Brandstof: componenten van benzine en hun verschillen aan de pomp

Hoewel hernieuwbare energiebronnen aan belang winnen, blijven verbrandingsmotoren de automobielsector domineren, met name in de autosport. Aangezien ze op benzine werken, gaan we eens kijken wat deze brandstof, die aan de pomp wordt verkocht, precies inhoudt en wat de kenmerken ervan zijn.

Dit artikel maakt deel uit van een reeks over brandstoffen, die zal worden aangevuld met aanvullende informatie. Zie ook het onderscheid tussen racebrandstoffen en brandstoffen voor wegvoertuigen.

Benzine is per definitie een brandbare vloeistof die wordt verkregen door destillatie van aardolie en wordt gebruikt als brandstof voor verbrandingsmotoren. (Bron: <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Essence(hydrocarbure)” target=”blank” title=”Benzine volgens Wikipedia”>Wikipedia)

Benzine, dat tegelijk met de verbrandingsmotor is ontstaan, is een mengsel van aardolie dat uit veel verschillende stoffen bestaat. Het is in wezen een zorgvuldig uitgebalanceerd mengsel van koolwaterstoffen en additieven; de exacte samenstelling kan variëren, maar de basiscomponenten blijven hetzelfde.

Een geavanceerd mengsel van koolwaterstoffen en additieven

• Alkanen: 20% tot 30%
• Cycloalkanen: ongeveer 5%
• Alkenen: 30% tot 45%
• Aromatische koolwaterstoffen: 30% tot 45%

Benzine bestaat uit alkanen, cycloalkanen, alkenen en aromatische koolwaterstoffen. We gaan niet in op de chemische details, maar concentreren ons op wat belangrijk is voor de motor. Het principe van de verbrandingsmotor is eenvoudig: er is een gecontroleerde explosie nodig. Deze explosie wordt veroorzaakt door een mengsel van brandstof en lucht te ontsteken met behulp van een bougie, waarbij de compressie van de cilinder het proces vergemakkelijkt. De details zijn niet essentieel in het kader van ons betoog. De brandstof zelf bevat twee bijzonder belangrijke koolwaterstofverbindingen: octaan en heptaan.

Octaan

Octaan is een bekend lid van de alkanenfamilie. Het belangrijkste kenmerk ervan is de hoge weerstand tegen zelfontbranding, wat betekent dat het niet uit zichzelf zal ‘ontploffen'. Benzine met een hoog octaangehalte heeft dus de vonk van de bougie nodig om te ontbranden, wat de prestaties en levensduur van de motor ten goede komt.

Hoe hoger het octaangetal van de benzine die u gebruikt, hoe langer de motor meegaat.

Heptane

Heptane, een ander alkaan, gedraagt zich precies andersom: het ontbrandt veel gemakkelijker, zelfs onder de compressie die optreedt voordat de vonk ontstaat. Kortom:

• Octaan voorkomt voortijdige ontsteking;
• heptaan bevordert deze.

Het octaangetal geeft het aandeel van elke component aan. Loodvrije benzine 95 gedraagt zich bijvoorbeeld als een mengsel van ongeveer 95% octaan (moeilijk ontvlambaar) en 5% heptaan (gemakkelijk ontvlambaar).

Het octaangetal geeft aan in hoeverre een brandstof bestand is tegen kloppen.

De kunst is om deze twee componenten in de juiste verhoudingen te mengen: voldoende octaan om de motor soepel te laten draaien en net genoeg heptaan voor een efficiënte verbranding. Een te grote hoeveelheid heptaan of een te kleine hoeveelheid octaan kan leiden tot ongecontroleerde ontbranding, ook wel ‘kloppen' genoemd. Klinken is een abnormale detonatie die hoge thermische en mechanische spanningen veroorzaakt, wat kan leiden tot vervuiling, overmatige uitstoot, terugslag en zelfs catastrofale schade aan de motor, zoals gebarsten zuigers of gebroken drijfstangen. Na verloop van tijd versnellen deze herhaalde spanningen de slijtage van de krukas en de drijfstangen. Typische indices van Franse brandstoffen:

De RON-index geeft het gedrag van de motor weer onder normale, dagelijkse omstandigheden, terwijl de MON-index de prestaties meet in veeleisendere situaties: hoog toerental, slepen of andere scenario's met hoge belasting.

Opmerking over diesel

Dieselbrandstoffen worden niet geclassificeerd op basis van hun octaangehalte, omdat ze volgens een ander principe werken. In plaats daarvan wordt een cetaangetal gebruikt, dat de snelheid meet waarmee de brandstof onder druk ontbrandt. Dieselmotoren werken op zelfontsteking en niet met bougies, daarom is een hoog cetaangetal wenselijk. In wezen zijn dieselmotoren ‘compressieontstekingsmotoren': het lucht-brandstofmengsel wordt samengeperst tot een temperatuur waarbij verbranding zonder vonk plaatsvindt.

Supermarktbenzine versus pompbenzine

Romain Aubry, technisch manager en partnerrelaties bij Total, legt uit wat de grootste uitdaging is voor brandstoffen die bij tankstations worden verkocht: veelzijdigheid. “Brandstof voor het grote publiek moet geschikt zijn voor een breed scala aan motoren, van turbomotoren en auto's met natuurlijke aanzuiging tot bromfietsen en scooters. En dan heb je nog een enorme V12 die dezelfde brandstof nodig heeft. Benzine die aan de pomp wordt verkocht, moet veelzijdig zijn en zowel prestaties als betrouwbaarheid bieden, ongeacht de motor die ermee wordt aangedreven. Je kunt een bestuurder niet weigeren omdat zijn auto te oud of niet krachtig genoeg is. Dat is gewoonweg onaanvaardbaar, dus de brandstof van het netwerk moet geschikt zijn voor alle voertuigen met een verbrandingsmotor die op de weg rijden. ”

Wanneer het onderwerp van de kwaliteitsverschillen tussen benzine van supermarktketens en grote oliemaatschappijen zoals Total, Shell of BP ter sprake komt, presenteert Romain Aubry rustig de realiteit van de markt: “SP95 moet voor iedereen geschikt zijn en in alle tankstations identiek zijn. Dat betekent dat de industrie duidelijke specificaties voor de brandstof van het netwerk moet vaststellen en dat iedereen zich daaraan moet houden. Het idee dat supermarkten een ander product aanbieden, is slechts een broodjeaapverhaal. De netwerken hebben geen raffinaderijen, dus moeten ze hun brandstof kopen bij raffinaderijen, dat zijn de oliemaatschappijen. Daarom is de basisbrandstof in de meeste netwerken in wezen hetzelfde. Het echte verschil zit hem in de additieven die door elke oliemaatschappij worden toegevoegd, of het nu Total Excellium, Shell V-Power, BP Ultimate, enz. is. Daar zit het verschil tussen de producten.

Brandstof is dus de basis voor de prestaties en betrouwbaarheid van een verbrandingsmotor. We raden u ten zeerste aan om brandstof te gebruiken met een octaangetal dat minstens gelijk is aan het octaangetal dat voor uw voertuig wordt aanbevolen. Een hoger RON-getal kan geen kwaad, maar een lager octaangetal dan aanbevolen kan de motor beschadigen.