Что такое октановое число

Октановое число - что это?

Октановое число бензина – процентное соотношение изомеров и октана к гептану. С помощью октанового числа можно получить информацию об эксплуатационных характеристиках бензина, запасе хода, стойкости к детонации, мощности и прочее.

Если проще: вычисляется устойчивость бензина к самопроизвольному возгоранию в процессе работы двигателя, которое определяется как смесь указанных веществ в процентном соотношении. Чем выше октановое число, тем устойчивее процесс возгорания.

Маркировка бензина определяется при лабораторных исследованиях, где эталонная смесь сравнивается с испытуемым образцом. Если в образце содержится 5% гептана и 95% изооктана, то топливо маркируются цифрой «95». Так, можно судить о количестве невоспламеняемого изооктана.

Какие показатели влияют на октановое число?

Топливо – многокомпонентная смесь, которая получается при фракционировании сырой нефти. В чистом виде бензин имеет низкую детонацию (до 60 единиц). Для повышения детонационной стойкости применяются различные процессы и специализированные добавки.

На октановое число влияет количество углеводородов с циклическим и разветвленным строением. Для увеличения их числа используют риформинг и крекинг, а также добавляют в топливо присадки.

Что такое «детонация»?

Самопроизвольное, неконтролируемое воспламенение топлива в двигателе называется «детонацией». Это один из опасных процессов, так как происходит резкое повышение температуры и взрыв (скорость сгорания с 15 м/с возрастает до 1,5 км/с).

Детонация провоцирует закоксовку камеры сгорания, образование ударных волн, перегрев, как следствие – быстрый износ двигателя за счет несогласованной работы механизмов.

Такой процесс может быть спровоцирован использованием топлива с низким октановым числом, чем то, которое рекомендовал производитель. Также это может быть вызвано приобретением некачественного бензина, в котором присутствуют легкоиспаряемые вещества.

Как связаны с детонацией n-гептан и изооктан.

Исследование процесса детонации определило устойчивость различных веществ. То есть каждое вещество воспламеняется при разных показателях. Так, ученые определили, что n-гептан – неустойчивое к возгоранию соединение, а изооктан – устойчивое.

Получается, что качественный и устойчивый к давлению бензин должен содержать большое количество изооктана и минимальное количество n-гептана.

Как определить октановое число?

Чтобы определить октановое число, применяют два метода: моторный (аналогичен работе двигателя за городом) и исследовательский (работа двигателя в городской черте). Их значения не совпадают, так как используются различные показатели измерений. Разница между данными показывает чувствительность бензинов. Поэтому нужно обращать внимание, на детонационную стойкость, которая для всех стран маркируется и определяется по-разному.

Для выполнения измерений применяют одноцилиндровые моторы, которые работают с неодинаковой мощностью. Задача опытов – сравнение образцов с эталонной смесью и выбор наиболее близкого, который будет иметь такие же показатели.

Для самостоятельной оценки бензинов применяются экспресс-тесты. Данные приборы работают за счет сравнения измерений с эталонной базой. Точность зависит от топливных присадок, которые добавляются производителем.

Какой показатель считается максимальным.

Постоянное развитие технологий накладывает повышенные требования на продаваемые марки бензинов. Благодаря применению различных насадок можно получить экспериментальные данные с детонационной стойкостью до 140 единиц. Но эти показатели не реализуемы по экологическим причинам: в составе присадок есть металлоорганика. Неэтилированное топливо может иметь высокооктановые показатели до 109 единиц.

Максимальные значения у авиационных бензинов – до 115 единиц. Современные автомобили рассчитаны на использование 95 и 98 бензина. Более высокие показатели (до 102 единиц) – только для гоночных болидов.

Как повысить октановое число?

Существует два способа повышения детонационной устойчивости:

• Изменение технологического процесса. При добавлении катализаторов на основе рения можно увеличить количество разветвленных углеводородов.

• Добавление присадок – тетраэтилсвинец (запрещен из-за токсичности), добавки на основе эфира, спирта, ароматических углеводородов.

С помощью присадок можно повысить стойкость бензинов к детонации на 10–12 единиц. Это не влияет на экологию, но повышает риск образования паровых пробок. При этом такая топливная смесь при длительном хранении теряет свое качество.

Тетраэтилсвинец.

Наиболее распространенный и эффективный антидетонатор с высоким показателем вязкости. Благодаря этому можно повысить октановое число на 17 единиц. В чистом виде не используется, так как образует оксид свинца при сгорании и провоцирует оседание нагара на элементах мотора. Поэтому тетраэтилсвинец соединяется с дибромпропанолом, бромистым этилом или диромеэтаном для вывода продуктов оксида свинца и снижения нагрузки на элементы мотора.

