Composizione della benzina

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Lupo solitario
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Composizione della benzina

Messaggio da Lupo solitario » 30 mar 2016, 17:08

Questa discussione la scrissi anni fa su di un forum tematico di moto, la riporto sperando possa essere utile.

Mi hanno incoraggiato a scrivere questo minimo saggio sulla benzina, cercherò di non essere troppo tecnico,
di non scrivere troppe stupidaggini e di ricordare qualcosa dai tempi in cui ero chimico.


La benzina

Innanzitutto è una miscela di tante sostanze chimiche alcune assai diverse tra loro: la composizione è variabile nel tempo e geograficamente.
Ovverossia, le benzine degli anni 60 erano MOLTO differenti da quelle di adesso, la benzina che comprate in Francia è diversa dalla nostra, se fate un pieno nella ex-Jugoslavia ve ne accorgete anche solo dall'odore (chi ha fatto viaggi in quelle zone sa di cosa parlo...)
Partiamo dall'inizio, le prime benzine altro non erano che le frazioni più leggere della distillazione frazionata del petrolio, sostanzialmente una miscela di olefine, quindi esano, eptano, ottano, nonano con qualche aromatico che si intrufolava, come benzene, toluene, xilene, e simili. Un pizzico di alcheni , pressochè assenti alcooli ed eteri.
Il numero di ottano era basso, molto basso, ma dato che i rapporti di compressione erano sull'ordine di 3:1 4:1 non costituiva un grosso problema.
Con il migliorare della tecnologia dei motori, il che significava camere da scoppio più raccolte, eliminazione delle valvole laterali, deciso aumento del rapporto di compressione nasce l'esigenza di aumentare il numero di ottano.
Non disquisisco in merito, magari in futuro, altrimenti sarebbe davvero lungo; diamo per scontato che tutti sappiano cosa è il numero di ottano
Si da un valore arbitrario all'isoottano di 100 e di 0 al normal eptano, giusto per avere una scala a cui rapportarsi.
Una forte spinta all'aumento di numero di ottano viene dai costruttori di motori d'aereo durante la seconda guerra mondiale, per esempio in Germania, paese con una forte presenza di industrie chimiche, riescono a creare una benzina sintetica ad alto numero d'ottani
Il consumo di benzina sale vertiginosamente con la motorizzazione dei paesi occidentali, USA in testa e la domanda di benzina si impenna.
Con processi di cracking e reforming si riesce ad ottenere sempre più benzina dal petrolio e benzina con più ottani.
Ma gli ottani sono ancora troppo bassi, per le moderne esigenze dei motori a scoppio di ultima generazione (si fa per dire: siamo agli anni '50 ...) sicchè (mamma toscana) si utilizzano dei prodotti , il tetraetile ed il tetrametile di piombo che alzano di molto gli ottani.
Per evitare che il piombo si accumuli nella camera di scoppio si aggiungono dei bromuri che lo volatilizzano nell'...ATMOSFERA!!!
Il piombo è fortemente tossico, e ce ne era davvero tanto. Non aggiungo altro.
Ah, per i motori era una mano santa , eh? Lubrificante per le sedi valvole, migliorava la tenuta delle fasce...
Vabbè, stendiamo un pietoso velo.
Arriviamo al periodo delle marmitte catalizzate, dato che non sopportavano il piombo, che si depositava negli alveoli contenenti il catalizzatore e li rendeva inoperanti (i nostri polmoni, allora?.... ) viene eliminato.
Occorre trovare un sostituto e per forza occorre cambiare radicalmente la composizione della benzina.
In primis si aumentano fortemente la percentuale di composti aromatici , dal benzene al toluene e così via e inoltre cominciano ad aggiungere alcooli ed eteri, ottenendo di aumentare gli ottani e risparmiare sui costi, dato il continuo aumento del prezzo del petrolio.
Per chi fosse curioso parliamo di alcool metilico, alcool etilico, alcool iso-propilico, alcool iso-butilico, alcool tert-butilico e un po' di eteri come il
metil-t-butil etere e il etil-t-butil-etere, che sono i principali composti a dare un significativo aumento del numero di ottano.
Tutta roba che brucia bene, costa poco e non fa tanti danni come il piombo (Oddio ne fa, ma usciremmo da questo breve sunto)
Delle nostre olefine è rimasto poco, circa il 20%, il resto sono appunto aromatici, alcooli ed eteri.
Ah, un po' di piombo è rimasto, eh? Circa 5 mg. per litro, ergo chiamarle benzine prive di piombo non è così esatto, ma tant'è...
Cosa cambia per le nostre beneamate moto?
Primo un abbassamento del rapporto di compressione generalizzato e dovuto alla diminuzione del numero di ottano, ergo meno potenza.
Gli ottani, al di là della pubblicità, sono realmente diminuiti, anche se, variando il metodo di calcolo, indicano sempre gli stessi.
In Canada credo vendano benzina a 87 ottani comunemente, probabilmente calcolano secondo la vecchia maniera.
Secondo una diminuzione del potere calorifico, compensata da un leggero diverso rapporto stechiometrico , che (e questa è una cosa che delizia le sette sorelle ) determina un aumento di consumo.
Gli alcooli hanno atomi di ossigeno nella loro molecola e quindi necessitano di meno aria .
L'aumento di consumo è largamento compensato dalle migliorie tecniche date dall'introduzione , ormai generalizzata, di centraline, sonde lambda, modifiche strutturali ,eccetera, che però, paradossalmente, permettono di bruciare senza inconvenienti questa "nuova" benzina.
Secondo una leggera scarburazione, sempre rispetto alle benzine degli anni '60, che però è largamante prevista in sede di progettazione e/o compensata dalla centralina
Mi garberebbe sapere come un motore degli anni '30-40 brucerebbe questa benzina, se sarebbe scarburato, eccetera.
Ci sarebbero da scrivere pagine e pagine, ma io non sono molto competente nel campo, la mia chimica è tutt'altra, il mio mestiere ben diverso, è passato tanto tempo da quando studiavo questi argomenti, inoltre le informazioni in merito sono curiosamente scarse, e, dulcis in fundo, essendo la
benzina una miscela variabile non è soggetta a schemi precisi e muta con una certa velocità.
A disposizione per domande, chiarimenti, insulti perchè ho scritto delle baggianate...

