Что такое октановое число

От Опубликован

Октановое число (ОЧ) — термин, знакомый многим автомобилистам. В этой статье вы получите всю необходимую информацию об этой важной технической характеристике топлива, влияющей на работу двигателя автомобиля.

Определение

Октановое число бензина показывает, насколько топливо устойчиво к детонации при запуске двигателя. Этот важный показатель характеризует устойчивость горючей жидкости к самовоспламенению, то есть горению без искры.

Опасность самовозгорания

Чем выше значение показателя, тем меньше опасность самовозгорания. Напротив, чем ниже показатель, тем больше вероятность воспламенения.

Октановое число и его влияние

Октановое число оказывает влияние на любой двигатель внутреннего сгорания. Когда поршень двигателя при движении находится в крайнем верхнем положении, на топливно-воздушную смесь оказывается огромное давление. После этого смесь воспламеняется от искры, и поршень движется вниз, заставляя вал двигателя вращаться.

Октановое число и характеристики двигателя

Высокое октановое число газа обеспечивает его способность удерживаться под высоким давлением до момента воспламенения. Это позволяет вырабатывать больше энергии, что дает двигателю больше возможностей и обеспечивает более плавный ход. Если октановое число слишком низкое, топливо воспламеняется преждевременно, что может нанести вред двигателю.

Октановые числа

Лицензионное топливо, используемое в автомобилях, обычно обозначается буквой «А», за которой следует числовое значение. Это установленное числовое значение часто называют октановым числом и определяют в лабораторных условиях. Для оценки анализируемые образцы сравниваются с характеристиками двух основных стандартов: гептана и изооктана. Условное обозначение АИ-95 означает, что 95% топлива составляет изооктан, а остальные 5% — гептан. В настоящее время выпускается четыре вида топлива. Два наиболее популярных — АИ-92 и АИ-95. Для мощных двигателей следует использовать более качественное АИ-98, а самое низкое октановое число, АИ-80, обеспечивает самое низкое качество.

Октановое число и его влияние на автомобильное топливо

Бензин АИ-100, как правило, используется только для заправки гоночных автомобилей, и его нелегко найти на обычных АЗС. Можно приобрести специальные марки топлива, но они не имеют стандартной маркировки. Что же означает октановое число?

Чистый бензин получают путем перегонки сырой нефти, и его огнестойкость составляет около 40–60 единиц. При производстве автомобильного топлива в бензин добавляют органические вещества, которые повышают его детонационную стойкость. Таким образом, октановое число определяется составом топлива.

Огнестойкость углеводородов

Углеводороды с прямой, линейной структурой обладают минимальной огнестойкостью. С другой стороны, углеводороды с более сложной структурой — циклической, с разветвлениями — демонстрируют наивысший уровень стойкости. Для повышения этого показателя производители топлива внедряют в производство процессы риформинга и каталитического крекинга. Это позволяет увеличить количество углеводородов со сложной структурой и одновременно уменьшить количество веществ с линейной структурой.

Октановое число, изооктан и гептан: Сравнение

Октановое число, изооктан и гептан — все эти компоненты входят в состав обычного бензина. Первый известен как н-гептан, или просто гептан, и обладает нулевой детонационной стойкостью. Второй — изооктан — имеет уровень детонационной стойкости 100. Сравнивая характеристики конкретного бензина с характеристиками эталонных образцов, можно определить октановое число. Это число определяется соотношением гептана и изооктана, содержащихся в топливе.

Воспламеняющие свойства изооктана и гептана

Изооктан не воспламеняется самопроизвольно даже при предельном сжатии. Гептану же для воспламенения требуется малейшее воздействие. С увеличением содержания изооктана в топливе повышается его октановое число, что улучшает его свойства. Этот показатель влияет на такие характеристики двигателя, как запас мощности, достигаемая мощность, уровень шума при работе.

Детонация

Что такое детонация?

