Что такое октановое число

Слышали ли вы об октановом числе или OCH? Это важнейшее свойство топлива, влияющее на работу двигателя автомобиля. Давайте узнаем об этом подробнее.

Определение

Октановое число бензина — это показатель способности топлива предотвращать детонацию при запуске двигателя. Проще говоря, оно измеряет устойчивость горючей жидкости к воспламенению без искры.

Влияние октанового числа

Октановое число оказывает влияние на работу любого двигателя внутреннего сгорания. Чем выше его значение, тем больше снижается риск самовозгорания. И наоборот, чем ниже показатель, тем выше вероятность воспламенения.

Когда поршень двигателя находится в высшей точке своего движения, на топливно-воздушную смесь оказывается большое давление. Впоследствии из-за искры бензин воспламеняется. После этого поршень движется вниз, вызывая привод вала двигателя.

Высокое октановое число

Газ с высоким октановым числом дольше выдерживает давление перед воспламенением, что приводит к увеличению выработки энергии и более плавной работе двигателя. С другой стороны, топливо с более низким октановым числом воспламеняется быстрее, что может нарушить работу двигателя.

Октановое число

Октановое число, которое измеряется в лаборатории, можно увидеть на обозначении автомобильного топлива. Буква «А» показывает, что бензин предназначен для автомобилей, а вторая буква — октановое число. Для измерения образцы сравнивают с эталонами — гептаном и изооктаном. АИ-95 означает, что 95% изооктана присутствует в топливе, остальные 5% — гептан. На рынке представлено четыре вида бензина, наиболее распространенные из которых — АИ-92 и АИ-95. АИ-98 отличается высочайшим качеством и подходит для современных автомобилей с мощными двигателями. Самое низкое октановое число — АИ-80.

Виды топлива и октановые числа

Бензин АИ-100 предназначен для гоночных автомобилей, но он мало доступен на обычных АЗС. Можно приобрести качественное фирменное топливо, но оно не имеет привычной маркировки.

Что влияет на октановое число?

Чистый бензин образуется при фракционировании сырой нефти и имеет низкую огнестойкость — 40–60 единиц. При изготовлении автомобильного топлива в него добавляют органические вещества, повышающие детонационную стойкость. Октановое число определяется конечным составом топлива.

Сопротивление воспламенению

Углеводороды с линейной структурой обладают минимальной устойчивостью к воспламенению. В то время как углеводороды с более сложной конфигурацией (циклические и разветвленные) демонстрируют наибольшую устойчивость. Для повышения этого показателя производители топливных продуктов применяют в процессе производства процессы риформинга и каталитического крекинга. При этом увеличивается содержание углеводородов со сложной структурой и уменьшается количество линейных.

Октановое число, изооктан и гептан — взаимосвязь

Октановое число, изооктан и гептан связаны между собой благодаря их общему присутствию в обычном бензине. Изооктан, также известный как н-гептан, имеет детонационную стойкость 100, а гептан — нулевую стойкость к воспламенению. Сравнение характеристик различных видов бензина со стандартом производится в лабораториях, а октановое число определяется соотношением гептановой и изооктановой фракций.

Октановое число и его влияние на свойства двигателя

Изооктан не искрит при максимальном сжатии. Гептан же загорается при минимальном воздействии. Чем больше изооктана, тем выше октановое число и тем лучше свойства топлива. Этот показатель влияет на работу двигателя: его дополнительную мощность, мощность, которую он вырабатывает, и шум, который он издает.

Детонация

Детонация — это…

Детонация — неконтролируемое воспламенение в двигателе

Обычно при работе двигателя газ воспламеняется от искры, когда поршень находится в наивысшей точке. При этом топливо сгорает равномерно, выделяя большое количество энергии. Однако детонация — это совсем другая реакция, при которой воспламенение топливной смеси происходит преждевременно, без искры. Это приводит к тому, что топливо, по сути, взрывается, в результате чего процесс горения происходит гораздо быстрее. Обычно пламя движется со скоростью 15–40 м/с, но при детонации эта скорость возрастает до 1500–2000 м/с.

