Октановое число бензина — это соотношение изомеров и октана к гептану. С его помощью можно получить данные о производительности топлива, его запасе, способности противостоять детонации и других свойствах. С его помощью можно узнать, как повысить или понизить октановое число.

Расчет сопротивления воспламенению бензина

Рассчитывается способность бензина противостоять самовоспламенению при работе двигателя. Она определяется как сочетание веществ в процентном соотношении. Чем выше октановое число, тем надежнее процесс воспламенения. Октановое число топлива устанавливается путем лабораторных испытаний, в ходе которых стандартная смесь сравнивается с испытуемым образцом. Если в образце содержится 5% гептана и 95% изооктана, то топливо обозначается цифрой «95». Таким образом, можно оценить количество присутствующего в нем негорючего изооктана.

Как влияет октановое число?

Бензин в чистом виде имеет низкое октановое число (не более 60 единиц). Для повышения детонационной стойкости используется ряд технологий и специализированных присадок. На октановое число влияет объем углеводородов с разветвленной и циклической структурой. Для увеличения их количества проводится риформинг и крекинг, в топливо добавляются присадки.

Детонация: Быстрое, неконтролируемое сгорание топлива в двигателях

Детонация — это неконтролируемое воспламенение топлива, самопроизвольно возникающее в двигателях. Этот процесс опасен, так как вызывает резкое повышение температуры и высокую скорость сгорания (от 15 м/с до 1,5 км/с). Это может привести к закоксовыванию камеры сгорания, возникновению ударных волн, перегреву и, как следствие, преждевременному износу двигателя из-за неравномерной работы механизмов.

Влияние низкооктанового топлива или низкокачественного бензина

Использование топлива или бензина с более низким октановым числом, чем рекомендовано производителем, может запустить цепь событий. Кроме того, причиной этого процесса может стать покупка бензина низкого качества, с легко испаряющимися частицами.

Понимание н-гептана и изооктана

Исследования природы детонации показали, что некоторые вещества более склонны к воспламенению, чем другие. Ученые обнаружили, что н-гептан склонен к быстрому воспламенению, в то время как изооктан более устойчив к этому.

Определение октанового числа

Высококачественный газ, устойчивый к давлению, должен содержать много изооктана и немного н-гептана. Для определения его октанового числа используются два метода: моторный и исследовательский. Эти показатели не совпадают из-за различий в критериях оценки. Разница между ними показывает чувствительность горючего. Поэтому необходимо обращать внимание на детонационную стойкость, которая в каждой стране обозначается и указывается по-разному.

Испытания с одноцилиндровыми двигателями

Проведение измерений требует использования одноцилиндровых двигателей, которые работают на неравномерной мощности. Цель экспериментов — подобрать смесь, наиболее аналогичную эталонному образцу, и сравнить образцы. Для самопроверки бензина существуют экспресс-тесты, работа которых заключается в противопоставлении результатов измерений стандартному набору данных. Точность результатов диктуется топливными присадками, поставляемыми производителем.

Максимальный октановый уровень

Развитие технологий требует более высоких стандартов для марок топлива. Эксперименты позволили получить детонационную стойкость 140 единиц, однако из-за экологических проблем этот уровень не может быть использован. Максимальное октановое число для неэтилированного топлива составляет 109 единиц.

Повышение детонационной устойчивости бензина

Авиационный бензин может достигать 115 единиц, в то время как автомобили рассчитаны на работу на 95 и 98 единицах. Гоночные автомобили, однако, могут использовать более высокие показатели, вплоть до 102.

Повышение октанового числа

Для повышения детонационной устойчивости существуют два метода:

1. Модификация процесса. В смесь могут быть добавлены катализаторы на основе рения, что повышает количество разветвленных углеводородов.

Улучшение свойств топливной смеси

Добавление таких присадок, как тетраэтилсвинец (запрещен из-за своей токсичности) и продукты на основе эфиров, спиртов и ароматических углеводородов, позволяет повысить детонационную стойкость топливной смеси на 10–12 единиц. В краткосрочной перспективе это не оказывает влияния на окружающую среду, однако повышает вероятность возникновения засорения двигателя. Кроме того, длительное хранение таких топливных смесей может привести к снижению качества топлива.