Самостоятельное повышение октанового числа.

Провести корректировку числа в домашних условиях можно, добавляя к бензину различные вещества. Наиболее популярны:

• Lavr Next Octane Plus – до 6 единиц;

• Astrohim Октан Плюс – на 3–5 единиц;

• Octane Plus – на 2–2,5 единицы;

• Liqui Moly Octane Plus – на 2–5,5 единиц.

В зависимости от используемого вещества изменяется не только сопротивляемость детонации, но и другие параметры бензинов, которые оказывают влияние на работу двигателя внутреннего сгорания.

Как понизить октановое число?

Низкооктановое топливо практически не производится, но техника, которая работает на таком топливе, осталась. Чтобы понизить октановое число, применяют следующие методы:

• Добавление керосина. Сложность заключается в правильном выборе пропорций.

• Естественное снижение. Используемые присадки содержат вещества, которые испаряются. Открыв емкости с топливом, можно получить низкооктановый бензин. Скорость снижения составляет примерно 0,5 единиц в день.

Используя данные способы, важно контролировать качество такого топлива и его октановую величину.

Какое топливо использовать.

Для каждого автомобиля производитель рекомендует топливо с точным октановым числом, которое определяется по техническим показателям. Хотя в автомобилях стали устанавливать систему предотвращения детонации, но нарушение данных рекомендаций может привести к увеличению расхода такого топлива, снижению мощности двигателя, появлению металлического звона и сбоям в системе зажигания, охлаждения и т.д.

Использование высокооктанового топлива с более высокими показателями, чем определено производителем, тоже не несет пользы. Может наблюдаться как увеличение расходов на бензин, так и его неполное сгорание.

Как измерить октановое число?

В основе методов измерения детонационной устойчивости лежит процесс сравнения пропорциональной калибровочной зависимости. Для этого используют эталонный образец. Данная методика применима за счет особой технологии производства бензинов – компандирования.

Однако у этого процесса есть ряд недостатков:

• нельзя определить показатели неидентифицированного топлива;

• не существует единой модели для топлива, которое изготавливается различными способами (крекинг, риформинг);

• для топлива с разным числом октана нужно изготавливать различные измерительные приборы, которые калибруются под определенные эталонные образцы.

При этом на процесс измерения могут влиять внешние факторы, которые определить и устранить невозможно.

Приборы для измерения.

На рынке представлены приборы отечественного и зарубежного производства:

• ОКТИС;

• Digatron.

К специальным установкам относят: ОКТАН-ИМ, ОКТАНОМЕТР ПЭ-7300М, SHATOX SX-100M.

Принцип работы у них одинаков: измерение октанового числа с помощью сравнения с эталонными показателями. При этом топливо от разных производителей отличается, поэтому показатели будут тоже неодинаковыми. В качестве стандарта берут топливо одного производителя, иначе нужно проводить калибровочные работы.

Существующие мифы об октановом числе.

Из-за того, что у большинства автовладельцев есть лишь смутное представление о топливных показателях, возникает множество мифов. Вот некоторые из них:

1. При повышении температуры сгорания топлива увеличивается мощность двигателя. Использование высокооктанового бензина не увеличивает мощность, так как температура и выделяемое тепло практически одинаковы для всех марок топлива.

2. Портативные приборы показывают точное количество октана. Получить точные результаты можно только благодаря стендовым испытаниям. Остальные измерения лишь приблизительные, так как на них влияет множество факторов.

3. В 92-м бензине нет присадок, и он безвреден для двигателя. Бензины с показателем октана выше 90 содержат примеси, которые полностью сгорают. Поэтому системе не наносится вред.

4. Чем выше количество октана, тем лучше топливо. Денотанация – не основной показатель качества. В бензине содержатся примеси, которые могут загрязнять окружающую среду.

5. Наиболее ценный компонент – это количество октана. Эталоном денотанации выступает изооктан, который и позволяет маркировать топливо. Октан добавлять в топливную смесь нельзя, так как его неустойчивость ниже, чем у n-гептана.

Благодаря совершенствованию технологий можно получать качественное высокооктановое топливо без добавления вредных химических веществ.

Вместо выводов.

Топливо должно обеспечивать бесперебойное функционирование двигателя. Октановое число оказывает существенное влияние на данный показатель. Но не стоит проводить эксперименты, заправляя автомобиль бензином с более высоким или низким содержанием октанового числа. Только использование проверенного топлива обеспечит долгую и надежную работу автомобиля, исключив выход из строя отдельных систем и поломку двигателя.