触目惊心：美国为何一度含铅汽油

自T型车问世以来，汽车制造商一直在努力缓解发动机爆震问题，即燃料沿气缸壁不均匀燃烧，从而产生破坏性冲击波。事后看来，汽车行业最初试图解决这一问题的尝试——即四乙基铅——是一个巨大的错误，他们的神经毒性副产品让整整一代美国人都吃了一惊。

温尼伯马尼托巴大学荣誉退休教授瓦茨拉夫·斯梅尔博士在其新书《发明与创新：催眠与失败简史》中探讨了导致含铅汽油而非全国乙醇站网络的短视经济推理。铅气远不是唯一一个像铅气球一样前进的假设。《发明与创新》中充斥着人类最善意、构思最拙劣、一般都是半吊子的想法——从飞艇、超环到滴滴涕和氟氯化碳
仅仅七年后，亨利·福特（Henry Ford）开始销售他的T型车，这是第一款大规模生产的平价耐用的乘用车。1911年，查尔斯·凯特琳（Charles Kettering）设计了第一款实用的电动起动器，避免了危险的手动启动。凯特琳后来在开发含铅汽油方面发挥了关键作用。尽管即使在美国东部地区，硬顶公路仍然供不应求，但其建设开始加速，1905年至1920年间，该国铺设的公路长度增加了一倍多。同样重要的是，数十年的原油发现以及炼油技术的进步，为扩大新的运输提供了所需的液体燃料。1913年，印第安纳州标准石油公司（Standard oil of Indiana）引入了威廉·伯顿（William Burton）的原油热裂解法，该方法提高了汽油产量，同时减少了构成天然汽油大部分的挥发性化合物的份额。
但是，拥有更实惠、更可靠的汽车、更平坦的道路以及可靠的适当燃料供应，仍然会给汽车发动机所使用的燃烧循环留下一个固有的问题：猛烈的爆震倾向。在完美运行的汽油发动机中，气体燃烧仅由燃烧室顶部的定时火花启动，由此产生的火焰前锋均匀地移动穿过气缸容积。爆震是由剩余气体中的自燃（小爆炸、小爆炸）引起的，这些气体在火花引发的火焰锋到达之前发生。爆震产生高压（高达18 MPa，或接近正常大气水平的180倍），由此产生的冲击波以大于声音的速度传播，振动燃烧室壁，并产生爆震、故障发动机的声音。
敲击声在任何速度下都会发出警报，但当发动机在高负载下运行时，敲击声可能会非常具有破坏性。严重的爆震会造成严重的无法修复的发动机损坏，包括气缸盖腐蚀、活塞环断裂和活塞熔化；任何爆震都会降低发动机的效率并释放更多的污染物；特别是它导致更高的氮氧化物排放。抗爆能力——也就是燃料的稳定性——基于燃料自燃的压力，并且普遍以辛烷值来衡量，辛烷值通常由加油站在黄色背景上以粗体黑色数字显示。
辛烷（C8H18）是一种烷烃（通式为CnH2n 2的烃），在轻质原油中占10%至40%，其异构体（碳原子和氢原子数相同但分子结构不同的化合物）、2,2,4-三甲基戊烷（异辛烷）、，因为该化合物完全防止任何爆震，所以辛烷值等级上的最大值（100%）被视为最大值。汽油的辛烷值越高，燃料的抗爆震能力就越强，发动机可以在更高的压缩比下更有效地工作。北美炼油厂现在提供三种辛烷值等级，普通汽油（87）、中级燃料（89）和高级燃料混合物（91-93）。
在二十世纪的前二十年，即汽车扩张的最早阶段，有三种选择可以减少或消除破坏性爆震。第一个是保持内燃机的压缩比相对较低，低于4.3:1：1908年推出的福特最畅销的T型车的压缩比为3.98:1。第二个目标是开发更小但更高效的发动机，使用更好的燃料，第三个目标是使用添加剂来防止失控点火。保持较低的压缩比意味着浪费燃料，在第一次世界大战后经济快速扩张的几年中，发动机效率的降低尤其令人担忧，因为越来越多的汽车拥有更强大、更宽敞的汽车，导致人们对国内原油供应的长期充足性和对进口的日益依赖感到担忧。因此，添加剂提供了最简单的出路：它们将允许在更强大的发动机中使用低质量的燃料，以更高的压缩比更有效地运行。
在二十世纪的前二十年，乙醇（乙醇、C2H6O或CH3CH2OH）作为汽车燃料和汽油添加剂引起了极大的兴趣。大量试验证明，使用纯乙醇的发动机永远不会爆震，欧洲和美国都在尝试乙醇与煤油和汽油的混合。乙醇的著名支持者包括亚历山大·格雷厄姆·贝尔（Alexander Graham Bell）、埃利胡·汤姆森（Elihu Thomson）、，和亨利·福特（尽管福特并没有像许多消息人士错误地宣称的那样，将T型车设计成使用乙醇或双燃料车，而是使用汽油）；查尔斯·科特