Přísady do automobilových paliv a jejich používání

Čeština si už zvykla, že přidávání přísad se stručně vyjadřuje slovem aditivace, přidávat přísadu slovesem aditivovat, paliva obsahující přísady spojením aditivovaná paliva, ale stále trvá na tvaru aditivum, slovo aditiv, běžně používané v technické mluvě, považuje jen za slangový výraz.

Proč se aditivuje

Přísady do automobilových paliv jsou používány už téměř sto let, protože je stále žádoucí některé vlastnosti paliv zlepšovat zejména proto, aby byly v co největší míře uspokojovány nepřetržitě narůstající požadavky motorů na kvalitu paliva a v posledních dekádách také legislativní požadavky z oblasti ekologie. Aditivace je používána i v případech, kdy lze zlepšení vlastnosti paliva dosáhnout s menšími náklady než technologickým procesem a také v případech, kdy je nutné eliminovat negativní vedlejší dopad technologickým procesem změněného chemického složení paliva z ekologických důvodů. V současné době je aditivace také důležitý prostředek pro dosažení vyšší úrovně některých vlastností nebo i celkové užitné hodnoty paliva než požaduje technická legislativa a tímto způsobem vznikají značková paliva, prezentovaná jako nadstandardní nebo prémiová. Aditivaci paliv mohou provádět i jejich spotřebitelé formou přidávání přípravků, které jsou na trhu k dispozici.

Dávkování a interakce přísad

Všechna automobilová paliva jsou, až na výjimky, směsi několika složek, hlavně rafinovaných ropných frakcí a v posledních letech též paliv z obnovitelných zdrojů. Složky jsou v palivu zastoupeny od jednotek do desítek procent, ale aditiva, většinou syntetické chemické látky, se mj. vyznačují tím, že se přidávají, resp. že je stačí přidávat, jen v malém nebo velmi malém množství. Nejmenší dávky jsou kolem 0,001 %, velké v desetinách %, jen zcela výjimečně v jednotkách procent.
Důvodů pro malé dávkování je více, účinek některých aditiv s přidávaným množstvím nejprve roste, ale nad určitou hranicí se už další nárůst neprojevuje, někdy může dokonce být efekt nadměrného dávkování opačný. V jiných případech nemá malá dávka vedlejší škodlivé účinky, ale při předávkování se mohou vyskytnout. Ve všech případech je důvodem pro minimální dávkování ekonomie, protože aditiva jsou podstatně dražší než ropné i obnovitelné složky paliv a zvyšují cenu paliva.
Nelze zapomenout ani na interakce. Přidávají-li se do paliva současně dva nebo více druhů aditiv, nemusí se to obejít bez vzájemného ovlivňování jejich účinků, takže vzájemné působení nemusí být vždy neutrální, ale může docházet k synergickým nebo antagonickým efektům. Proto je nutné, aby vícefunkční aditiva byla před zavedením na trh důkladně odzkoušena, aby se odhalilo případné antagonické, tj. protichůdné působení nebo prokázal synergismus, tj. významné zesílení účinku při použití kombinace dvou aditiv na některou vlastnost paliva, než by se dalo očekávat na základě součtu účinků každého z nich při samostatném použití.

Aditivace a normy

Evropské a tedy i české normy pro automobilové benziny a motorovou naftu aditivaci povolují, ale doporučují přidávat jen vhodná aditiva bez známých škodlivých vedlejších účinků a v přiměřeném množství, pomáhající udržet jízdní vlastnosti vozidel a dlouhodobě regulovat emise. Výjimečně norma nejen doporučuje, ale dokonce vyžaduje, aby byla přísada s konkrétním účinkem přidána. Pochopitelně, i po aditivaci musí palivo stále splňovat požadavky na všechny normou požadované vlastnosti.
Pokud jde o chemické složení, je třeba zdůraznit, že v žádné přísadě ani v přípravku do paliva pro spalovací motory nesmí být přítomna sloučenina obsahující kov, kromě dvou výjimek. Je to jednak přísada nebo přípravek do benzinu typu AVSRA (Anti Valve Seat Recession Additive, tj. přísada zabraňující rychlému opotřebení netvrzených sedel výfukových ventilů). V České republice byl schválen produkt obsahující organickou sloučeninu draslíku, která je dobře rozpustná v benzinu.
Druhou výjimkou je přípravek do motorové nafty obsahující sloučeninu céru nebo železa, která po spálení vytvoří částice oxidu nebo karbonátu, zachycující se ve filtru částic, kde působí jako katalyzátor při regeneraci filtru, tj. při periodickém vypalování filtrem zachycených sazí, které tak probíhá při nižší teplotě a za kratší dobu. Katalyticky působící přípravky plní servis při pravidelných prohlídkách vozidel do zvláštní nádržky a z té jsou řídicí jednotkou automaticky dávkovány do palivové nádrže ihned po každém tankování v přesně odměřeném množství, odpovídajícím natankovanému objemu paliva. Tímto systémem je ale vybaveno jen několik typů vozidel, ostatních se tato aditivace netýká.

