چرا نیاز به اکتان بوستر داریم؟

زمانی که در موتورهای درونسوز بنزینی به‌هدف افزایش راندمان حجمی مبادرت به افزایش ضریب تراکم یا پرخورانی پیشرانه می‌شود مخلوط سوخت و هوا قبل از رسیدن به نقطه مرگ‌بالا خودبه‌خود منفجر شده و علاوه از کاهش شدید عمرمفید پیشرانه سبب کاهش توان و ایجاد لرزش‌های ناخوشایند میشود‌.
تمام پیشرانه‌های دارای کنترل الکترونیکی پاشش‌سوخت (ecu)، مجهز به سنسور ناک هستند که با تغییر زمان جرقه زنی به بهای کاهش توان خودرو سعی در کاهش نسبی تبعات منفی این پدیده دارند‌ که مسلما به هیچ‌وجه‌ کافی و کامل نیست و تضمین کننده دوام و کارایی نرمال پیشرانه نخواهد بود.
لذاست که تمامی خودروهای مجهز به پیشرانه‌های توربوچارج، سوپرچارج، تزریق مستقیم و یا ضریب تراکم بالای ۱۰.۵/۱ برای حفظ کارایی مطلوب، دوام و لذت سواری ناگزیر از مصرف دایم سوخت اکتان بالا هستند.
هرچند محصولات اکتان افزای غیر مسابقه‌ای با غلظت‌های توصیه شده قادر به تامین عدد اکتان اوپتیمم نیستند، ولی قادر به افزایش کیفیت سوخت به‌حدی هستند که ecu قادر باشد اثر ناک را تقریبا به‌طور کامل خنثی نماید.
تاریخچه استفاده از ترکیبات اکتان افزا به دهه بیست میلادی و شرکت جنرال موتورز نسبت داده میشود. همچنین اولین اکتان‌بوستر شناخته تترا اتیل‌سرب می‌باشد که علاوه از قابلیت افزایش عالی تراکم‌پذیری بنزین، به علت خاصیت شبه بافری جلوی ایجاد رسوبات میکروجوش مابین سوپاپ دود و نشیمنگاهش را نیز می‌گیرد. ارزانی و تاثیر مثبت این ماده به حدی بود که برای افزایش اکتان سوخت موتورهای سوپرچارج هواپیماهای جنگ دوم تا عدد ۱۵۰ استفاده شد. تتراتیل‌سرب به دلیل ارزانی، علیرغم اثرات بسیار زیان‌بار سمی بر محیط زیست، رسوب روی شمع، تخریب کاتالیزور و سمیت تجمعی در موجودات زنده و ایجاد زایمان زودرس و افت ضریب هوشی در کودکان، تا اواخر قرن قبلی میلادی در بعضی کشورها به کار رفت. امروزه بنزین سرب‌دار فقط برای پیشرانه‌های پیستونی بعضی هواپیماها قابل دسترسی ست.

از اواسط دهه هفتاد، اهمیت یافتن مسائل زیست محیطی و مجهز شدن تدریجی خودروها به کاتالیزور، از طرفی خودروسازان را ملزم به باز طراحی ساختار موتور و متریال سوپاپ دود و از طرف دیگر شرکت‌های نفتی را مجبور به جایگزین نمودن تترا اتیل سرب نمود.

به فاصله‌ی اندک ماده‌ای بنام متیل‌تریتاری‌بوتیل‌اتر (MTBE) جایگزین سرب گردید که پس از مدتی به خاطر محلول بودن در آب و ایجاد آلودگی شدید آب‌های سطحی و ایجاد پدیده مه‌دود فتوشیمیایی در هوا کنار گذاشته شد. اما درگذر زمان اصلاحاتی در فرمولاسیون این ترکیبات انجام شده و آمیل و بوتیل اتر ها مورد استفاده قرارگرفتند که سرانجام به علت تداوم آثار آلایندگی و جذب انرژی احتراق که کاهش توان تولیدی موتور و افزایش مصرف سوخت را در پی داشت، یکی پس از دیگری محدود و ممنوع شدند.

