Октановое число — это показатель процентного соотношения изомеров и октана к гептану в бензине. Это число используется для определения эксплуатационных характеристик топлива, таких как запас хода, устойчивость к детонации и мощность. Оно также может использоваться для повышения или понижения октанового числа.
Октановое число бензина
Если говорить кратко: оценивается степень устойчивости бензина к преждевременному сгоранию при работе двигателя, которая складывается из соотношения различных материалов. Чем выше октановое число, тем более устойчив процесс сгорания. Маркировка бензина определяется лабораторными испытаниями, когда эталонная смесь сравнивается с пробным образцом. Если образец состоит из 5% гептана и 95% изооктана, то топливо маркируется цифрой «95», что позволяет распознать количество изооктана, который не горит.
Факторы, влияющие на октановое число
Бензин в чистом виде имеет низкий детонационный коэффициент (до 60). Для повышения этого показателя используются различные технологические процессы и присадки.
Углеводороды
На октановое число влияет количество углеводородов, имеющих циклическую или разветвленную структуру. Для увеличения их содержания используются процессы рафинирования и крекинга. Кроме того, в топливо добавляются присадки.
Источник
Топливо представляет собой смесь компонентов, полученных из сырой нефти. Именно благодаря этим процессам и присадкам повышается детонационная стойкость топлива.
Неконтролируемое горение — детонация
Самопроизвольное, неконтролируемое воспламенение топлива внутри двигателя называется «детонацией». Это опасное явление, поскольку оно вызывает резкий скачок температуры и мощный взрыв (скорость сгорания ускоряется с 15 м/с до 1,5 км/с). Результатом детонации является закоксовывание камеры сгорания, образование ударных волн, сильный нагрев и, в конечном итоге, ускоренный износ двигателя из-за несогласованной работы деталей.
Детонация и N-гептан/изооктан
Использование топлива с более низким октановым числом, чем рекомендует производитель, или бензина низкого качества может привести к детонации. Ученые изучали этот процесс, чтобы понять, с какой скоростью воспламеняются те или иные вещества. Оказалось, что N-гептан нестабилен при воспламенении, в то время как изооктан более стабилен.
Определение октанового числа
Высококачественный и долговечный бензин должен содержать значительную долю изооктана и незначительное количество н-гептана. Как лучше всего определить его октановое число? Реализуются два метода: моторный (имитация работы двигателя в негородских условиях) и исследовательский (измерение работы двигателя в городе). Результаты, полученные по каждой методике, не совпадают, так как они измеряют разные показатели. Несоответствие статистики иллюстрирует восприимчивость бензина. Поэтому необходимо помнить о детонационной стойкости, которая во всех странах обозначается и определяется по-разному.
Идентификационные измерения
Одноцилиндровые двигатели используются для измерения разницы в мощности между образцами и эталонной смесью. Это позволяет сравнивать и идентифицировать образец, имеющий те же показатели, что и эталон.
Экспресс-тесты
Экспресс-тесты применяются для оценки образцов бензина. Этот метод предполагает сравнение результатов измерений с эталонной базой данных. Степень точности зависит от присадок, включенных в топливо производителем.
Индикатор максимума
Непрерывное развитие технологий предъявляет повышенные требования к газовым маркам. Испытания с детонационной стойкостью до 140 единиц возможны благодаря наличию отдельных форсунок, однако они не могут быть реализованы из-за экологических последствий. Это связано с тем, что в состав присадок входят металлоорганические элементы. Неэтилированные бензины могут иметь октановое число до 109 единиц.
Повышение октанового числа
Высший класс авиационного газа составляет 115 единиц, в то время как современные автомобили рассчитаны на работу на 95 и 98 газах. Для гоночных автомобилей этот показатель еще выше — до 102 единиц.
Как же повысить октановое число? Вот два подхода к повышению детонационной стойкости:
- Модификация производственного процесса. Количество разветвленных углеводородов может быть увеличено за счет введения катализаторов на основе рения.
Повышение детонационной стойкости с помощью присадок
Добавление различных присадок, таких как тетраэтилсвинец (в настоящее время запрещен из-за своей токсичности), присадки на основе эфиров, спиртов и ароматических углеводородов, позволяет повысить детонационную стойкость бензина на 10–12 единиц. Хотя это и не оказывает негативного влияния на окружающую среду, но увеличивает вероятность образования паровых пробок. Кроме того, при длительном хранении качество топливной смеси со временем снижается.
Тетраэтилсвинец — эффективный антидетонатор
Тетраэтилсвинец (ТЭС) — высокоэффективный антидетонатор, известный своим высоким коэффициентом вязкости, позволяющим увеличить октановое число на 17 единиц. Хотя в чистом виде он не используется, его часто сочетают с дибромпропанолом, бромистым этилом или дирометаном для снижения негативного воздействия продуктов распада оксида свинца и уменьшения нагрузки на элементы двигателя. Такая смесь позволяет предотвратить образование углеродистых отложений в двигателе.
