フューエルワン(F-1)の実験

皆大好き実験コーナーでございます。いやそんなコーナーは無いけども(爆)

え～今回のネタは巷で好評(?)のワコーズ フューエルワン(以下F-1)です。

噂では、入れると加速が良くなったり、吹け上がりが良くなったり、燃費が良くなったり、アイドリングが安定したり、と良い事尽くめのようです。

まぁ半分くらい(以上？)はその後に「ような気がする」って言葉が続くようですが(爆)


まぁ、そんなこんなでこういうのは私のネタにされるわけですよ(謎)




気になりませんか？この商品の真偽を。




な～んて書くと大げさに捉えられてしまうので、まずは予防線。

・以下はあくまで個人的な実験および考察・感想です。それらをどう捉えるかは個人に委ねられますので、私に批判や文句を言っても無駄ですのであしからず。
※批判や文句があればご自身で再検証をお願いします。中途半端な上から目線コメントするくらいならご自身のブログにきっちり考えを書いてトラックバックをお願いします。見に行きます。

・これより先で色々と言いますけど、別にワコーズが嫌いだとか恨みがあるとかそういうのではないですからね。実際ワコーズのギアオイルとか使っていますし。


さて、予防線も張ったところで進みましょうか(笑)


まずはF-1ってのがどんな製品なのか見てみましょう。


●以下ワコーズのHP記載より転記

高性能清浄剤PEAの作用により、燃焼室や給排気バルブ、インジェクターなどに堆積したカーボン・ワニス・ガム質などを除去し、エンジン性能を回復する燃料添加剤です。
多走行車には2～3回の連続使用がさらに効果的です。また、燃料の酸化及び燃料タンク内に発生する錆・腐食を抑制する効果があります。
添加量：燃料30～60Lに1本を使用。アイドリング不調やカブリ気味になることがありますので、燃料が30L未満の場合は、1%を超えないように添加してください。



だそうです。なんかすごいですね。


まとめると「燃料に入れることで燃焼室や給排気バルブ、インジェクターなどのカーボン・ワニス・ガム質を除去する」のがメインの効果ですね。


この時点でもう突っ込み所がある所がすごいと思う。

エンジンの構造上、ポート噴射であればインジェクターと吸気バルブにしかガソリンおよびF-1は液体として接触できないのですが、燃焼室や排気バルブにも効果が・・・？
直噴にいたってはインジェクターしか液として接触できないのですが・・・？

F-1は燃焼室へ入り減圧されて気化した状態でも効果があるのでしょうかね？？



と、掴みから良い感じですが、そもそもなんでF-1について調ようなんて思ったかと言いますと・・・。

個人叩きみたいになると嫌なのであえてリンクは貼りませんが、ネット上にF-1の実験としてとある動画があります。「フューエルワン　実験」とかで検索するとすぐ出てきます。
(試験管に入れたガソリンに濃硫酸を投入して強制的に酸化させ、そこにF-1を投入すると酸化された黒い酸化生成物が綺麗になりますよって趣旨のもの。)





ざっくり以下の流れ。
　①試験管にガソリンを入れる。
　②そこに濃硫酸を入れる。
　③混ぜると黒い酸化生成物ができる(ガソリンと黒いのは分離している)
　④F-1を入れる。
　⑤混ぜると黒い酸化生成物が溶解して減る。
　⑥一度捨てる。
　⑦試験管に残った汚れに再度ガソリンとF-1を入れる。
　⑧混ぜると綺麗になる。

※各自調べて見てみてください。動画で見たほうが分かりやすいので。



すごい、F-1ってホントに綺麗になるんだ！！

って素直に思えないのが私なのですよ。


なので考えます。試します。

まずはこの実験が本当に正しいのか、現実に見合った条件でのテストなのか？それを考えます。

このテスト条件での一番引っかかるところはなんと言っても濃硫酸を使用する点です。

なにせガソリン中に硫酸なんて存在しませんからね。

※ガソリンを酸化させる現実の要因は主に大気中の酸素です。ですが、それだと時間がかかりすぎて試料を用意できないので代わりに硫酸を用いている。


では、前提条件というか性状の確認から。

・HC(ガソリン)中にH2SO4(硫酸)は存在しない。
・ガソリンのS(硫黄)分は10ppm以下
・ガソリンの実在ガムは5mg/100ml以下
・ガソリンの水分は数十～数百ppm

