Что такое октановое число

Октановое число, или ОЧ,— термин, знакомый многим водителям. Этот специфический технический параметр топлива оказывает большое влияние на работу двигателя автомобиля. В этой статье мы расскажем обо всех важных аспектах октанового числа.

Что такое октановое число?

В двух словах, октановое число бензина — это показатель его детонационной стойкости при запуске двигателя. Это мера сопротивления горючей жидкости самопроизвольному воспламенению, т. е. без искры.

Высокое октановое число, низкий риск

Значение октанового числа имеет прямую зависимость от риска самовозгорания. Чем ниже октановое число, тем выше вероятность воспламенения. При работе двигателя поршень движется вверх и сжимает топливно-воздушную смесь. При возникновении искры бензин загорается, заставляя поршень двигаться вниз и вращать вал двигателя. Более высокое октановое число способствует более эффективной работе двигателя.

Октановое число и работа двигателя

Октановое число бензина может определять эффективность работы двигателя. Чем выше октановое число, тем больше бензин выдерживает сжатие под давлением до воспламенения. При этом выделяется больше энергии, что приводит к оптимальному функционированию двигателя и более плавной работе. С другой стороны, при низком октановом числе воспламенение происходит слишком быстро, что может негативно сказаться на работе двигателя.

Все об октановом числе

Чтобы узнать октановое число автомобильного топлива, необходимо изучить его. Первая буква «А» указывает на то, что это бензин, предназначенный специально для автомобилей. Вторая буква «И» — собственно октановое число, которое определяется в лабораторных условиях путем сравнения с характеристиками двух стандартов: гептана и изооктана. Например, АИ-95 означает 95% изооктана и 5% гептана.

Сегодня используются четыре марки бензина, наиболее популярные из которых — АИ-92 и АИ-95. Наиболее качественным является АИ-98, который подходит для современных автомобилей с мощными двигателями. Наименее предпочтительное октановое число — АИ-80.

Различные виды топлива

Бензин АИ-100 специально разработан для гоночных автомобилей и, как правило, не продается на обычных заправках. Однако в продаже можно найти фирменное топливо премиум-класса без обычной маркировки.

Что влияет на октановое число

Октановое число чистого бензина определяется фракционированием сырой нефти и характеризуется низкой огнестойкостью в пределах 40–60 единиц. Затем в состав автомобильного топлива вводятся различные компоненты, в том числе органические вещества, предназначенные для повышения детонационной стойкости. Это, в свою очередь, напрямую влияет на октановое число.

Сопротивление воспламенению возрастает с увеличением структурной сложности

Углеводороды с прямой, линейной структурой обычно обладают минимальной устойчивостью к воспламенению. Напротив, углеводороды с более сложной структурой — циклической и разветвленной — демонстрируют повышенную стойкость. Для повышения этого показателя производители топлива используют в своем производстве процессы риформинга и каталитического крекинга. Это позволяет увеличить долю углеводородов со сложной структурой и уменьшить количество линейных веществ.

Взаимосвязь октанового числа, изооктана и гептана

Октановое число, изооктан и гептан — три углеводорода, обычно содержащиеся в обычном бензине. Первый из них известен как н-гептан, второй — изооктан. Для определения октанового числа используются эталонные образцы, детонационная стойкость которых равна 100 для изооктана и 0 для гептана. Сравнивая в лабораториях характеристики различных образцов газа с этими эталонами, рассчитывают октановое число как отношение гептана к изооктану.

Октановое число топлива

Изооктан, сжатый до максимального давления, не воспламеняется. Однако гептан легко воспламеняется от небольшой искры. Чем выше содержание изооктана, тем выше октановое число и тем лучше свойства топлива. Этот показатель заметно влияет на характеристики двигателя — его топливную мощность, количество вырабатываемой энергии, шум при работе.

Детонация

Что такое детонация?

