Что такое октановое число? Это соотношение изомеров и октана к гептану в бензине.
Как его определить
Октановое число используется для определения таких качеств бензина, как запас хода, детонационная стойкость и мощность.
Увеличение и уменьшение
В зависимости от потребностей двигателя можно повышать или понижать октановое число.
Расчет стойкости к бензину и система маркировки
Можно сказать просто: способность бензина не допускать самовозгорания в двигателе определяется его составом, который выражается в пропорции различных веществ. Чем выше октановое число, тем устойчивее воспламенение. Для определения марки топлива проводится лабораторный анализ, в ходе которого эталонная смесь сравнивается с испытуемым образцом. Если смесь состоит из 5% гептана и 95% изооктана, то топливу присваивается номер 95, что свидетельствует о наличии в нем изооктана, который не воспламеняется.
Факторы, влияющие на октановое число
Топливо, получаемое из сырой нефти, представляет собой многокомпонентную смесь. В чистом виде оно имеет низкую детонационную стойкость — до 60. Для повышения этой детонационной стойкости применяются специальные технологические процессы и присадки. Октановое число напрямую зависит от количества углеводородов с циклической и разветвленной структурой. Для увеличения их количества используются технологии риформинга и крекинга, а также в топливо вводятся специальные присадки.
Безудержное воспламенение топлива в двигателе
Безудержное, неконтролируемое воспламенение топлива в двигателе известно как «детонация». Это опасный процесс, сопровождающийся резким повышением температуры и взрывом (скорость сгорания подскакивает с 15 м/с до 1,5 км/с). Детонация может вызвать закоксовывание камеры сгорания, появление ударных волн, а также пиковый нагрев и, в конечном итоге, быстрый износ двигателя, связанный с неравномерной работой его деталей.
Детонация: Причина и следствие
Использование топлива с более низким октановым числом, чем рекомендовано производителем, или покупка низкосортного бензина, содержащего легко испаряющиеся компоненты, может спровоцировать этот процесс. В ходе исследований детонации изучалась устойчивость различных веществ к воспламенению. Известно, что н-гептан склонен к воспламенению, в то время как изооктан более устойчив.
Определить октановое число
Для определения октанового числа высококачественных топлив, устойчивых к давлению, необходимо высокое содержание изооктанаи минимальное количество н-гептана. Для оценки октанового числа используются два метода: моторный и исследовательский. Они дают разные результаты, поскольку каждый из них предполагает учет различных показателей. Разрыв между результатами показывает чувствительность бензина, поэтому необходимо учитывать детонационную стойкость, которая в каждой стране обозначается и классифицируется по-разному.
Измерение производительности
Для проведения испытаний используются одноцилиндровые двигатели, работающие с различной мощностью. Цель экспериментов — сравнить образцы с эталонной смесью и подобрать наиболее похожую, дающую такие же результаты. Для самооценки бензина используются экспресс-тесты. Эти механизмы работают на основе сравнения показаний с эталонной базой данных. Точность зависит от добавляемых производителем присадок к топливу.
Максимальная индикация
Постоянное развитие технологий требует повышения стандартов от продаваемых марок бензина. Благодаря использованию различных форсунок можно получить научные данные, согласно которым детонационная стойкость достигает 140 единиц. Однако эти показатели недостижимы с экологической точки зрения: они содержат металлоорганические присадки. Бессвинцовое топливо может приобретать октановые значения до 109 единиц.
Повышение октанового числа
Авиационные двигатели рассчитаны на топливо с октановым числом до 115. Однако большинство автомобилей, представленных сегодня на рынке, рассчитаны на топливо с октановым числом 95 или 98. Для гоночных автомобилей требуется топливо с октановым числом до 102.
Способы повышения октанового числа
Существует два способа повышения октанового числа топлива:
- Изменение технологического процесса. Добавление в процесс производства катализаторов на основе рения увеличивает количество разветвленных углеводородов, что приводит к повышению октанового числа.
Использование присадок
Добавление тетраэтилсвинца (запрещенного из-за его токсичности) и других присадок на основе эфира, спирта и ароматических углеводородов может повысить детонационную стойкость бензина на 10–12 единиц. Хотя это и не оказывает влияния на окружающую среду, но повышает риск образования паровых пробок. Однако такая топливная смесь не сохраняет своих качеств при длительном хранении.
Тетраэтилсвинец: Эффективный антидетонатор
Благодаря высокому коэффициенту вязкости тетраэтилсвинец является эффективным антидетонатором, позволяющим повысить октановое число до 17 единиц. Однако использовать его в чистом виде не рекомендуется, так как при сгорании образуется оксид свинца, приводящий к нагарообразованию на элементах двигателя. Для борьбы с этой проблемой тетраэтилсвинец смешивают с дибромпропанолом, бромистым этилом или дирометаном, чтобы минимизировать образование оксида свинца и уменьшить нагрузку на элементы двигателя.
