Tuy nhiên loại xăng này sau khi cháy sẽ thải vào môi trường nhiều độc chất có hại nên không còn được sử dụng nữa.

Ethanol.

Sau này, nhằm tránh sự phụ thuộc quá nặng nề vào nguồn cung cấp có giới hạn của dầu thô, nhiều quốc gia kể cả Hoa Kỳ đã cho phép dùng xăng có pha 10 % cồn ethanol (C₂H₅OH) thường được chế biến từ bắp hoặc dùng methanol (CH₃OH) thường được chế biến từ các nguồn khí thiên nhiên (natural gas) hay rác thải như một loại nhiên liệu thay thế. Tuy nhiên điều này cũng có thể gây nên những tác hại khó lường cho các cơ phận như kim phun nhiên liệu (fuel injector), vòng cao su làm kín (o-ring), ống dẫn xăng (fuel line), và thùng chứa nhiên liệu (fuel tank). Ngoài ra những hóa chất này cũng có thể ăn mòn kim loại và một số các vật liệu khác tạo nên hiện tượng rò rỉ xăng và chạm điện mà kết quả là những vụ cháy xe bất ngờ rất khó tìm được nguyên nhân.

Methane chế biến từ rác thải.

Trên thị trường hiện nay, các bơm xăng phải ghi chú rõ là xăng không pha chì (unleaded) và các số liệu trên đó như 87, 89 và 94 cho biết chỉ số octane (octane rating) của từng loại xăng. Tùy theo từng địa phương, xăng các loại có những tên gọi khác nhau như Regular, Mid-grade, Premium, hay Regular, Regular Plus, Premium Plus, tuy nhiên dù mang bất cứ tên gì, điểm chủ yếu dùng phân biệt các loại xăng vẫn là sự khác nhau về chỉ số octane.

Bơm xăng.

Quá trình chưng cất (distillation) và chế biến dầu thô (crude oil) tạo ra nhiên liệu như xăng và dầu diesel để sử dụng cho động cơ, nhựa đường (asphalt) và nhiều phó sản (by-product) khác có ích cho cuộc sống của con người. Tùy theo kỹ thuật chế biến, xăng có cấu tạo hóa học khác nhau được đánh giá dựa trên chỉ số octane.

• Xăng có chỉ số octane cao sẽ có khả năng chịu được áp suất và nhiệt độ cao trong buồng đốt động cơ mà không bị tự động bốc cháy trước khi bu-gi nẹt lửa, thích hợp cho động cơ cao tốc, có tỉ số nén (compression ratio) cao.
  
•  

Kết cấu cơ bản của động cơ xăng 4 thì.

Tỉ số nén (compression ratio) là tỉ số giữa tổng dung tích xy lanh (piston displacement) và dung tích buồng đốt trên dung tích buồng đốt:

(πb² s)/4: Dung tích xy lanh (piston displacement)
b: Đường kính xy lanh (bore)
s: Khoảng chạy hay khoảng cách từ điểm thấp nhất (bottom dead center – BDC) đến điểm cao nhất (top dead center – TDC) của piston trong lòng xy lanh (stroke)
V_c : Dung tích buồng đốt (volume of combustion chamber)

Buồng đốt của động cơ 4 xy lanh.

Tỉ số nén của các loại động cơ thường biến động từ 7:1 đến trên 10:1. Quan hệ trên đây cho thấy tỉ số nén tỉ lệ thuận với dung tích xy lanh và tỉ lệ nghịch với dung tích buồng đốt. Tỉ số nén càng cao, áp suất và nhiệt độ của buồng đốt vào cuối thì nén càng lớn, nhiên liệu sẽ được đốt cháy trọn vẹn hơn, ít hao tốn và cho công suất cao.

Các biện pháp kỹ thuật như tăng dung tích xy lanh (xoáy nòng), giảm dung tích buồng đốt (mài nắp xy lanh) thường được áp dụng nhằm tăng tỉ số nén. Tuy nhiên việc làm này cũng có những giới hạn của nó, nếu không động cơ sẽ chóng bị hỏng vì các chi tiết máy có thể bị quá tải (overloaded).

Động cơ nổ được thiết kế để bugi nẹt lửa nhằm đốt cháy nhiên liệu trong buồng đốt của động vào cuối thì nén (compression stroke), đúng vào một thời điểm thích hợp tương ứng với số vòng quay của trục máy (crankshaft) lúc đó (Fig b). Lúc này piston đang di chuyển lên đến gần TDC.

Ngay khi bugi nẹt lửa, nhiên liệu cháy lan dần từng lớp từ bugi ra ngoài (flame propagation) khiến cho áp suất và nhiệt độ buồng đốt tăng dần, trong lúc piston vẫn tiếp tục di động lên phía trên. Trong thì nổ dãn (power stroke) (Fig c), khi piston vừa qua khỏi TDC để đi xuống dưới thì phần lớn nhiên liệu đã được đốt cháy tạo nên áp suất cực đại tác động lên đỉnh piston.

Nguyên lý vận hành của động cơ xăng 4 thì.

Nếu dùng nhiên liệu có chỉ số octane quá thấp, nó có thể tự động bốc cháy trước khi bugi nẹt lửa (auto-ignition). Áp suất trong buồng đốt tăng lên quá nhanh khi piston còn cách xa TDC trong lúc đang đi lên, hiện tượng đối lực này sẽ tạo ra những tiếng nổ dộng (knock). Sau đó, khi piston đã qua được TDC để đi xuống trong thì nổ dãn thì lực tác dụng (force) lên đỉnh của nó đã giảm quá thấp do nhiên liệu trong buồng đốt chỉ còn lại rất ít. Công suất máy vì thế bị giảm thiểu và lượng nhiên liệu tiêu thụ lại tăng cao hơn mức bình thường.

• Thường xuyên dùng xăng có chỉ số octane thấp quá mức qui định sẽ khiến cho động cơ không đạt được công suất tối đa, hao tốn nhiên liệu và chóng hư hỏng.
  
•