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Re: Composizione della benzina

Messaggio da Ferrobattuto » 30 mar 2016, 20:29

Insulti?.... Quando mai! :lol: Me ne guarderei bene.
Invece ti ringrazio per le spiegazioni e la cronologia chimica sulla benzina, croce e delizia di molti "motorizzati", sia a due che a quattro ruote.
Un motore degli anni '30 o '40 a portata di mano non ce l'ho, ma ho un gruppo elettrogeno a 110V 2,5Kw del surplus militare americano che è "tipo" II° G.M. "Tipo" perché è stato costruito nei primi anni '50, ma di fattura perfettamente uguale a quelli usati durante la guerra: monocilindrico verticale, motore a valvole laterali, con rapporto di compressione abbastanza basso. Carburatore a vaschetta tonda, che però al posto del getto fisso ha un getto che si regola tramite una chiavetta esterna, così una volta fatto scaldare bene si regola (una volta per tutte) la mandata della benzina sotto carico per il minimo fumo e il massimo rendimento senza calo di giri. Regolatore di giri centrifugo, valvola di starter che "chiude" temporaneamente l'aria, volano pesantissimo, avviamento a strappo con cordicella da avvolgere a mano, ecc ecc. Color Kaki, naturalmente, e pesante un accidente. :lol:
Bhè, tutto sommato la benzina attuale la digerisce abbastanza bene. Tra vuoto e pieno carico si riprende benissimo senza calare sensibilmente di giri, non fa fumo e non sporca la candela. Però ho il sospetto che se dentro ci metti la grappa, o meglio il whisky americano, gira ugualmente..... :woot:
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Re: Composizione della benzina

Messaggio da Lupo solitario » 31 mar 2016, 10:31

Sì, credo pure io, i motori a scoppio digeriscono tutto. Inoltre ha il rapporto di compressione basso, quindi non ha bisogno di molti ottani.
Tipicamente i motori per uso militare digeriscono di tutto, in guerra non è facile procurarsi sempre il carburante ottimale.
Puoi provare a mettergli alcool denaturato, visto che puoi regolare il getto, il rapporto stechiometrico per l'etanolo è circa 9.1 quindi devi ingrassare decisamente la miscela.
Oppure ti fai l'alcool partendo dalla frutta , per dare un tocco di ecologia.

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Re: Composizione della benzina

Messaggio da Dolomitico » 31 mar 2016, 12:56

Grazie Lupo bella lezione,un pò di cose le sapevo,altre no.
Curiosa la dicitura che "i motori a scoppio digeriscono tutto" in effetti se il rapporto del carburante è buono,che sia gas,benzina,o olccol o idrogeno non dovrebbe cambiare poi molto.
Io mi ero accorto della differenza proprio ultimamente dovendo usare miscela per la motosega,ho notato che la consistenza e l'odore mi erano nuovi,non ci avevo mia fatto caso,ma mettendoci dentro il naso ho sentito che non era più il vecchio odore di benzina vecchio stile.
Ma perchè la benzina cambia di formula dopo un pò di tempo?
Dicono che dopo un'anno tende a sporcare il motore,e dopo ancora di più dicono che neanche non brucia più bene....cosa cambia?

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Re: Composizione della benzina

Messaggio da Ferrobattuto » 31 mar 2016, 18:13

@Lupo:
Con l'alcool provai sulla vecchia Fiat 500..... Tutto sommato andava anche, però avrebbe avuto bisogno di cambiare un po' tutte le regolazioni al carburatore. Poi a quel tempo la benzina non costava così tanto e alla fine lasciai perdere.