Повышение октанового числа
Октановое число бензина можно регулировать в домашних условиях. Для повышения октанового числа можно использовать различные присадки. Наиболее часто используемыми являются:
- Lavr Next Octane Plus — повышает до 6 единиц.
- Astrohim Octane Plus — повышает на 3–5 единиц
- Octane Plus — повышает на 2–2,5 единицы
- Liqui Moly Octane Plus — увеличивает на 2–5,5 единиц
Повышается не только детонационная стойкость бензина, но и изменяются другие параметры топлива, важные для функционирования двигателя внутреннего сгорания.
Понижение октанового числа
Низкооктановое топливо обычно недоступно, но двигатели, которым оно требуется, все еще существуют. Для снижения октанового числа можно использовать следующие приемы:
-
Добавление керосина:Сложность заключается в правильном соотношении топлива и керосина.
-
Естественное снижение:Используемые присадки содержат вещества, которые испаряются. Если оставить бензобаки открытыми, это может привести к снижению октанового числа на 0,5 единицы в день.
Контроль качества топлива
Очень важно контролировать качество и октановое число используемого топлива.
Какое топливо выбрать?
Производители предлагают топливо с точным октановым числом в зависимости от технических характеристик автомобиля. Даже если в автомобиле установлена антиблокировочная система, пренебрежение этими рекомендациями может привести к увеличению расхода топлива, падению мощности двигателя, появлению металлического звука, проблемам с системой зажигания и охлаждения.
Использование высокооктанового топлива
Использование топлива с более высоким октановым числом, чем рекомендовано производителем, может быть дорогостоящим и неэффективным. Для измерения октанового числа существуют специальные методики, основанные на сравнении калибровочной зависимости. Такой анализ проводится с использованием эталонного образца и становится возможным благодаря особой технологии производства бензина, известной как компандирование.
Проблемы измерения качества топлива
Несмотря на то, что оценить качество топлива можно, этот процесс не лишен недостатков. Невозможно определить характеристики неизвестного топлива. Кроме того, не существует единой модели, которую можно было бы применить к топливу, созданному различными методами, такими как риформинг и крекинг. Наконец, для топлива, имеющего различные октановые числа, необходимо изготавливать специальные измерительные приборы, калиброванные по определенным эталонным образцам.
Измерение качества топлива
На процесс оценки качества топлива могут влиять внешние факторы, не зависящие от нас. На рынке представлены измерительные приборы как отечественного, так и зарубежного производства, такие как OCTIS и Digatron. К специальным установкам относятся OCTANE-IM, OCTANOMETER PE-7300M, SHATOX SX-100M, все они используют один и тот же принцип измерения: сравнение с эталонными показателями.
Поскольку топливо у разных поставщиков отличается, то и показания, которые выдают эти приборы, будут разными. За эталон принимается топливо одного поставщика, и любое отклонение от него должно быть устранено путем калибровки.
Мифы об октановом числе
Многие заблуждения вызваны непониманием большинством автовладельцев характеристик топлива. Вот несколько примеров:
Считается, что мощность двигателя повысится, если температура горения топлива будет выше. Однако температура и тепловыделение всех видов топлива одинаковы, поэтому использование более высокооктанового бензина не приведет к повышению мощности.
Портативные приборы для измерения октанового числа
Точность измерений достигается только при стендовых испытаниях. Все остальное — лишь оценка из-за множества переменных. 92-октановый газ не содержит присадок, и он безопасен для двигателя. При октановом числе выше 90 добавляемые элементы сгорают полностью, поэтому система не испытывает никаких повреждений.
Октановое число как показатель качества
Чем больше октановое число в топливе, тем выше его качество. Денотативное значение не является единственным показателем качества. Бензин содержит загрязняющие вещества, которые могут нанести вред окружающей среде. Наиболее важным элементом является октановое число. Изооктан является эталоном денотативного значения, позволяющим маркировать топливо. Поскольку октан менее стабилен, чем н-гептан, его невозможно включить в состав топливной смеси.
Высокооктановое топливо без вредных компонентов
Благодаря технологическому прогрессу мы можем получать высокооктановое топливо без вредных присадок. Очень важно, чтобы топливо обеспечивало нормальную работу двигателя, и октановое число оказывает на это большое влияние. Тем не менее, не стоит экспериментировать и заправлять автомобиль бензином с более или менее высоким октановым числом. Для обеспечения долговременной и надежной работы автомобиля необходимо использовать только проверенное топливо, что позволит избежать поломок и отказов двигателя.