Xăng là một loại nhiên liệu lỏng được tinh chế từ dầu mỏ, chủ yếu gồm hỗn hợp các hydrocacbon dễ bay hơi. Nhiệm vụ chính của xăng là cung cấp năng lượng cho động cơ đốt trong, đặc biệt là động cơ xăng (spark ignition engine).

Khi xăng được phun vào buồng đốt và trộn với không khí, hỗn hợp này sẽ được bugi đánh lửa, sinh ra phản ứng cháy nhanh chóng. Áp suất và nhiệt độ tăng cao trong xi-lanh sẽ đẩy piston và sinh công, từ đó truyền động ra bánh xe hoặc thiết bị.

Tuy nhiên, không phải loại xăng nào cũng giống nhau. Trong lịch sử phát triển của ngành công nghiệp ô tô, xăng đã trải qua nhiều giai đoạn cải tiến, trong đó xăng pha chì (leaded gasoline) và xăng không chì (unleaded gasoline) là hai cột mốc quan trọng.

Phân tích sự khác nhau giữa xăng chì và xăng không chì, tác động đến động cơ và nguyên tắc lựa chọn loại xăng phù hợp khi sử dụng.

Xăng chì là gì?

Khái niệm

Xăng chì là loại xăng có pha thêm tetraethyl lead (TEL) – một hợp chất của chì – nhằm tăng trị số ốctan và hạn chế hiện tượng cháy kích nổ (knocking) trong động cơ.

Lịch sử và lý do sử dụng

• Vào những năm 1920, các nhà sản xuất nhận ra rằng động cơ công suất cao thường gặp hiện tượng kích nổ sớm, gây giảm tuổi thọ và hiệu suất.

• TEL được phát hiện có khả năng tăng đáng kể trị số ốctan mà chi phí lại thấp.

• Từ thập niên 1920 đến 1980, xăng chì được sử dụng rộng rãi trên toàn thế giới.

Ưu điểm của xăng chì

• Tăng trị số ốctan hiệu quả.

• Giảm mài mòn xupap (do chì tạo lớp bảo vệ bề mặt).

• Chi phí sản xuất thấp so với các phụ gia chống kích nổ khác thời bấy giờ.

Nhược điểm và tác hại

• Ô nhiễm môi trường nghiêm trọng: Chì là kim loại nặng độc hại, khi thải ra không khí sẽ bám vào đất, nước, thực vật và đi vào cơ thể con người.

• Gây hại sức khỏe: Chì tích tụ trong cơ thể, ảnh hưởng đến hệ thần kinh, tim mạch, gan, thận và đặc biệt nguy hiểm với trẻ em.

• Không phù hợp với công nghệ hiện đại: Các bộ xúc tác khí thải (catalytic converter) bị chì làm hỏng, khiến xăng chì không thể dùng cho xe đời mới.

Xăng không chì là gì?

Khái niệm

Xăng không chì là loại xăng không chứa hợp chất chì. Thay vào đó, để tăng trị số ốctan, người ta sử dụng:

• Pha chế theo công thức hydrocacbon phù hợp

• Các phụ gia không độc hại như MTBE, ethanol, hoặc hợp chất thơm.

Lý do thay thế xăng chì

• Từ cuối thập niên 1970, nhiều quốc gia bắt đầu loại bỏ xăng chì do tác hại đến môi trường và sức khỏe.

• Xăng không chì cho phép ứng dụng công nghệ giảm khí thải như bộ xúc tác 3 chức năng.

• Giảm ô nhiễm kim loại nặng trong khí quyển.

Ưu điểm của xăng không chì

• An toàn hơn cho môi trường và sức khỏe.

• Tương thích với động cơ hiện đại và các thiết bị xử lý khí thải.

• Có thể pha ethanol để giảm lượng nhiên liệu hóa thạch.

Nhược điểm

• Trị số ốctan thấp hơn nếu không pha phụ gia phù hợp.

• Có thể tăng mài mòn xupap ở một số động cơ cũ (thiết kế trước kỷ nguyên xăng không chì).

• Chi phí sản xuất có thể cao hơn so với xăng chì thời xưa.

Sự khác nhau cơ bản giữa xăng chì và xăng không chì