Детонация: Неконтролируемое воспламенение топливной смеси в двигателе автомобиля

Детонация — это внезапное, самопроизвольное воспламенение топливной смеси в двигателе автомобиля без использования искры. Обычно сгорание бензина происходит в момент апогея поршня цилиндра, который воспламеняется от искры и равномерно горит с выделением большого количества энергии. Но при детонации воспламенение происходит преждевременно, и горящее топливо оказывает давление и тепловое воздействие на стенки цилиндра и его поршень. Горючее вещество, по сути, взрывается, сгорая гораздо быстрее, чем обычно. Обычно скорость пламени составляет от 15 до 40 м/с, но при детонации она возрастает до 1500–2000 м/с.

Детонация — разрушительные последствия для двигателя

Детонация может оказать разрушительное воздействие на двигатель. При ее возникновении ускоряется процесс сгорания топлива, и важные компоненты двигателя подвергаются избыточному нагреву. Это приводит к возникновению ударных волн, вызванных взрывом, повышению температуры и давления внутри двигателя.

Последствия детонации многообразны. Двигатель будет быстрее изнашиваться, издавать больше шума и ненормальных звуков, вырабатывать меньшую мощность. Все эти факторы приводят к снижению эффективности работы двигателя и ухудшению его характеристик.

Результаты

Источник детонации

Явление детонации возникает из-за несоответствия октанового числа и технических характеристик двигателя, а именно давления, создаваемого топливно-воздушной смесью. Когда двигатель мощный, сила сжатия высокая, и если октановый индекс ниже рекомендуемого, то топливо будет сгорать до тех пор, пока не возникнет искра и поршень цилиндра не переместится в максимальное верхнее положение.

Неэтичная деловая практика

Иногда производители идут на неэтичные действия, например, добавляют в нефтепродукты пропан, метан и другие вещества для искусственного повышения октанового числа. Это дает временный прирост показателя, но летучие компоненты быстро испаряются, что приводит к снижению октанового числа. Анализ октанового числа бензина очень важен.

Лабораторные методы

Наиболее точная оценка октанового числа возможна только в лабораторных условиях. Производители топливных смесей используют два метода:

Исследовательское октановое число (RON);
Моторное октановое число (MON).

Независимые методы

Независимые методы определения октанового числа не столь надежны, как лабораторные, но значительно дешевле. К таким методам относятся:

Метод датчика удара;
Октановое число.

Исследование двигателя

Одноцилиндровый модельный двигатель используется для исследования влияния условий реального времени, аналогичных движению по пригородному шоссе. Анализ проводится в соответствии с ГОСТом, вращение двигателя составляет 900 оборотов в минуту, температура подаваемой топливно-воздушной смеси — 149℃.

Сравнительные исследования

Полученное топливо сравнивается с эталоном, определяется содержание изооктана и гептана в составе. Для этого используется двигатель, работающий в воссозданных условиях городской среды. Смесь подается при температуре 52℃, двигатель настроен на вращение со скоростью 600 оборотов в минуту. Испытания по-прежнему проводятся в соответствии с ГОСТом.

Несоответствие между измерениями

Единицы измерения в разных странах не совпадают в силу различных обстоятельств. Например, в России используется один метод исследования, а в Америке рассчитывается среднее арифметическое двух величин. Таким образом, при заправке за рубежом необходимо учитывать разницу в единицах измерения. Для перевода значений из одной системы в другую можно воспользоваться таблицей октановых чисел.

Оценка октанового числа

Октановое число можно определить самостоятельно с помощью октанометра — специального измерительного прибора, который можно приобрести. Погрешность наиболее современных высокоточных моделей составляет 5 единиц, в то время как более простые модели могут отклоняться от истинных значений до 10 единиц.

Октанометр

Октанометры работают по принципу измерения диэлектрической проницаемости исследуемого топлива для определения его октанового числа. Рассчитанные значения сравниваются с теми, которые хранятся в памяти прибора. Необходимо регулярно проводить калибровку прибора.

Следует отметить, что данные приборы не могут напрямую измерять октановое число, так как на электропроводность влияют присадки, которые не изменяют детонационную стойкость. Таким образом, точное независимое определение не представляется возможным.