Тетраэтилсвинец: Лучший антидетонатор

Тетраэтилсвинец является основным антидетонатором благодаря высокому индексу вязкости. Он способен повысить октановое число до 17 пунктов! К сожалению, в чистом виде это вещество не используется, так как при сгорании образуется оксид свинца, который приводит к образованию углеродистых отложений на деталях двигателя. Для борьбы с этим тетраэтилсвинец соединяют с дибромпропанолом, бромистым этилом или дирометаном — это устраняет окись свинца и снижает нагрузку на элементы двигателя.

Повышение октанового числа

Регулировать октановое число бензина можно путем введения в его состав специальных веществ. Наиболее распространенными присадками являются Lavr Next Octane Plus (способна повышать октановое число до 6 единиц), Astrohim Octane Plus (3–5 единиц), Octane Plus (2–2,5 единицы), Liqui Moly Octane Plus (2–5,5 единицы). Кроме того, эти вещества способны изменять и другие параметры бензина, что может сказаться на работе двигателей внутреннего сгорания.

Понижение октанового числа

Низкооктановое топливо выпускается нечасто, однако его использование все же распространено. Для снижения октанового числа можно использовать следующие методы:

Добавление керосина

Сложность заключается в выборе правильного соотношения керосина и топлива.

Естественное понижение

Используемые присадки содержат летучие вещества, которые могут выделяться из резервуаров для хранения и приводить к получению низкооктанового бензина. Скорость такого снижения составляет примерно 0,5 единицы в сутки.

Контроль качества

Необходимо иметь возможность контролировать качество топлива и его октановое число.

Выбор топлива

Для каждого автомобиля производители назначают соответствующее октановое число, определяемое техническими характеристиками. Несмотря на наличие системы предотвращения детонации, отклонение от этих характеристик может привести к увеличению расхода топлива, снижению мощности, появлению металлического звука, проблемам с системами зажигания и охлаждения.

Невыгодно использовать высокооктановое топливо

Использование топлива с более высоким октановым числом, чем рекомендовано, является нецелесообразным. Это может привести к увеличению расходов на топливо и неполному сгоранию топлива.

Измерение октанового числа

Для измерения октанового числа используются методы сравнения калибровочной зависимости с эталонным образцом. Этот процесс обеспечивается специальной технологией компандирования, используемой при производстве бензина.

Несмотря на то, что существует процесс измерения топлива, он имеет некоторые недостатки.

Например, невозможно определить показатели неидентифицированного топлива. Далее, нет общей модели для топлива, изготовленного с помощью разных методов (крекинг, риформинг). Кроме того, для топлива разного октана необходимо использовать различные датчики, которые должны быть скалированы под определенные стандартные образцы.

Измерение Октанового Числа

Возможны влияния на процесс измерения извне, которые нельзя устранить. На рынке можно найти приборы отечественной и зарубежной техники — ОКТИС, Digatron, ОКТАН-ИМ, ОКТАНОМЕТР ПЭ-7300М, SHATOX SX-100M. Все они работают по одному принципу: сравнение с эталонными данными. Однако топливо производителей разных, поэтому результаты будут несхожи. Стандартом следует брать топливо одного производителя, чтобы не проводить калибровочные работы.

Мифы об октановом числе

В связи с тем, что большинство автовладельцев имеют лишь смутное представление о параметрах топлива, возникает множество мифов. Вот некоторые из них:

Повышение температуры сгорания приведет к увеличению мощности двигателя. Использование высокооктанового бензина не приводит к увеличению мощности, так как температура и выделяемое тепло практически одинаковы для всех видов топлива.

Точность в измерениях октана может быть достигнута только при помощи стендовых испытаний. Но иногда другие оценки не точны, из-за влияния различных факторов. В 92-м бензине отсутствуют примеси и не причиняет вред двигателю. Однако, выше 90-ти октанов бензин содержит добавки, которые полностью сгорают и при этом не наносят ущерб системе.

Высокий октановый уровень лучше для топлива

Октановое число — не самый важный показатель качества топлива. Бензин содержит примеси, которые могут загрязнять окружающую среду. Наиболее ценным компонентом является октановое число. Изооктан является эталоном октанового числа и позволяет маркировать топливо. Добавлять октан в топливную смесь нельзя, так как его нестабильность ниже, чем у н-гептана.

Современные технологии позволяют производить качественное высокооктановое топливо без вредных добавок. Основное условие: чтобы оно обеспечивало постоянную работу двигателя. Октановое число является важным фактором для достижения этого цели. Однако не стоит пробовать заправлять автомобиль бензином с более высоким или низким октановым числом.

Только использование проверенного топлива гарантирует прочность работы авто, исключая поломки и неполадки в отдельных системах и двигателе.