Детонация: Реакция неконтролируемого воспламенения

Детонация — это процесс сгорания, происходящий без искры и нерегулируемый. В исправном двигателе искра воспламеняет топливо в верхней точке цикла движения поршня. Горение происходит последовательно, с выделением большого количества энергии. При возникновении детонации воспламенение происходит преждевременно. Топливо быстро сгорает от теплового воздействия и давления на стенки цилиндра и поршень. Бензин взрывается, сгорая быстрее обычного. Обычно пламя движется со скоростью 15–40 м/с, но при детонации оно может достигать 1500–2000 м/с.

Влияние детонации на работу двигателя

Детонация может быть губительна для двигателя. Она приводит к слишком быстрому сгоранию топлива, нагреву деталей двигателя и образованию ударных волн. Это приводит к повышению температуры и увеличению давления на отдельные детали двигателя. В результате двигатель не только быстрее изнашивается, но и производит больше шума и вырабатывает меньше энергии, чем обычно, что приводит к снижению мощности.

Детонация и ее причины

Детонация двигателя возникает из-за несоответствия октанового числа и характеристик двигателя, в частности, давления, оказываемого на топливно-воздушную смесь. Мощный двигатель имеет более значительную силу сжатия, и если октановое число меньше рекомендуемого, то повышенная нагрузка приведет к сгоранию бензина до того, как сработает свеча зажигания и поршень цилиндра достигнет своего верхнего положения.

Безответственное поведение производителей

Причиной взрыва может быть беспечность некоторых производителей. Для повышения октанового числа некоторые компании добавляют в топливную смесь пропан, метан и другие элементы. Это искусственно повышает показатель, но ненадолго, так как эти элементы быстро испаряются, а значит, октановое число со временем падает. Существуют методы определения октанового числа газа.

Профессиональная оценка октанового числа

Точное определение октанового числа топлива возможно только в лабораторных условиях. Компании, производящие топливные смеси, используют две стратегии:

Анализ двигателя

Для моделирования реальных условий движения по пригородному шоссе используется одноцилиндровый двигатель. Согласно ГОСТу, двигатель будет работать со скоростью 900 оборотов в минуту, а температура топливно-воздушной смеси составит 149°C.

Research

Топливо проходит испытания на соответствие стандарту, при этом оценивается содержание изооктана и гептана в составе. Двигатель работает в имитируемых городских условиях, при этом подача смеси осуществляется при температуре 52°C, а двигатель вращается со скоростью 600 оборотов в минуту. Испытания также проводятся в соответствии с ГОСТом.

Расхождения в единицах измерения

В России и Америке используются разные методики измерения одних и тех же величин. В России проводится определенное исследование, а в Америке вычисляется среднее арифметическое двух величин. Поэтому при заправке автомобиля за рубежом необходимо учитывать расхождения между единицами измерения. Для перевода значений из одной системы в другую можно воспользоваться таблицей октановых чисел.

Измерение октанового числа

Определить октановое число можно с помощью октанометра. Эти приборы можно приобрести в розничных магазинах. Даже самые новые и точные версии имеют погрешность в 5 единиц. Примитивные приборы не столь точны и могут дать ответ, который может отличаться от реального значения на 10 единиц.

Октанометры

Работа октанометров заключается в определении диэлектрической проницаемости исследуемого топлива. Полученные значения сравниваются с образцовыми значениями, предварительно сохраненными в базе данных прибора. Приборы необходимо регулярно калибровать.Важно отметить, что октанометры измеряют не октановое число, а электропроводность. На нее могут влиять не только углеводороды с линейной и циклической структурой, но и присадки, не имеющие прямого отношения к детонационной стойкости. Из этого следует, что независимое определение практически невозможно.

Максимальное октановое число

При добавлении металлоорганических соединений, таких как ферроцен и тетраэтилсвинец, октановое число может составлять от 130 до 140 единиц. К сожалению, эти присадки запрещены в большинстве стран из-за их вредного воздействия на окружающую среду. В отсутствие запрещенных химических веществ октановое число может достигать 109 единиц. Авиационное топливо имеет октановое число 115, а для гоночных автомобилей используется бензин с октановым числом 102.