Максимальное октановое число

Наибольшее октановое число достигается в диапазоне 130–140. Это достигается путем добавления металлоорганических соединений, таких как ферроцен и тетраэтилсвинец. Однако, поскольку эти присадки запрещены в большинстве штатов из-за их вредного воздействия на окружающую среду, неэтилированное топливо (т. е. не содержащее запрещенных присадок) может иметь октановое число до 109. Авиационное топливо достигает 115, а для гоночных автомобилей используется бензин с октановым числом 102.

Повышение октанового числа

Существует несколько способов повышения октанового числа:

Введение в процесс переработки рениевых катализаторов. Этот элемент, как известно, повышает уровень углеводородов с разветвленной структурой.

Добавки. Для этих целей широко использовался тетраэтилсвинец, пока не была обнаружена его токсичность. Сегодня вместо него используются сложные эфиры, ароматические углеводороды и спирты, повышающие октановое число на 10–12 пунктов при сохранении экологической безопасности.

Октановые бустеры

Для повышения октанового числа можно приобрести различные октан-бустеры, антидетонаторы и так называемые универсальные смеси, в состав которых часто входят спирты и эфиры. Однако разница, возникающая при добавлении этих средств в бензин, редко превышает 2–6 единиц. Кроме того, некоторые добавки могут изменять состав и характеристики топлива. Среди них популярны такие, как Totek UMT, Astrohim Octane Plus, Octane Plus Hi Gear, Lavr Next Octane Plus, Octane Plus Liqui Moly.

Понижение октанового числа

Если ваш автомобиль старой модели работает на топливе с низким октановым числом, то его необходимо понизить. Вот некоторые методы, с помощью которых можно это сделать:

Погода: Если оставить бак с бензином открытым с целью испарения летучих веществ, то это может привести к снижению октанового числа. Обычно этот процесс снижает октановое число примерно на 0,5 единицы каждый день.

Состав керосина

Расчет правильных пропорций керосина — непростая задача. Для обеспечения стабильного качества необходимо проводить регулярные проверки. Кроме того, использование керосина может вызвать проблемы с современными двигателями и даже привести к их неисправности.

При добавлении в бак и воспламенении топлива с низким октановым числом скорость горения топливно-воздушной смеси определяется октановым числом. Как правило, бензин воспламеняется при контакте с искрой, постепенно сгорая и выделяя энергию. Необходимое октановое число должно соответствовать техническим характеристикам производителя. Важно придерживаться этих рекомендаций.

Если октановое число слишком мало, возникает детонация — несвоевременное самовозгорание. В действительности топливо взрывается, сгорая быстрее с минимальным выделением энергии. При повышенном октановом числе давление при сжатии бензина и воздуха в цилиндре не достигает пика, необходимого для правильного горения смеси. Топливо сгорает гораздо медленнее, не полностью.

Низкооктановый бензин — неудовлетворительная работа двигателя

При недостаточно высоком октановом числе топлива двигатель автомобиля становится менее энергичным и издает звук, похожий на металлический стук. Топливо будет расходоваться быстрее, и пострадает катализатор отработавших газов. Некоторые автомобили оснащены системами предупреждения детонации, поэтому можно использовать бензин с более низким октановым индексом, чем предлагает производитель. Однако это сомнительный способ экономии, поскольку он приведет как к увеличению расхода топлива, так и к снижению мощности двигателя.

Высокооктановый бензин: Плюсы и минусы

Считается, что использование топлива с высоким октановым числом выгодно. Однако если октановое число превышает рекомендуемое значение, это может привести к нежелательным последствиям. В цилиндре не будет происходить требуемого сжатия, и сгорание топливно-воздушной смеси будет неполным.

Потенциальные проблемы

Постоянное использование высокооктанового топлива может привести к ряду проблем, таких как:

Снижение мощности двигателя

Повышенный расход топлива

Дорогие расходы на заправке

Отложение углерода на поршнях, клапанах и свечах зажигания

Перегрев выпускных клапанов, приводящий к их поломке и сложному ремонту.

Октановое число

Октановое число — это показатель способности топлива противостоять внезапному воспламенению или детонации в двигателе. Этот показатель определяет мощность и эффективность работы двигателя. Чтобы обеспечить плавность хода и долговечность и производительность двигателя, необходимо правильно выбрать бензин.

Топливо