Tại sao ethanol tạo ra nhiều sức mạnh hơn so với xăng trên xe ô tô?

Ethanol chỉ chứa khoảng hai phần ba năng lượng so với một lượng xăng tương đương, nhưng các động cơ lại sản sinh ra nhiều công suất hơn khi đốt cháy nó so với xăng. 

Điều quan trọng ở đây là chỉ số octan của ethanol cao hơn so với xăng bán tại cây xăng. Ethanol thuần có chỉ số octane là 109, so với tối đa 97 octane của xăng bơm (tuy nhiên, ethanol thường được trộn với xăng khi bán). Chỉ số octane cao hơn có nghĩa là khả năng chống cháy ở ethanol cao hơn, ngăn chặn việc đánh lửa sớm có thể gây hư hại động cơ. Điều này cho phép động cơ chạy với tỷ lệ nén cao hơn và, đối với động cơ tăng áp thì tăng công suất hơn nữa. Cả hai trường hợp này đều dẫn đến công suất tăng lên. 

Một cây xăng bán cả xăng pha ethanol và xăng không pha ethanol ở Mỹ. 

Ethanol có chỉ số octane cao hơn xăng phần nào là do nó giúp giữ nhiệt độ xi lanh thấp hơn. Giống như mồ hôi làm mát chúng ta trong một ngày nắng nóng, nhiên liệu sẽ hút nhiệt ra khỏi xi lanh khi bốc hơi. Quá trình này được gọi là nhiệt bay hơi, nó xảy ra ở tốc độ cao hơn với ethanol so với xăng – đặc biệt là phun trực tiếp. 

Lợi thế về hiệu suất của ethanol được thể hiện trong một nghiên cứu của Ford, trong đó hãng xe của Mỹ chạy thử động cơ V-6 3.5 lít tăng áp kép của xe bán tải F-150 bằng nhiều loại nhiên liệu khác nhau, bao gồm E85 (85% ethanol và 15% xăng), hỗn hợp ethanol phổ biến nhất, và E10, hỗn hợp 90% xăng-10% ethanol, loại mặc định tại hầu hết các cây xăng ở Mỹ. 

Ford F-150. 

Ở vòng tua máy 5.000 vòng/phút và với bộ tăng áp được canh chỉnh, động cơ sản sinh ra công suất 380 mã lực và mô-men xoắn 542 Nm với E85, nhưng chỉ có 190 mã lực và 271 Nm với E10, một phần là do động cơ có thể chạy với tỷ lệ nén cao hơn trên E85. 

Một hạn chế với ethanol là hiệu suất nhiên liệu kém hơn. Các kỹ sư của Ford đã ghi nhận những cải thiện về hiệu suất, và thậm chí còn thấy tăng 1% mpg (miles per gallon) với nhiên liệu E20 (20% ethanol, 80% xăng), nhưng lượng ethanol cao hơn thì điều đó sẽ không còn nữa vì ethanol ít nén năng lượng hơn xăng. Với việc ethanol ít năng lượng hơn trong một thể tích nhất định so với xăng, chúng ta cần sử dụng nhiều nhiên liệu hơn để đi được một quãng đường nhất định.

Koenigsegg Jesko. 

Tuy nhiên, những mẫu xe được sản xuất để sử dụng tối đa khả năng tạo năng lượng của E85 không quan tâm đến mức tiêu thụ nhiên liệu. Động cơ V-8 5.0 lít tăng áp kép của Koenigsegg Jesko tạo ra 1.600 mã lực với E85, so với 1.280 mã lực khi chạy bằng xăng. 

Đây cũng là cách Dodge Challenger SRT Demon 170 năm 2023 đạt được toàn bộ 1,025 mã lực và 1.281 Nm mô-men xoắn từ động cơ V8 6.2 lít tăng áp của nó. Công suất giảm xuống còn 900 mã lực và 810 lb-ft khi chạy với nhiên liệu E10. Ở công suất tối đa, Dodge cho biết Demon 170 sẽ đạt 0 – 100 km/h trong 1,66 giây (trong điều kiện được kiểm soát).