Головною перевагою палив з Ненафтовий добавками яв¬ляется порівнянність їх рухових якостей з властивостями традиційних палив. Добавками можуть бути різні со¬едіненія, зокрема розглянуті вище спирти.
Внаслідок зміни стехиометрических характеристик використання 15% -й добавки метанолу (суміш М15) в стан¬дартной системі харчування веде до збіднення паливоповітряної суміші приблизно на 7%. У той же час при введенні метанолу підвищується октанове число палива (в середньому на 3-8 одиниць для 15% -й добавки), що дозволяє компенсувати погіршення енергетичних показників за рахунок підвищення ступеня стиснення. Одночасно метанол покращує процес згорання палива завдяки освіті радикалів, які активізують ланцюгові реакції окислення. Дослідження горіння бензино-метанольних сумішей в одноциліндрових двигунах зі стандартною і пошаровим системами сумішоутворення показали, що добавка метанолу скорочує період затримки запалення і тривалість згоряння палива. При цьому тепловідвід із зони реакції знижується, а межа збіднення суміші розширюється і стає максимальним для чистого метанолу.
Для холодного запуску двигуна при високому вмісті метанолу в паливній суміші або знижених температурах використовують електропідігрів повітря або паливо-повітряної суміші, часткову рециркуляцію гарячих відпрацьованих газів, добавки до палива летючих компонентів і інші заходи.
Добавки метанолу до бензину в цілому сприяють улуч¬шенію токсичних характеристик автомобіля. Наприклад, в дослідженнях, виконаних на групі з 14 автомобілів з пробігом від 5 до 120 тис. Км, добавка 10% метанолу змінювала викид вуглеводнів як у бік підвищення на 41%, так і зменшення на 26%, що в середньому склало 1% збільшен ¬нія. Викиди СО і NOx при цьому зменшилися в середньому відповідно на 38 і 8% для всієї групи автомобілів.
Однією з найбільш серйозних проблем, що ускладнюють застосування добавок метанолу, є низька стабільність бензино-метанольних сумішей і особливо чутливість їх до води. Різниця щільності бензину і метанолу та висока раство¬рімость останнього в воді призводять до того, що потрапляння навіть невеликої кількості води в суміш веде до її негайного розшарування і осадження водно-метанольной фази. Схильність до розшарування посилюється зі зниженням температури, збільшенням концентрації води і зменшенням вмісту ароматичних сполук в бензині. Наприклад, при вмісті від 0,2 до 1,0% (об.) Води в паливній суміші температура розшаровування підвищується від -20 до + 10 ° С, т. Е. Така суміш практично непридатна для експлуатації. Нижче наведені граничні концентрації води СКР в різних бензино-метанольних сумішах:
У зв'язку з високою вартістю і обмеженістю виробництва стабілізаторів бензино-метанольних сумішей запропоновано використовувати суміш спиртів, головним чином ізобутанолу, пропанола і етанолу. Така стабілізуюча присадка може бути отримана в єдиному технологічному циклі спільного виробництва метанолу та вищих спиртів. Добавка навіть невеликих кількостей метанолу змінює фракційний склад палива. В результаті посилюється схильність до утворення парових пробок в паливоподаючі магістралях, хоча при чистому метанолі це практично виключається через його високої теплоти пароутворення. Згідно з розрахунками, для 10% -й суміші метанолу з бензином утворення парових пробок можливо при температурах навколишнього повітря на 8-11 ° С нижче, ніж для базового палива. Коригування фракційного складу базового палива можлива шляхом зниження вмісту легких компонентів з урахуванням подальшої добавки метанолу.
За кордоном в карбюраторних двигунах практичне застосування отримали суміші 10-20% етанолу з нафтовими бензинами, що отримали назву «газохол». Відповідно до стандарту ASTM, розробленим Національною комісією з спиртовим палив США, газохол з 10% етанолу характеризується наступними показниками: щільність 730-760 кг / м3, температурні межі википання 25-210 ° С, теплота згоряння 41,9 МДж / кг, теплота випаровування 465 кДж / кг, тиск наcищенних парів (38 ° С) 55-110 кПа, в'язкість (-40 ° С) 0,6 мм 2 / c, стехиометрический коефіцієнт 14. Таким чином, за більшістю показників газохол відповідає автомобільних бензинів.
При використанні обводненного етанолу в умовах знижених температур навколишнього середовища для запобігання розшарування в суміш необхідно вводити стабілізатори, в якості яких використовують пропанол, втор-пропанол, ізобутанол та ін. Так, добавка 2,5-3,0% ізобутанолу забезпечує стійкість суміші етанолу, що містить 5% води, з бензином при температурі до -20 ° с.
У ряді країн в якості добавки, що розширює ресурси високооктанових бензинів, використовують метил-трет-бутиловий ефір (МТБЕ). Антидетонаційна ефективність його в порівнянні з алкілбензин в 3-4 рази вище, завдяки чому за допомогою ефіру можна отримати широкий асортимент неетилованих високооктанових бензинів. Метил-трет-бутиловий ефір характеризується наступними показниками: щільність 740 - 750 кг / м3, температура кипіння 48 - 55 ° С, тиск насичених парів (25 ° С) 32,2 кПа, теплота згоряння 35,2 МДж / кг, октанове число 95-110 (моторний метод) і 115-135 (дослідницький метод). Найбільшу антидетонаційну ефективність ефір проявляє в складі бензинів прямої перегонки і каталітичного риформінгу звичайного режиму.
Вітчизняні бензини А-76 і Аі-92 з добавками 8 і 11% метил-трет-бутилового ефіру відповідно задовольняють вимогам ГОСТ 2084-77 за всіма показниками і за комплексом методів кваліфікаційної оцінки показали кращі експлуатаційні властивості. Бензини з добавками ефіру характеризуються хорошими пусковими якостями і при знижених оборотах двигуна мають більш високі фактичні октанові числа в порівнянні з товарними бензинами.
Паливна економічність і показники потужності двигуна при роботі на бензинах з ефіром знаходяться на рівні товарного бензину. Токсичність відпрацьованих газів при цьому дещо знижується, в основному за рахунок зменшення викидів оксиду вуглецю. Змін і порушень в стані і роботі систем двигуна при використанні бензинів з ефіром не спостерігається.