یکی از مواد دیگری که با قیمت ارزان در دسترس قرار داشت و اثرات آنتی‌ناک مناسبی تامین می‌نمود، اتانول است که امروزه نیز برای تامین سوخت مصرفی خودروهای درونسوز در بعضی ممالک پیشرفته غیر نفتی که خودرو کالایی مصرفی محسوب میشود با بنزین مخلوط میگردد. ولی اولا به علت توان جذب بسیار بسیار بالای رطوبت برای استفاده طولانی مدت خصوصا در مناطق مرطوب مناسب نیست ثانیا دسترسی به نوع کاملا خالص و بدون آب اتانول چندان هم ارزان تمام نمی‌شود. ضمنا، در صورت افزایش غلظت اتانول نیاز به تغییر برنامه ریزی ecu و تغییر سایز انژکتور ها می‌باشد.

محققان در ادامه جستجو برای تامین سوخت اکتان بالای ارزان، سالم و قابل عرضه از پمپ‌های بنزین سراغ ترکیباتی با ساختار شبه نمک آلی از فلزات نمودند که معروفترین ماده از این دسته MMT ست.
متیل سایکلوپنتادینیل منگنز تری‌کربونیل ماده‌ای ست که با قیمت مناسب در دسترس بوده و با غلظت پایین قادر به ایجاد اثرات آنتی‌ناک خوبی می‌باشد. اما به دلیل ایجاد مسمومیت تدریجی در کاتالیزور و بالطبع ایجاد آلایندگی، همچنین رسوب‌گذاری قابل توجه در موتورهای جدید، برای استفاده گسترده و طولانی مقبولیت چندانی نیافت. سایر نمک‌های مشابه حاوی نیکل یا آهن مانند فرروسین نیز به مرور ساخته شدند که کمابیش با همین مشکل مواجه بوده و هستند.

پس از آن نوبت استفاده‌ی ترکیبات انواع مواد آروماتیک ساده و گاها شاخه دار مانند بنزن و تولوئن بود که علیرغم تاثیر قابل قبول خاصیت سرطان‌زایی شدیدی چه در حالت مایع و چه بخار داشتند همچنین سنتز و ترکیبات شامل موادی بدون کاهش قدرت و دمای احتراق، چندان هم‌ مقرون به صرفه نبود.

ظاهرا مدت‌زمانی لازم بود تا افزایش تعداد خودروهای نیازمند سوخت اکتان بالا تولید بنزین ایزو اکتان را به روش‌های برنچینگ یا کراکینگ در پالایشگاه مقرون به صرفه نماید.

امروزه سعی میشود تا با تولید بنزین‌های باصطلاح ایزواکتان و عرضه به صورت درجه بندی شده در جایگاه‌ها، سوخت متناسب با نیاز هر خودرو از نظر فنی و اقتصادی قابل دسترس باشد.

با عرضه روز افزون اتومبیلهای نیازمند سوخت اکتان‌بالا، طرح تولید محصولات اکتان‌بوسترغیر مسابقه‌ای از حدود چهارسال قبل و با محوریت حفظ دوام و سلامت پیشرانه و متعلقات، در کنار بازگرداندن کارایی نرمال خودرو در دستور کار قرار گرفت.

این پروژه با انتخاب مواد اکتان‌افزای گوناگون و اعمال تغییرات لازم در نسبت آنها شروع و با تست میدانی طولانی مدت طی فصول و شرایط آب‌و‌هوایی مختلف و سوخت‌های پایه با کیفیت‌های متفاوت، روی تعدادی از حساس‌ترین پیشرانه‌های توربو، تزریق مستقیم و کمپرس بالای موجود در سطح کشور و مناطق آزاد ادامه یافت. نظرسنجی و ثبت داده‌های کمی و کیفی رانندگان تست انجام گرفت. در انتها نیز با بررسی وضعیت شمعها، اتاق احتراق، قدرت کمپرس موتور و وضعیت سیالات، تداوم سلامت پیشرانه از نظر نبود رسوب یا خوردگی (که در اکتان‌افزاهای مسابقه‌ای یا موقت تحلیل نمی‌شود) به دقت مورد بررسی قرار گرفت.
‏ماحصل این تلاش هدفمند و صبورانه که با انگیزه، علاقه و تعهد سه ساله دست‌اندرکاران تضمین شده است، محصولی ست که (درصورت افزودن روی بنزین استاندارد) به واسطه نداشتن ترکیبات خورنده یا رسوب‌گذار، بدون کاهش عمر مفید مجموعه موتور و سیستم سوخت‌رسانی، قادر است تضمین‌کننده کارکرد مطلوب پیشرانه، کمابیش طبق استانداردهای شرکت سازنده و تامین‌کننده نظر رانندگان از نظر لذت و راحتی سواری باشد.