Gasoline คือเชื้อเพลิงที่มีส่วนผสมของสารไฮโดรคาร์บอนซึ่งสามารถระเหยเป็นไอได้อย่างรวดเร็ว ซึ่งเชื้อเพลิงชนิดนี้เกิดขึ้นจากกระบวนการกลั่นลำดับส่วนน้ำมันดิบในหอกลั่น โดยแยกสารประกอบไฮโดรคาร์บอนในน้ำมันดิบนั้นด้วยการให้ความร้อนจนถึงระดับ ซึ่งสารประกอบไฮโดรคาร์บอนที่มีมวลโมเลกุลและจุดเดือดต่ำ เช่น โปรเพนและอีเทนจะระเหยขึ้นไปและควบแน่นเป็นของเหลวบริเวณชั้นที่อยู่ส่วนบนของหอกลั่น ส่วนสารประกอบไฮโดรคาร์บอนที่มีมวลโมเลกุลและจุดเดือดสูงกว่าจะควบแน่นเป็นของเหลวอยู่ในชั้นที่ต่ำลงมาตามช่วงอุณหภูมิของจุดเดือดที่ขึ้นอยู่กับจุดประสงค์ของการนำไปใช้เป็นผลิตภัณฑ์ต่างๆ อย่างเช่นแก๊สโซนลีน เคโรซีน (น้ำมันก๊าด) น้ำมันเตา และน้ำมันหล่อลื่น
เดิมทีแก๊สโซลีนนั้นถูกใช้งานเป็นน้ำมันตะเกียงและน้ำมันหล่อลื่น เนื่องจากไม่ใช่สารบริสุทธิ์ที่จะประกอบด้วยส่วนผสมของไฮโดรคาร์บอนที่ระบุช่วงของความผันผวนมากกว่า 100 ชนิด และมีคุณสมบัติติดไฟได้ง่ายเมื่อไอน้ำมันระเหยไปผสมกับอากาศ กระทั่งเครื่องยนต์แบบสันดาปในถูกพัฒนาขึ้นมาจนสำเร็จ แก๊สโซลีนจึงถูกดัดแปลงมาใช้เป็นน้ำมันเชื้อเพลิง ซึ่งตอบโจทย์ของยานพาหนะเครื่องยนต์สันดาปในได้ดีที่สุด ทั้งคุณสมบัติที่เป็นของเหลวซึ่งสามารถบรรจุไว้ในถังเชื้อเพลิงได้ หรือการระเหยผสมกับอาการแล้วติดไฟเหมาะกับการจุดระเบิดในห้องเผาไหม้โดยหัวเทียนของรถแล้วสร้างกำลังได้มากพอสำหรับการทำงานของเครื่องยนต์
หลังจากปี 1910 ความต้องการแก๊สโซลีนที่มากเกินกำลังผลิตทำให้เหล่านักเคมีเริ่มคิดสูตรในการผลิตหลังจากปี 1910 ให้ได้มากขึ้นกว่าเดิมต่อน้ำมันดิบหนึ่งบาร์เรล (100-200ลิตร) ซึ่งวิธีที่ประสบความสำเร็จวิธีหนึ่งคือการสลายโมเลกุลที่มีขนาดใหญ่และมีน้ำหนักมากและระเหยน้อยที่สุดออกเป็นเศษเล็กๆในขั้นตอนการกลั่น ซึ่งนำไปสู่การพัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาทางเคมี “แคร็ก” และอีกเทคหนิคหนึ่งก็คือการสังเคราะห์โมเลกุลชนิดที่ต้องการผสมเข้ากับโมเลกุลของก๊าซเบา เพื่อให้เกิดการเพิ่มประมาณของเหลวในระหว่างกระบวนการต้มที่น้ำมันกำลังเดือด
ความผันผวนที่เกิดขึ้นของแก๊สโซลีนนั้นจะขึ้นอยู่กับส่วนผสมพื้นฐาน โดยเฉพาะการระเหยในช่วงอากาศฤดูหนาว โดยมีจุดประสงค์เพื่อให้สามารถสตาร์ทเครื่องยนต์ได้ง่ายขึ้นเมือเทียบกับช่วงฤดูร้อนที่มีการระเหยของเชื้อเพลิงน้อยกว่าอย่างเห็นได้ชัด ในช่วงวอร์มอัพเครื่องยนต์ เชื้อเพลิงจะมีอุณหภูมิสูงมากพอที่จะเกิดการระเหยเพื่อกระตุ้นการทำงานของคาร์บูเรอเตอร์หรือหัวฉีดเชื้อเพลิงโดยส่วนผสมจะอยู่ในอัตราระหว่าง 10:1 และ 18:1 ให้สามารถสตาร์ทเครื่องยนต์ได้ แต่ในชื่อเครื่องยนต์เย็นจะเกิดการระเหยของเชื้อเพลิงประมาณ 10 ถึง 15 เปอร์เซ็นต์ โดยเชื้อเพลิงจะถูกส่งผ่านเครื่องยนต์ในรูปของเหลวที่ยังไม่ผ่านการจุดระเบิด และปริมาณการระเหยจะค่อยๆเพิ่มขึ้นเรื่อยๆจนกว่าจะสามารถกระตุ้นการจุดระเบิดเพื่อสตาร์ทเครื่องยนต์ได้สำเร็จ จนบางครั้งนักขี่จะได้กลิ่นของเชื้อเพลิงที่โชยออกมาผ่านทางท่อไอเสียของรถที่ไม่มี ECU ติดตั้งเอาไว้