Výrobní aditivace paliv

Účelem je s minimálními náklady splnit požadavky na užitnou hodnotu paliva, přesně definované normou, nikoliv dosáhnout nadstandard. Do benzinu jsou obvykle přidávány antioxidanty, deaktivátory kovů a protikorozní přísady, které norma pro benzin s obsahem etanolu požaduje v případě rizika oddělení vody, do zimní nafty se běžně přidávají modifikátory krystalické struktury parafinů, které pomáhají výrobcům dosáhnout požadovanou úroveň nízkoteplotních vlastností. Pokud nafta obsahuje větší procento olefinů, přidává se antioxidant potlačující i tvorbu úsad v naftě při skladování. Může být použita přísada zlepšující cetanové číslo, do arktických naft se běžně přidává přísada pro zlepšení mazivosti, také je přidávána přísada pro zvýšení elektrické vodivosti z bezpečnostních důvodů, aby se předcházelo možnosti elektrostatického výboje při manipulacích a v nádržích vozidel.
Zásadní význam pro udržení kvality má výrobní aditivace bionafty. Estery nenasycených mastných kyselin poměrně snadno podléhají oxidaci, způsobující nevratné chemické změny, a proto je nutné, aby byl do vyrobeného produktu ihned, "ještě za tepla" přidán v dostatečné dávce antioxidant. Tím lze náběh oxidačních reakcí oddálit až o řadu týdnů a předejít tak nejen tmavnutí, ale i tvorbě pryskyřic v bionaftě, které už nelze běžnými prostředky odstranit a v palivové soustavě motoru mohou způsobovat zanášení filtrů, v kritických případech i poruchy vstřikování paliva.

Komerční aditivace - paliva s nadstandardní kvalitou

V současné době již skoro všechny značkové firmy provozující čerpací stanice nabízejí automobilová paliva nejen v běžné, ale i v nadstandardní kvalitě, která se dosahuje hlavně zlepšením vlastností standardní nafty přídavkem přísad. Jednotlivé firmy mají své speciální formulace, tj. směsi přísad různého složení (s antioxidačním, detergentním, mazivostním aj. účinkem), které do paliv přidávají, jiné do benzinů a jiné do nafty, a takto aditivovaná paliva prodávají pod svou obchodní značkou nebo pod chráněnou známkou. Takové obchodní označení paliv nadstandardní kvality lze vidět na billboardech a na různých poutačích u čerpacích stanic, někdy v kombinaci s reklamním sloganem typu: "s tímto palivem najedete na nádrž více kilometrů" nebo "s touto naftou nastartujete i v krkonošské zimě" nebo "toto palivo má špičkovou kvalitu". Tímto způsobem firmy deklarují praktické výhody značkového paliva. Speciální formulace přísad se obvykle do paliva přidávají na výdejních terminálech, kde jsou přesně dávkovány elektronickým zařízením do proudu paliva plněného do autocisterny.

Přípravky pro spotřebitelskou aditivaci paliv

Přípravkem se zde rozumí koncentrát přísady, většinou však několika přísad s různou funkcí, prodávaný v drobném balení, který spotřebitel přidává do paliva při tankování vozidla, resp. bezprostředně před tankováním, aby došlo proudem paliva k co nejdokonalejšímu smísení. Tímto způsobem si může každý uživatel sám, zcela individuálně, podle vlastního mínění a rozhodnutí, zlepšit některé vlastnosti paliva.