さてこのデータを並べた理由がまず一つ。ホントにガソリン中に硫酸は存在しないか？

化学式を見ると硫酸はH2SO4です。組成的にはガソリンって全てを含んでいるのですよ。「酸化水素(HC)、硫黄(S）、水(H2O)」

つまり見方次第では硫酸が生成される可能性もあるのでは？という問題を解決したい。

まぁ、結論から言うと硫酸は生成されません。

H2SO4を作るには「SO3 + H2O = H2SO4」という条件を正立させなければいけません。

そしてSO3を作るにはSを燃やさないといけません。ガソリン中で硫黄だけが燃えてSO3になることは有りませんのでH2SO4を生成する条件が成り立ちません。


これでまずは硫酸という存在がイレギュラーである事を立証できました。




では次にガソリン中に硫酸を入れると何が起こるのかを考えます。

・HC + H2SO4 = 反応しない。
・HC + S + H2O + H2SO4 = 基本的に反応しないが、硫酸の脱水作用によりガソリン中の水分が取られる。

パッと見の化学式だとなんてことないですが、もうちょい踏み込みます。

・硫酸を入れるとガソリンが脱水される。
・硫酸はガソリンから単体のカーボンを生成しない。
・硫酸により不飽和化合物を酸化、重合させる→ガム分の生成
・ガソリン中の硫黄は硫酸と反応しない。

さて、3番目に書きました酸化と重合。これが問題の実験における「強制的に酸化させる」ってヤツですね。

なるほど確かにこれならガソリンを強制的に酸化させる。という目的での硫酸使用は的を得ています。



つまり実験のようにそれを溶解できるF-1は効果がある。



な～んて言うと思ったら大間違い！？

問題なのは硫酸を酸化剤として使用していることではなく、そこに硫酸が残っている状態で実験を行っているという事。

え、分かり難い？


つまり

①理想の環境下では「ガソリン + 酸化/重合反応物」
②実験の環境下では「ガソリン + 酸化/重合反応物 + 硫酸」

なんですよ。


硫酸で酸化させるのは良い。でも実験をするのであれば、硫酸を取り除いてから行わなくてはいけないのでは？

というのが疑問なのです。

で、この状態から硫酸だけを取り除けるか？というと・・・私にはムリです。というかどうやるの？



でも、

「硫酸があったっていいじゃん。実際にF-1入れたら綺麗になってるんだしさ。」

ってのが、多分普通の人の感性だと思います。


なのでなぜ疑問なのか解説を入れておきます。


・ガソリンと硫酸は混ざりません。→なので実験のようにガソリンに硫酸を入れると分離します。

・F-1とガソリンはどうでしょう？→当然ですが混ざります。

・硫酸と反応性生物は？→混ざります。

・ガソリンと反応性生物は？→混ざりません

・ではF-1と硫酸は・・・？？


これが曖昧だと実験にならんのです。

なぜかって？そりゃガソリンと混ざるF-1が硫酸と混ざるのなら、F-1という存在を介してガソリンと硫酸が混ざるからです。

※水抜き剤をイメージすると分かるかな？　ガソリンと水は混ざらないけど、両方に溶ける水抜き剤を入れると混ぜることが出来る。


そして、実験環境では硫酸と反応生成物は混ざっています。(ガソリンから反応した生成物は硫酸側に溶け込みます)

