökök még egy automata tűzoltó berendezést is szereltek bele a biztonság kedvéért – nem ok nélkül, hisz kopogásos üzemben a belső égésű motor tényleg a robbanómotorra hajaz.

A jármű műszerfala sem maradt érintetlenül – idekerült a jókora irányítópanel és a visszajelzők. A mérőautó lényege abban rejlett, hogy menet közben, tehát valós körülmények között lehetett kiválasztani, sőt akár kikeverni a vizsgálni kívánt elegyet, míg a mérőműszerek egyből mutatták, hogy melyik üzemanyag hogyan viselkedik. A hőmérséklet- és nyomásmérők segítségével a motor és a távozó kipufogógázok felől is mérni lehetett számos paramétert, sőt a kardánalagúton, vagyis a kihajtás irányában kialakított kis ablakról leolvashatók voltak a fordulatszám, no meg a gyújtás paraméterei.

Első blikkre talán nem tűnik olyan nagy jelentőségűnek a felcicomázott, oktánszámot tesztelő Oldsmobile, pedig higgyék el, az előbb említett mérések nagy jelentőséggel bírtak, hiszen az oktánszám a motorbenzinek egyik legfontosabb tulajdonsága. Ez a mérőszám mutatja meg ugyanis a benzin kompressziótűrését, vagy más szóval öngyulladási hajlamát, ami gyakorlatilag egyet jelent azzal, hogy a benzin-levegő keverék mekkora nyomást képes elviselni öngyulladás nélkül, mely tulajdonság a kopogásmentes üzem záloga.

Az oktánszám mérése úgy történik, hogy a minősítendő benzint izo-oktánból és normál heptánból készített keverékkel hasonlítják össze. A jó kompressziótűrésű, vagyis stabilabb vegyületként ismert i-oktán a referencia százas érték, míg a kopogásos égésre hajlamos, egyetlen nyújtott szénláncának köszönhetően könnyen szétbomlasztható és oxidálható n-heptán a nulla érték a skálán – természetesen a számsor kis matematikai bűvészkedéssel száz fölé is kiterjeszthető. Tehát kopogás szempontjából a minősítendő benzinnel azonosan viselkedő izo-oktán és normál heptán elegy térfogatszázalékban kifejezett i-oktán tartalmát nevezik a benzin oktánszámának.

Szóval a sokféle oktánszámból az országúti oktánszám határozható meg motorfékpadon, vagy az Oldsmobile-hoz hasonlóan műszerezett gépjárműben. A vizsgálat során a járművet kis sebességről teljes gázzal gyorsítják a végsebességéig, természetesen megismételve a folyamatot különböző i-oktán és n-heptán keverékekkel és addig növelik fokozatosan az előgyújtást, ameddig az úgynevezett nyomkopogást, vagyis a füllel még nem hallható kismértékű kopogást nem tapasztalják. Ennek alapján felrajzolják a kalibrációs görbét, meghatározzák a tüzelőanyag nyomkopogását és a kalibrációs diagramból kiolvassák az adott gépkocsira vonatkozó úti oktánszámot.

Ez azért lényeges, mert így a gyári alapelőgyújtás beállításával különböző oktánszámú benzinekkel kísérletezve meg lehet keresni azt a benzint, melynél még nem lép fel a nyomkopogás, vagyis meghatározható az autó oktánszámigénye. Persze kisebb oktánszámú benzinnel is lehet biztosítani a kopogásmentes üzemet az előgyújtás csökkentésével, csak az kedvezőtlenül hat a motor teljesítményére és fogyasztására.

Azt, hogy a speciális Oldsmobile 88-asnak gyakorlati haszna is volt és nem csak egy nagyravágyó tudós, meg a könnyen pénztárcát nyitó, kapzsi mecénások reménytelen, vakvágányra futott vállalkozásaként jött a világra, mi sem bizonyítja jobban, mint hogy a DuPont az ötvenes években egy Cadillac 75-öst is átalakított kutatási célra, melybe 1600 fontos műszerparkot épített. Ami már a képekről is egyből feltűnik, az az, hogy ebben a modellben sokkal több kijelző műszer található és az adatokat nem manuálisan kell feljegyezni, hanem görbeseregek formájában egyből papírra is veti az okos szerkezet.

A mintákat és a referencia-hajtóanyagokat rejtő kis tankokat – ahogy az Oldsmobile-ban – itt is a csomagtartóba installálták a fejlesztők, és belenézve a motortérbe, bizony a Cadillac erőforrása sem nélkülözi a speciális kiegészítőket. A DuPont vállalat manapság is részt vesz hajtóanyagok kísérleteiben. Hogy csak egyet említsek a projektjeiből, a British Petrollal az elmúlt években az üzemanyaggyártó baktériumokat kezdték komolyabban faggatni. A butanol, mely belső égésű motorok üzemanyagaként használható – és amit a japánok már a második világégéskor repülőgépek hajtására használtak – előállítható e baktériumok segítségével, sőt a biobutanol alapanyaga lehet akár sima biomassza, hisz azt is lehet fermentálni és a baktériumok is „megeszik”. A kutatás ereje igazából abban rejlik, hogy a kinyert biobutanol energiatartalma csak 10 százalékkal kevesebb a benzinénél.

Örömhír, itt a megoldás, végre leáldozhat a ma minden rossz okozójaként ismert hagyományos hajtóanyagoknak, amit fogyasztás után kipöfékelnek azok a keréken guruló bűnös fémsárkányok? Közel sem, hiszen az alternatív hajtóanyagok és hajtások többsége egyelőre még nagy jóindulattal sem tart azon a technikai színvonalon, hogy széles körben, megbízhatóan és gazdaságosan használható legyen.