Olovo v dvoutaktu? Proč jo? Proč ne?

O samotném mazání motoru (olejích) bude časem samostatný seriál

      Čas od času se na internetu rozproudí debata o tom, co vlastně je nejlepší lít do nádrží našich dvoutaktních miláčků. Debata to bývá často dosti vzrušená, protože každý je přesvědčen o své pravdě. Jenže ne všechno je pravda a už vůbec ne ta dobrá pravda. A tak to je pak zajímavé dostávat se k odůvodnění toho, proč.

      Tohle je třeba případ "přilévání olova", tedy nahrazování olova v bezolovnatém automobilovém benzínu. Ale nejdřív to vezmeme hezky popořádku... 

       V letech, kdy soudruzi v NDR vyráběli Trabanty, Wartburgy a Barkasy s dvoutaktními motory, byly na trhu s palivy (automobilovými benzíny) všechny paliva s příměsí olova. Tedy olova, přesněji šlo o tetraetylolovo. Do paliv - benzínů / BA - se "olovo" přidávalo od 20. let 20. století. 

      Důvodem přimíchávání "olova" byla ochrana netvrzených sedel ventilů u čtyřtaktních motorů před tzv. zaklepáním (mechanickým opotřebením), následným napálením karbonu, netěsností a podpálením ventilu.

Tetraetylolovo

• organokovová sloučenina, která se používala jako antidetonační přísada do motorových benzínů
• za běžných podmínek jde o bezbarvou kapalinu
• zpomaluje hoření benzínu, a proto se používalo ke zvyšování oktanového čísla automobilových benzínů
• jde o těkavou toxickou látku dobře rozpustnou v tucích, která snadno proniká kůží, ale také se rychle a prakticky úplně vstřebává ze vzduchu v plicích
• v játrech se metabolizuje na toxické trietylolovo!!!

Je tedy důvod proč přidávat aditiva s olovem do dvoutaktního motoru s rozvodem pístem/kanály nebo šoupátkem?

      Ne, není k tomu žádný důvod a do dvoutaktního motoru aditiva nahrazující olovo nepatří. Rok výroby v tomto případě nic nemění. Náhrada olova (tzv. Lead Substitute / aditivum do benzínu) slouží výhradně pro čtyřtaktní motory, které nemají tvrzená ventilová sedla.

Důvody, proč je přidávání olovnatých aditiv do dvoutaktu zbytečné až škodlivé:

• absence ventilového rozvodu - Olovo se do benzínu původně přidávalo pro ochranu ventilových sedadel u čtyřtaktních motorů před zaklepáním (mechanickým opotřebením). Jelikož dvoutaktní motor s rozvodem pístem, kanály nebo šoupátkem žádné sací ani výfukové ventily a jejich sedla nemá, tato ochrana pro něj nemá žádný význam
• tvorba úsad - olovo při spalování zanechává pevné spalinové úsady. U dvoutaktu tyto úsady zanášejí výfukové kanály, výfukové potrubí i zapalovací svíčku, což vede k horšímu vyplachování válce a ztrátě výkonu
• riziko zakarbování - přidaná chemie zbytečně zvyšuje tvorbu karbonu v spalovacím prostoru a na pístních kroužcích, což může způsobit jejich pečení v drážkách.
• šoupátko a píst - důležité plochy (stěna válce, píst, pístní čep, kliková ložiska i samotné šoupátko) jsou mazány výhradně olejem rozpouštěným v benzínu (případně systémem odděleného mazání/mixer/oilmaster). Olovo tyto plochy nemaže a nijak jim nepomáhá

Na co si u dvoutaktu dát pozor:

• biosložky v benzínu (E10) - moderní benzín s bioetanolem váže vzdušnou vlhkost, v nádrži a karburátoru způsobuje korozivní usazeniny a při delším odstavení vozidla může rozkládat olejový film
• vhodný benzín - místo aditivace olovem se vyplatí tankovat prémiová paliva (např. 100oktanové benzíny), které místo bioetanolu obsahují ETBE a nepoutají na sebe vodu (vzdušnou vlhkost)

Co dvoutaktní motor naopak potřebuje:

• kvalitní dvoutaktní olej ve správném poměru k benzínu, který zajišťuje mazání klikového mechanismu, pístu a stěn válce.
• ochrana proti bioetanolu (nepovinné, ale užitečné) - pokud motor delší dobu stojí, vyplatí se spíše použít stabilizátor paliva nebo tankovat prémiový benzín bez bioetanolu (obsahující ETBE), který nezpůsobuje korozivní usazování vody v karburátoru a nerozkládá smíchaný olej

Proč se přidávalo olovo do automobilového benzínu?

       olovo (přesněji organická sloučenina tetraetylolovo) se do automobilového benzínu začalo přidávat od 20. let 20. století ze dvou hlavních technických důvodů:

• zvýšení oktanového čísla (odolnost proti klepání motoru) - Olovo fungovalo jako mimořádně účinné a levné aditivum, které zvyšovalo oktanové číslo paliva. Zabraňovalo tak nekontrolovanému samovznícení směsi (tzv. detonačnímu spalování nebo „klepání motoru“), což umožnilo konstrukci výkonnějších motorů s vyšším kompresním poměrem
• ochranu ventilových sedadel u čtyřtaktních motorů - Při spalování vytvářelo olovo na kontaktních plochách litinových ventilových sedel a ventilů tenký ochranný mikroskopický film. Tento film působil jako suché mazivo a bránil mechanickému opotřebení a tzv. zaklepávání výfukových ventilů do hlavy válců

Proč se od olova upustilo:

• toxikologie a zdraví - olovo je těžký kov a neurotoxin. Výfukové plyny z olovnatého benzínu znečišťovaly ovzduší, usazovaly se v půdě a měly prokazatelně negativní vliv na lidské zdraví (zejména na vývoj mozku u dětí a kardiovaskulární systém)
• nekompatibilita s katalyzátory - v 70. a 80. letech začaly vznikat přísnější emisní normy vyžadující katalyzátory. Olovo katalyzátory okamžitě a nevratně „otrávilo“ (zaneslo jejich aktivní povrch), čímž je vyřadilo z provozu

V Evropě byl prodej olovnatého benzínu pro běžný provoz plošně zakázán k 1. lednu 2000.

Jak fungují moderní náhrady olova na bázi draslíku nebo sodíku pro veterány se čtyřtaktními motory?

Hlavní princip fungování:

• vytvoření ochranného mikroskopického filmu - organické sloučeniny draslíku či sodíku rozpustné v benzínu se při spalovacím procesu rozkládají a vytvářejí tenkou vrstvičku svých solí (např. uhličitanů nebo síranů) přímo na dosedacích plochách výfukových ventilů a jejich sedel.
• absorpce rázů (suché mazání) - tato vrstvička působí jako mechanický polštář a suché mazivo. Zabraňuje přímému kontaktu kovu na kov (přivařování mikroskopických částic kovu mezi ventilem a sedlem) při extrémních teplotách a nárazech, k nimž dochází při zavírání výfukového ventilu.
• ochrana před mikro-sváry - bez této ochranné vrstvy by na netvrzených litinových sedlech docházelo k takzvanému pittingu (vytrhávání drobných částeček kovu z rozpáleného sedla) a ventil by se postupně zaklepával čím dál hlouběji do hlavy válců, což vede ke ztrátě vůle ventilů, podfouknutí a jejich následnému shoření.

Jaká oktanová čísla měla paliva v ČSSR v sedmdesátých letech?

Historické souvislosti:

• barevné rozlišení - benzíny se pro snadnou identifikaci barvily (např. SPECIAL měl charakteristické žluto-oranžové či modravé zbarvení, SUPER byl často zelenavý a NORMAL nažloutlý)
• posun v 80. letech - na přelomu 70. a 80. let byl prodej 80oktanového Normalu postupně ukončen. Oktanová čísla se postupně zvyšovala na pozdější standardy: Normal/Special na 91 oktanů a Super na 95 oktanů
• všechna tato paliva byla olovnatá - obsahovala tetraetylolovo pro zvýšení antidetonačních vlastností a ochranu ventilových sedel čtyřtaktů

A jak to je s kvalitou, normami, oktanovými čísly a značením vůbec dneska?

      kvalita a technické specifikace automobilových benzínů v ČR a EU se řídí normou ČSN EN 228 (Motorová paliva – Bezolovnaté automobilové benziny – Technické požadavky a metody zkoušení)

 1. Základní norma ČSN EN 228  - norma stanovuje závazné fyzikálně-chemické vlastnosti, mezi které patří:

• Oktanové číslo: Hodnotí se výzkumnou metodou (RON) a motorovou metodou (MON)
• Obsah síry: Benzíny musí být bezsírné (max. 10 mg/kg)
• Obsah benzenu: Max. 1,0 % (V/V) z důvodu ochrany zdraví a životního prostředí
• Tlak par a destilační křivka: Zajišťují odparnost a startovatelnost motoru v závislosti na ročním období (letní, přechodná a zimní třída benzínu).

2. Dělení podle oktanového čísla (RON)

• BA 95 (SUPER / Natural 95): Standardní palivo pro většinu vozidel s minimálním oktanovým číslem RON 95
• BA 98 / 100 (SUPER PLUS / Prémiové benzíny): Paliva s vyšším oktanovým číslem (98 až 100+) určená pro vysokovýkonné, přeplňované nebo starší konstrukce motorů

3. Označení a obsah biosložky (E5 / E10) - od roku 2018 (a po úpravách v roce 2024) se podle normy ČSN EN 228 na čerpacích stanicích udává podíl etylalkoholu:

• E5: Max. 5 % obj. ethanolu (nebo max. 2,7 % m/m kyslíku). Často se drží u prémiových 98/100oktanových benzínů
• E10: Max. 10 % obj. ethanolu (nebo max. 3,7 % m/m kyslíku). Současný standard pro běžný Natural 95.

4. Související normy

• ČSN EN 15376: Norma pro kvasný ethanol (palivový bioethanol) určený k mísení do benzínů
• Vyhláška č. 516/2020 Sb. / Zákon o pohonných hmotách: Upravuje požadavky na jakost a kontrolu paliv na trhu ČR, kterou provádí Česká obchodní inspekce (ČOI).