硫酸とF-1が混ざるのであれば、F-1と反応性生物が混ざるという保障はできません。

つまり、実験の正当性が保障できない。


そもそも、実験で示している黒い汚れというのは生成物で着色された硫酸そのものなので、それをF-1で綺麗にする事は本来の目的ではないのです。


※「ガソリン ⇔ F-1 ⇔ 硫酸(+反応性生物)」 これだと立証にならない。



なので、件の実験の正当性を確認するためには実験条件から硫酸を取り除く必要がありますが、私にはできませんので確認できません。

代わりと言ってはなんですが、実験条件に近い条件でガソリンを抜いた状態で硫酸とF-1が混ざるのかどうかの確認をします。

※これで混ざっちゃうと一気に実験の正当性が疑わしくなります・・・。
※混ざらなければF-1は反応性生物と混ざるという事に。





用意したのは94%硫酸(約2.5cc)

炭化水素との重合反応生成物や水分などが含まれた硫酸です。

※若干泡立っているのは試験管へ採取する際になったものでテストには問題ありません。





そこにF-1を同量入れて混ぜます。(+2.5cc)

完全に混ざりました。分離しません。





さらにF-1を追加します。(+2cc)





もっとF-1追加。(+8cc)

これだけ入れると分かりやすいかな？


●結果
・硫酸とF-1は溶解性がある
・硫酸にF-1を混ぜると発熱する(脱水作用)
・2.0～2.5ccの硫酸に対して12.5～13.0ccのF-1(5.0～6.5倍)を混ぜても、重合物の色は取れない。
・硫酸の界面活性(試験管壁へのべと付き)もあまり失われなかった。


●考察
・MSDSより、F-1中のPEAは46～65%の為、12.5～13.0cc中のPEA量は5.75～5.98cc(46%)、8.125～8.45cc(65%)程度となる。
・そのため硫酸/PEA割合は2.3～4.225倍程度となる。

・F-1の投入量はガソリンに対して最も濃くても1％未満である事を考慮するとPEAの量は0.46～0.65%未満となる。
・F-1 1%=30Lに300ccを投入したケースで見ると、今回のテスト結果の量から逆算して46～60ccの硫酸は処理できない。
・よって1％の濃度で処理可能な量は46ccより遥かに少ない量となる。
・60Lに300ccの場合だと更に処理可能量は減る事は言うまでもない。

・ではどのくらいの硫酸量であれば処理が可能か？目測の域ではあるが、今回のテストの倍以上の量は必要と考える。硫酸2.0～2.5ccに対して30cc以上は必要。
・ただし、これは硫酸の界面活性を十二分に低下させ、配管壁面への付着を防止することで、ガソリン(含むPEA)と共に下流へと押し流せるであろう想定量である。
・倍率で言うと硫酸に対しフューエルワンは15～20倍程度は必要という感触。
・それを踏まえ、フューエルワン1%=30Lに300ccを投入したケースでの硫酸処理可能量は15～20cc以下。60Lに300ccのケースはその半分の7.5～10cc以下。
・よって現実的にはガソリン中の硫酸の処理可能量は10cc程度以下ではないかと推測する。

・ではガソリン中に硫酸が10cc存在する状況はありえるのか？
・→ありえない。そもそもH2SO4はガソリン中に生成されることは現実的にはありえない。生成する為のH2、S、O2は揃っているが化合するには燃焼が必要。
　※S+O2=SOx　H2O+SOx=H2SO4　の為。
・ガソリン中のSは10ppm以下、H2Oは数十～数百ppmと極少量である事に加え、化合する為の燃焼は燃焼室内でしか有り得ず、それは燃料ラインには入り込まない。
・よって、ガソリン中に硫酸が存在することは考え難い。

・ではこの実験の意味することは一体なんなのか？
①硫酸を使用したのはガソリンの酸化を擬似的に再現するためという名目
②それをF-1で除去できる(洗い流せる)事で、ガソリン中のガム分やカーボンの洗浄効果を目に見せるという意味がある。

・今回の実験に対する懐疑点
①硫酸とF-1は溶解性を持つため、すでに硫酸に溶解している重合物類(ガム分)が硫酸と共にF-1に混ざる事は当然である。
②溶解した溶液を捨て、また、F-1を入れて(混ぜて)捨てて・・・とやって綺麗になるのは当たり前であり、それはF-1のガム分の溶解性を証明する行為ではない。
③つまり硫酸とガソリンの両方に溶解性を持つ物質であれば今回と同様の結果を得ることが可能なのである。