Lupo solitario ha scritto:.....ti fai l'alcool partendo dalla frutta , per dare un tocco di ecologia.

See.... Ci manca solo che mi metta a fare pure questo..... :sick: :lol:


Dolomitico ha scritto:Dicono che dopo un anno tende a sporcare il motore,e dopo ancora di più dicono che neanche non brucia più bene....cosa cambia?

Questo ho potuto verificarlo con mano: ho una vecchia Opel Tigra ferma in garage, che ritiro fuori ogni tanto per non far scadere l'assicurazione. L'ultima volta è stata ferma veramente un anno, e difatti quando l'ho rimessa in moto andava malissimo. Preoccupato, sono andato dal mio amico meccanico, giovane e in gamba, perciò molto più esperto di me sui nuovi sistemi d'ignezione, e mi ha tranquillizzato: "È la benzina vecchia nel serbatoio" - mi ha detto - "se puoi toglila oppure metti un additivo per pulire gli iniettori".
Siccome era pochissima, ho fatto il pieno e messo l'additivo, e in breve il motore ha ripreso a funzionare bene.

Come ci ha spiegato Lupo, ormai miscelano un sacco di cose differenti, e molte di queste saranno probabilmente molto più volatili di altre, per cui col tempo rimangono solo i composti più "pesanti" e più difficili da "digerire" per il motore. Insomma, cambia il rapporto stechiometrico necessario alla buona combustione.
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Re: Composizione della benzina

Messaggio da Dolomitico » 31 mar 2016, 20:15

Ecco,vedi che non è un mito,io infatti non ne tengo mai di scorta,ormai non ne vale la pena,se manca la luce ho ben altro che funziona,e se proprio mi serve benzina la prendo dallo scooter,lì è sempre fresca al massimo 1 mese.
Cmq è in pratica un'accozzaglia di tante sostanze che devono rientrare nei parametri della combustione ottimale.
Sapevo che avevano abbassato la compressione per evitare la detonazione in camera di scoppio,e per questo le prestazioni più basse,ma che avessero cambiato proprio buona parte della base no.

Ah,ci sarebbe da spiegare la differenza fra le varie benzine delle varie marche.
La benzina che esce dalle rafinerie è di base la stessa per tutte le case,poi una volta caricata l'autobotte vengono aggiunti i vari additivi che "modificano" la benzina nei vari formati,più ottani,più pulizia,o che ne so altro.
Quindi effettivamente al distributore si hanno veri tipi di benzine o gasolii diversi,ovvero una stessa base per tutti con additivi diversi per i vari gestori.

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Re: Composizione della benzina

Messaggio da Ferrobattuto » 31 mar 2016, 22:31

Mhà, non so se sia veramente così, immagino ci siano delle regole generali, altrimenti le prestazioni di una macchina cambierebbero vistosamente tra un tipo di rifornimento e l'altro.
Di solito tengo 10L di benzina di riserva per il generatore, ma per sicurezza li tengo in una di quelle taniche di ferro con chiusura a scatto ermetica. Dubito che si modifichi un granché col passare del tempo. Però hai ragione: ogni tanto mi sa che la sostituisco e la rinnovo. Vedi mai che facesse sedimenti o coagulazioni "strane"..... Quando mi capiterà di aprirla se vedo "cose strane" poi lo scrivo. ;)

P.S.
Sarebbe una buona cosa sapere invece la composizione attuale del gasolio..... Che ne uso molto di più.
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Re: Composizione della benzina

Messaggio da Lupo solitario » 2 apr 2016, 13:27

La benzina è una miscela di sostanze organiche, come tali, col tempo, con il calore, con l'azione di metalli che fanno da catalizzatori, si modifica, si ossida con il contatto dell'ossigeno dell'aria, insomma muta.
Diffcile stabilire quali e quante modificazioni, dipende anche dagli additivi che mettono, antiossidanti, preservanti e così via.
Comunque è vero, una raffineria serve tutti i depositi della zona, che credo sia piuttosto vasta, poi le case ci mettono i loro additivi.
Ricordo che nella ex-Jugoslavia la benzina era di pessima qualità, puzzolente e il motore perdeva potenza, che in Francia è tuttora migliore, che il gasolio in Grecia fa piuttosto schifo.
Il perchè non lo so, lo immagino, ma non ho dati.
Piccola prova empirica, mescolate in una provetta benzina e alcool denaturato, se riuscite la benzina ha poca acqua, se si separano i due strati al benzina è satura d'acqua (circa il 5%)

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Re: Composizione della benzina

Messaggio da Ferrobattuto » 2 apr 2016, 13:35

Giusto, però anche l'alcool denaturato di solito contiene un 5% d'acqua circa, per cui credo che anche quella si deposita in fondo.
Immagino che la cosa buona in questo caso sia proprio di poter far precipitare l'acqua e avere un carburante che ne sia esente. ;)
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