Как повысить октановое число

Для повышения октанового числа используется несколько методов. Одним из таких методов является введение в процесс переработки ренийсодержащих катализаторов, которые увеличивают концентрацию углеводородов с разветвленной структурой.

Другая практика, применяемая с начала XXI века,— добавление в нефтеперерабатывающую и топливную промышленность тетраэтилсвинца. Эта присадка обладает высокой эффективностью в повышении октанового числа, однако из-за своей токсичности она была запрещена к применению.

Можно использовать и другие, менее опасные присадки, такие как сложные эфиры, ароматические углеводороды и спирты, каждая из которых повышает октановое число на 10–12 единиц без ущерба для экологической чистоты бензина.

Октановые бустеры

В продаже имеются различные октаноповышающие присадки для повышения октанового числа бензина. К ним относятся антидетонаторы, универсальные смеси и другие присадки, часто содержащие спирты и эфиры. Однако разница в октановом числе после введения этих продуктов невелика, обычно всего 2–6 пунктов. Кроме того, некоторые присадки могут изменять состав и характеристики топлива. Среди популярных вариантов — Totek UMT, Astrohim Octane Plus, Octane Plus Hi Gear, Lavr Next Octane Plus и Octane Plus Liqui Moly.

Снижение октанового числа

Если Вы являетесь владельцем старого автомобиля, для которого требуется бензин с низким октановым числом, существует несколько способов снижения октанового числа.

Выветривание

Один из самых простых способов — оставить бак с бензином открытым, чтобы летучие вещества могли испариться. При этом октановое число может снижаться примерно на 0,5 единицы каждый день.

Состав и применение керосина

Создание керосина — сложный процесс, и трудно соблюсти правильные пропорции. Важно соблюдать контроль качества. При использовании керосина современные двигатели могут работать некорректно или даже выйти из строя.

Воспламенение и октановое число

Если в бак заливается бензин с низким октановым числом, это влияет на скорость сгорания топливно-воздушной смеси. Обычно при контакте бензина с искрой он воспламеняется и начинает гореть, выделяя энергию. Производитель двигателя должен указывать требования к октановому числу в технической документации. Важно следовать этим указаниям.

Октановое число и детонация

При недостаточном октановом числе возникает детонация — неожиданное воспламенение. Другими словами, топливо будет быстро сгорать с минимальным выделением энергии. Напротив, когда октановое число выше, давление при соединении бензина и воздуха не достигает пикового уровня, необходимого для правильного горения смеси. Таким образом, топливо будет сгорать медленно, а не полностью.

Низкооктановый бензин: Неудовлетворительная работа

Если октановое число вашего топлива ниже необходимого, то вы заметите снижение мощности и появление стука. Это сопровождается увеличением расхода топлива. Кроме того, катализатор отработавших газов теряет свою прочность из-за перегрева двигателя. Некоторые автомобили оснащены системами предупреждения детонации, поэтому можно использовать более низкое октановое число, чем рекомендовано производителем. Однако это не лучший способ экономии, поскольку приводит к снижению мощности двигателя и увеличению расхода топлива.

Предупреждение о чрезмерно высокооктановом топливе

Часто считается, что более высокооктановый бензин полезен. Однако если октановое число выше, чем необходимо, это может привести к неблагоприятным последствиям. Среди ожидаемых проблем — недостаточная компрессия в цилиндре, неполное сгорание топливно-воздушной смеси, снижение мощности двигателя. К другим проблемам относятся повышенный расход топлива, увеличение затрат на топливо, нагарообразование на поршнях, клапанах и свечах зажигания, перегрев выпускных клапанов и дорогостоящий ремонт.

Октановое число:

Октановое число определяет способность топлива противостоять воспламенению в двигателе. От этого показателя зависит мощность и производительность двигателя. Для того чтобы автомобиль работал оптимально, а двигатель оставался эффективным и служил долгое время, необходимо выбирать соответствующий бензин.