・実験の真の結果を出す為には？
①硫酸と重合物(ガム分)を分離させ、重合物(ガム分)単体の状態にしたのち、ガソリンに投入。そこにF-1を混ぜるのが正しい。
②現実の状況に存在しない硫酸という中間媒体を存在したまま実験をしてしまっている為、真の結果が見えなくなってしまっている。




長くなりましたが以上から、「硫酸を用いた実験はF-1の実効性を立証するには不十分な可能性が高い」です。


さて、こんなにも長く他人様の実験に突っ込んでおいてこれでお終いってのは、あんまりなので私なりに出来る範囲でF-1の実効性を確認してみたいと思います。

単体の重合反応性生物を用意するのが容易でない事は上記までで十分に理解できると思います。

F-1は「カーボン・ワニス・ガム質」を除去できるのですから、もっと手に入れやすいものがあるじゃないですか。


カーボンです。


ではどこから採りましょう？





いいところに沢山あるじゃあないですか(笑)





綿棒に低温生成されたカーボンを採取しました。

このカーボンがF-1で溶けるかどうかを確認しましょう。





試験管に「F-1原液4cc」と「レギュラーガソリン9.9cc:F-1 0.1cc(濃度1%)」の液を準備します。





そこにカーボンをIN。

このまま静置テストします。





テスト開始から1日と4時間35分(28.58h)経過。





テスト開始から5日と23時間15分(143.25h)経過。





テスト開始から8日と3時間32分(195.33h)経過。





テスト開始から19日と1時間30分(457.5h)経過。





テスト開始から31日と3時間30分(747.5h)経過。





テスト開始から52日と4時間36分(1252.6h)経過。





テスト開始から83日と21時間33分(2013.55h)経過。


時間経過と共に溶液が黒く濁ってきているのが見て取れますね。

※F-1原液の方がより黒くなっていますが4ccと量が少ないため、そう見えるだけです(ガソリン側は10ccなので色が薄い)

この時点で静置テストの経過観察は終了として、最終確認と次のテストに入ります。





上記の2013.55h経過時点での試料を取り出して確認。

左がF-1原液。右が1%濃度。

両者とも差が無い程度のカーボンの落ち具合。





上記取り出した試料を戻して、動的テストを実施。試験管を振って混ぜました。

振って混ぜるとあっという間に真っ黒に。





取り出して確認しますが、綿棒のカーボンは見た目変わらず。





一応比較確認。テストに用いたガソリンも黒くなってます。(左が新しいガソリン)

この新しいガソリンに新たに綿棒カーボンを入れて混ぜます。※F-1は入れない。





はい。真っ黒になりました。





取り出して3者比較

残念です。
F-1が入っていても居なくても、この程度のカーボンはガソリン単体でも溶解させられることが確認できました。





確認の意味で実行。F-1原液に同様のカーボン粉を入れて溶解テスト。





カーボンは溶解します。





続いてレギュラーガソリンにカーボン粉を入れる。





こちらでもカーボンは溶解します。




さて、低温生成されたカーボンではF-1の優位性が見られませんでしたので、条件を厳しくしてみましょう。





約500℃で生成されたカーボン片です。





これを砕いて試片とし、ガソリンと溶解テスト。

試験管を振っても振ってもカラカラと音を立てるだけでまったく溶けません。

※長期静置テストは行いません。上記までの結果から短期テストと比べて優位性は無いと判断しました。





続いてF-1原液でトライ。

こちらもいくらやってもまったく溶けません。





溶解しやすい条件になるように加熱してみました。

※一気に加熱したら火が付きました。ゆっくり加熱しましょう。(笑)





120℃に加熱しても溶ける素振りなし。

このままどんどん加熱していきます。





測定レンジギリギリの299℃。

煙がモウモウとたちこめますが、カーボンは溶けず。





加熱していくとアメ色に変わっていきます。もはやなんのテストか忘れそうです(爆)