Повышение октанового числа
Повышение октанового числа в домашних условиях возможно путем добавления в бензин различных присадок. Наиболее часто для этого используются следующие продукты: — Lavr Next Octane Plus — до 6 ед; — Astrohim Octane Plus — на 3–5 единиц; — Octane Plus — на 2–2,5 единицы; — Liqui Moly Octane Plus — на 2–5,5 единиц.
Все эти вещества не только изменяют детонационную стойкость, но и оказывают влияние на другие параметры топлива, влияя на работу двигателя внутреннего сгорания.
Понижение октанового числа
Низкооктановое топливо встречается крайне редко, но машины, рассчитанные на его работу, все еще существуют. Снизить октановое число можно двумя способами:
-
Добавление керосина — здесь сложно найти правильные пропорции.
-
Естественное снижение — компоненты, входящие в состав присадок, испаряются, что снижает октановое число примерно на 0,5 единицы в сутки. Этого можно добиться, просто оставив топливные баки открытыми.
Контроль качества топлива
Крайне важно следить за качеством и октановым числом используемого топлива.
Рекомендации производителя
Каждый производитель автомобилей дает точные рекомендации по октановому числу, основанные на технических критериях. Несмотря на то, что в автомобилях обычно устанавливается система предотвращения детонации, пренебрежение рекомендациями производителя может привести к увеличению расхода топлива, снижению мощности двигателя, появлению металлического звона, нарушениям в работе систем зажигания и охлаждения.
Топливо с более высоким октановым числом, чем предлагается, может быть вредным
Топливо с более высоким октановым числом, чем рекомендовано производителем, может быть признано вредным. Это не только приведет к увеличению расходов на топливо, но и может стать причиной неполного сгорания топлива.
Измерение октанового числа
Детонационная устойчивость измеряется путем сравнения с заданной калибровочной зависимостью. Этот метод возможен благодаря тому, что при производстве бензина используется процесс компаундирования. Для этого необходимо использовать эталонный образец.
Недостатки процесса
Невозможно определить параметры неидентифицированного топлива. Нет единой модели для производства топлива, которое может быть получено методами ректификации и реформирования. Кроме того, для разного количества октанов нужно создавать различные измерительные приборы, которые должны быть прошиты к эталонным образцам.
Процесс измерения под влиянием внешних факторов
На процесс измерения могут влиять внешние факторы, которые невозможно выявить и устранить. На рынке представлены приборы для измерения как отечественного, так и зарубежного производства: OKTIS, Digatron. К специальным установкам относятся ОКТАН-ИМ, ОКТАНОМЕТР ПЭ-7300М, SHATOX SX-100M. Все они работают по одному принципу — измерение октанового числа путем сравнения его с эталонными значениями. Поскольку топливо разных производителей отличается, то и значения будут разными. В качестве эталона берется топливо одного производителя, в противном случае требуется проведение калибровочных работ.
Мифы об октановом числе
В связи с тем, что большинство автовладельцев имеют лишь смутное представление об октановом числе топлива, возникает ряд мифов. Вот некоторые из них:
Повышение температуры сгорания топлива увеличивает мощность двигателя. Использование высокооктанового бензина не приводит к увеличению мощности, так как температура и выделяемое тепло практически одинаковы для всех марок топлива.
Точное количество октана можно определить только при проведении стендовых испытаний. Другие измерения имеют лишь приблизительную точность, так как влияет множество факторов. Бензин без присадок при 92 октане не является вредным для двигателя, однако, при более высоких показателях октана в бензине могут присутствовать примеси, которые полностью сгорают при использовании и не наносят вред двигателю.
Чем выше октановое число, тем лучше топливо
Октановое число не является основным показателем качества. Топливо может содержать примеси, загрязняющие окружающую среду. Наиболее ценным компонентом является октан. Стандарт октанового числа «Изооктан» позволяет маркировать топливо. Октановое число не может быть добавлено в топливные смеси, поскольку оно менее стабильно, чем н-гептан.
Высокое качество топлива без вредных веществ
С помощью улучшенных технологий можно получить отличное высокооктановое топливо без добавления неблагоприятных химических веществ. Главное — гарантировать непрерывную работу двигателя. Октановое число имеет критическое значение для этого параметра. Однако не стоит проводить эксперименты с бензином с более высоким или низким содержанием октанового числа. Единственное использование проверенного топлива обеспечит длительную работу автомобиля и поможет избежать неполадок в отдельных системах и поломке двигателя.