ส่วนคำถามที่ว่าทำไมถึงกำหนดค่าการระเหยของเชื้อเพลิงไว้เพียง 10 – 15 เปอร์เซ็นต์ แทนการผลิตเชื้อเพลิงที่มีค่าการระเหยแบบ 100% เหมือนกับไอโซเพนเทน ซึ่งคำตอบก็คือหากจะผลิตให้เกิดผลแบบนั้นก็สามารถทำได้แต่ราคาเชื้อเพลิงที่ผู้ใช้งานต้องจ่ายก็จะสูงขึ้นตามต้นทุนในการใช้แคร็กสลายโมเลกุลเพิ่มขึ้นนั่นเอง นอกจากนี้ยังจะเป็นการลดค่าออกเทนลง ส่งผลให้ประสิทธิภาพในการป้องกันการ “น็อค” ลดต่ำลง ซึ่งค่าออกเทนนี่เองที่เป็นตัววัดความต้านทานกระบวนการผิดปกติในขั้นตอนการเผาไหม้ของเชื้อเพลิงหรือ “น็อค” ซึ่งเกิดเป็นการเปลี่ยนแปลงทางเคมีเนื่องจากอุณหภูมิที่สูงเกินไปในช่วงสุดท้ายของการผสมเชื้อเพลิงกับอากาศก่อนจะเริ่มการเผาไหม้ เมื่อรวมเข้ากับแรงดันที่เกิดจากภายในห้องเผาไหม้จะกลายเป็นปฏิกิริยาที่กระตุ้นให้เกิดการจุดระเบิดก่อนเวลาที่กำหนด ซึ่งจะทำให้เกิดความเสียหายกับเครื่องยนต์หรือที่ตัวกรองไอเสีย
โดยปกติแล้วจะมีการเติมสารเพิ่มค่าออกเทนเข้าไปในน้ำมันเชื้อเพลิง เพื่อให้มีคุณสมบัติทนต่อการน๊อคได้สูงขึ้น โดยในอดีตสารที่ใช้ในการเพิ่มค่าออกเทนนั้นจะมีสารตะกั่วประกอบอยู่ด้วย แต่เนื่องจากเป็นอันตรายต่อมนุษย์และสิ่งแวดล้อมจึงมีการพัฒนาน้ำมันเชื้อเพลิงแบบไร้สารตะกั่วขึ้น ซึ่งสามโครงสร้างทางเคมีสำคัญที่ของน้ำมันเชื้อเพลิงที่มีผลต่อความต้านทานคือ 1) การเรียงตัวของโซ่อะตอมคาร์บอน 2) ความหนาแน่นของโซ่ 3) สารประกอบเฮเทอโรไซคลิกที่โดยทั่วไปแล้วจะประกอบด้วยคาร์บอนและไฮโดรเจนอย่างละหกอะตอม ยิ่งโครงสร้างนี้มีการจับตัวกันอย่างหนาแน่นมากเท่าไรค่าความต้านทานก็จะยิ่งสูงขึ้น แม้จะไม่มีความแตกต่างด้านพลังงานของเครื่องยนต์ แต่รถที่ใช้เชื้อเพลิงที่มีค่าออกเทนเหมาะสมกับข้อกำหนดของเครื่องยนต์ตามที่ระบุเอาไว้จะสามารถดึงประสิทธิภาพสูงสุดของเครื่องยนต์ออกมาได้ เนื่องจากมีค่าความทนทานต่อแรงอัดที่จะก่อให้เกิดการน็อคหรือการจุดระเบิดก่อนเวลา ในทางกลับกันเชื้อเพลิงออกเทนที่ต่ำกว่าเครื่องยนต์ต้องการก็จะทำให้เครื่องยนต์ไม่สามารถแสดงสมรรถนะออกมาได้เต็มประสิทธิภาพ เนื่องจากจะต้องใช้เวลาทำให้เกิดการระเหยทำให้ค่า rpm ของเครื่องยนต์ลดลงและเสี่ยงที่จะเกิดการน็อค
แม้การเลือกใช้น้ำมันเชื้อเพลิงที่มีค่าออกเทนสูงเกินความต้องการของเครื่องจะไม่ส่งผลเสียต่อเครื่องยนต์และการใช้งานก็ตาม แต่ก็ถือว่าเป็นความสิ้นเปลืองโดยไม่จำเป็น ส่วนในกรณีที่ไม่สามารถหลีกเลี่ยงการใช้งานเชื้อเพลิงที่ค่าออกเทนต่ำกว่าความต้องการของเครื่องยนต์ได้นั้น นักขี่สามารถป้องกันการเกิดผลเสียต่อเครื่องยนต์ได้ด้วยการใช้ความเร็วในระดับกลางไปเรื่อยๆจนกว่าจะสามารถเติมเชื้อเพลิงที่มีค่าออกเทนตามความต้องการของเครื่องยนต์ได้
------
เรียบเรียงโดย HD-Playground
ที่มา... cycleworld.com