最終的にこんなんなりましたが、カーボンは全く変化なし。

ちなみにドロっとしたアメ状の粘性物質になりました。こうなるとガソリンとも溶けにくくなるようです。洗おうと思ったら溶けませんでした。





取り出してよく見てみても、カドすら取れていない。


これでテストは終了です。




●結果と考察

・100℃前後の低温で生成されるソフトカーボンに対する溶解性は①F-1原液、②F-1規定濃度条件、③ガソリン(レギュラー)単体いずれにおいても同レベル。

・静置条件における溶解性は非常に遅く、規定濃度条件で満足な溶解性を示すまでに約2～3ヶ月を要する事から、通常使用する車両においては十分な期間の滞留時間が見込めない可能性が高い。

・動的(ミキシング)条件における溶解性はF-1、ガソリン共に即座に溶解性を示し、差が見られなかった事から、Ｆ-1での洗浄能力を証明するに至らなかった。

・500℃前後の高温で生成されるカーボンに対する溶解性は①F-1原液、②ガソリン(レギュラー)単体いずれにおいても溶解性を示さず、溶解条件の良化の為にF-1原液を高温条件に於いても溶解性は全く見られなかった。



以上から、F-1で落とせる程度の低温カーボンであれば、ガソリンそのものの洗浄能力で十分に落とす事が可能であると推測する。

燃焼室の各部温度はおよそ、燃焼室内1500～2700℃程度、排気バルブ600～800℃、排気ガス200～600℃、ピストントップ350～450℃、シリンダー壁150～300℃程度である事から、ソフトカーボンの多くは吸気バルブとシリンダー壁に生成されるが、燃料添加剤であるF-1はシリンダー壁へ到達・作用することは難しく、吸気バルブのみへ到達可能と見込む。
それ以外の場所は高温カーボンの生成環境の為、F-1は到達できず、もし到達できたとしても効果は見込めない。





残念ですがF-1の実効性を証明するには至りませんでした。


低温生成カーボンであればガソリン自体の清浄性で十分であり、F-1添加の有無で差は見られない。、高温生成カーボンにおいては効果は見られない。という結果になりました。



また、最初に少しつっこみましたが仮に効果があるとしてもポート噴射での場合で「インジェクターと吸気バルブ」。直噴の場合で「インジェクター」にしか効果はありません。

※それ以外の場所ではガソリン及びF-1は液体として存在せず、減圧により気化しているか燃焼してしまっていますし、液として到達できたとしても温度の関係から燃焼室内のカーボンには効果を発揮できないでしょう。

あとは、効果の真偽以外にも一ヶ月間で1000～1500kmくらい走行する私の場合は一ヶ月で125～187Lくらいガソリンを消費します。60Lタンクに1本入れても10～15日くらいで60L消費しますから、そんな短期間のF-1滞留期間でどれだけの効果が見込めるのか？という問題もありますけどね。


私の感触としては、F-1を入れても劇的にカーボンを落としてくれるという訳ではなさそうです。給油サイクルにもよりますがF-1 1本の滞留時間もさして長くない為、長期的に効果を発揮していくというものでもなさそうです。

であれば、もともと清浄剤の添加されているハイオクを長期に渡って使用していったほうが、カーボンというものに対しては効果を見込めるかもしれません。まぁそれ以上に”乗り方”の方がよっぽど重要かもしれませんね。


カーボンに関しては上記の通りの結果となりましたが、重合反応性生物(ガム分)単体などへの効果の検証はできていません。硫酸を用いた実験では確証が持てませんという事実を確認したにすぎませんから、F-1がそれらに効果がある可能性は十二分にあります。

昨今の主流である分解ガソリンは重合物を生成しやすい面があるので、そういったモノに対する効果を見込むのであればF-1を使用してみる価値はあるでしょう。効果が分かるほどガム分等が蓄積されるのは結構な年式の車でないとムリかもしれませんが。




最後に・・・。

最初にも書きましたが、これらは個人的な実験および考察・感想です。それらをどう捉えるかは個人に委ねられますので、私に批判や文句を言っても無駄ですのであしからず。

メーカーのきちんとしたテストでもなんでもないので、この内容を信用するかしないかは個人に委ねられます事をご承知おき願います。