Na obalech těchto přípravků je pak uvedeno, které vlastnosti paliv přípravek zlepšuje a doporučené dávkování. Složení přípravků se neudává, výrobci si ho ponechávají jako své know-how, ale uvádějí se pouze funkce každého přípravku, z jejichž seznamu lze odvodit, které typy přísad přípravek obsahuje. Neexistuje obecně platná norma stanovující, jaké vlastnosti přípravek musí mít a jak musí být účinný. Informace v tomto směru mohou být získány pouze z deklarovaných účinků na obalu, v některých případech z provozního hodnocení v motoristických časopisech. Bohužel deklarace výrobců na obalech bývají v řadě případů uváděny více reklamní než přesnou technickou mluvou, někdy dokonce silně přehánějí, např. v údajích o vlivu na snížení spotřeby paliva.

Přípravky pro aditivaci paliv v servisních opravnách

Kromě již zmíněných sloučenin céru a železa, aplikovaných v servisních opravnách, jsou v prodeji i další "dílenské" přípravky, používané např. pro občasné nebo periodické vyčištění palivové soustavy. Citlivým místem pro tvorbu úsad jsou např. vstřikovače benzinu u motorů s kombinovaným provozem i na LPG. Po přechodu z benzinu, na který studený motor v denním provozu startuje, na LPG zůstávají ve vstřikovačích nehybně malé zbytky benzinu. Teplota těchto míst se během provozu výrazně zvyšuje, zbytky benzinu jejím vlivem oxidují a tvoří se úsady. Nezřídka je pak třeba odstraňovat ze vstřikovačů pryskyřice, které nejdříve částečně a později úplně znemožní vstřikování benzinu. Pokud je průchodnost vstřikovačů omezena jen částečné, není třeba pro vyčistění provádět demontáž nebo výměnu za nové díly, ale stačí proplach přípravkem obsahujícím rozpouštědlo a detergent, které se z bomby tlakují do palivového vedení, a po spuštění motoru dojde k výplachu s odstraněním pryskyřic. Složení přípravku proto musí být takové, aby ho mohl motor spalovat. Obdobně se provádí pokusy o uvolnění jehel vstřikovačů vznětových motorů, případně i pohyblivých částí vstřikovacích čerpadel, které se mohou zalepit oxidačními a polymeračními produkty vzniklými z metylesterů, dnes přítomných až na výjimky ve všech druzích paliv pro vznětové motory. Proplach se provádí přímo přípravkem do motorové nafty s detergentním účinkem, ale výsledek nemusí být vždy uspokojivý.
V poslední době bylo zavedeno dávkování přípravku typu AVSRA do motorů používajících LPG. Přípravek nelze dávkovat do paliva, muselo by se to provádět pod tlakem a nedostal by se do motoru, protože by převážně skončil v odpařovači. Dávkování je řešeno tak, že je přípravek z malé nádržky v motorovém prostoru za chodu motoru regulovaně nasáván podtlakem do sacího potrubí a po spálení vzniklá draselná sůl zajišťuje mazání sedel výfukových ventilů.

Význam aditivace paliv

Je zřejmé, že aditivace je předmětem zájmu snad všech subjektů, které mají něco společného s automobilovými palivy, s jejich výrobou, skladováním, prodejem i aplikací. Z hlediska těch posledních v řadě od zdroje ke spotřebě, ale co do počtu a významu nejdůležitějších, tj. uživatelů, má aditivace význam jako:

• prostředek pro ochranu motoru a udržování jeho nejlepší kondice,
• prevence tvorby znečisťujících úsad v palivové soustavě, v sacím potrubí, na sacích ventilech a návazně i ve spalovacím prostoru motoru, které zhoršují výkon motoru a zvyšují spotřebu paliva,
• prevence adhezního opotřebení a poruch vstřikovacích a vysokotlakých palivových čerpadel a vstřikovacích trysek, důležitá pro udržení bezporuchového provozu a dlouhé životnosti,
• prevence zničující koroze a rezivění v případech, když se do palivové soustavy dostane voda,
• prevence problémů v zimním provozu pro případy nenadálých hlubších poklesů venkovních teplot nebo při provozu v místech, kde je nutné počítat s poklesy teplot pod -20 °C, a za situace, že nebyla v předstihu natankována arktická nafta.

V souhrnu řečeno, sofistikované používání přísad do paliv přispívá k dlouhodobému udržení maximálních výkonových parametrů motoru i nízkých hodnot emisí bez nákladných oprav, k provozní pohotovosti vozidel a slouží i jako prevence zbytečně větší spotřeby paliva.