Разрушительные последствия детонации

Детонация является одним из основных факторов, негативно влияющих на работу двигателя. Она приводит к быстрому воспламенению топлива, вызывая перегрев жизненно важных компонентов. Одновременно ударная волна от взрыва, повышение температуры и усиление давления на отдельные детали (поршни и цилиндры) приводят к быстрому износу двигателя. Кроме того, при работе двигатель издает громкий металлический шум, вырабатывает меньше энергии, что приводит к снижению мощности.

Детонация: Несоответствие между октановым числом и характеристиками двигателя

Детонация возникает из-за несоответствия между октановым числом и характеристиками двигателя. Если в двигателе большое давление, а октановое число ниже рекомендуемого, то топливно-воздушная смесь будет гореть до тех пор, пока искра не воспламенит ее, заставляя поршень двигаться на максимальную высоту.

Недобросовестность производителей.

Для искусственного повышения октанового числа нефтепродуктов некоторые компании добавляют в них пропан, метан и другие присадки. Эти вещества обладают высокой летучестью и быстро испаряются, что приводит к снижению октанового числа. Существуют методы определения октанового числа бензина.

Лабораторные методы определения октанового числа

Определение октанового числа может быть выполнено двумя способами: лабораторным (профессиональным) и самостоятельным. Рассмотрим оба способа.

Профессиональные методы

Наиболее точные результаты достигаются при лабораторных испытаниях. Производители топливных смесей обычно используют два метода:

Двигатель

В качестве объекта исследования взят одноцилиндровый модельный двигатель, имитирующий условия реального времени, аналогичные движению по пригородному шоссе. Анализ проводится в соответствии с ГОСТом, двигатель настроен на вращение со скоростью 900 оборотов в минуту, при этом смесь топлива и воздуха подается при температуре 149°C.

Исследование

Оцениваемое топливо сравнивается с обычным, определяется количество изооктана и гептана в смеси. Испытания проводятся в имитации городских условий, при этом смесь подается при температуре 52°C, а двигатель вращается со скоростью 600 оборотов в минуту, что по-прежнему соответствует ГОСТу.

Различия в единицах измерения

Единицы измерения для детальных измерений не совпадают, так как условия не одинаковы. В России используется научный метод. В то время как в Америке учитывается среднее арифметическое двух цифр. Поэтому при заправке автомобиля за рубежом необходимо учитывать различия в единицах измерения. Для перевода данных из одной системы в другую можно воспользоваться специальной таблицей октановых чисел.

Определение октанового числа

Определить октановое число можно самостоятельно с помощью специального прибора — октанометра, который можно приобрести в магазинах. Даже самые современные и точные модели могут иметь погрешность в 5 единиц. Более дешевые и менее точные приборы, скорее всего, будут иметь большую погрешность, возможно, до 10 единиц.

Анализ октанового числа

Октанометры работают по принципу нахождения диэлектрической проницаемости исследуемого топлива. Затем полученные результаты измерений сравниваются с запрограммированными значениями, заложенными в прибор. Для обеспечения точности измерений необходимо регулярно проводить калибровку.

Важно помнить__: октанометры измеряют не само октановое число, а электропроводность. На нее могут влиять не только линейные и циклические углеводороды, но и различные присадки, которые напрямую не влияют на детонационную стойкость топлива. Другими словами, получить точные показания без посторонней помощи практически невозможно.

Максимальное октановое число

Октановое число топлива может составлять от 130 до 140 единиц при добавлении в состав металлоорганических соединений, таких как ферроцен и тетраэтилсвинец. К сожалению, эти присадки запрещены в большинстве штатов из-за их вредного воздействия на окружающую среду. Октановое число неэтилированного газа может достигать 109 единиц. Авиационное топливо несколько выше — 115 единиц, а для гоночных автомобилей используется октановое число 102.

Способы повышения октанового числа

Внедрение катализаторов с рением в процессы нефтепереработки повышает концентрацию углеводородов с разветвленной структурой. В прошлом веке наиболее эффективной присадкой для повышения октанового числа был тетраэтилсвинец, но сейчас он запрещен из-за токсичности. Другими альтернативами являются эфиры, ароматические углеводороды, спирты. Все они экологически безопасны и повышают октановое число на 10–12 единиц.

Повышение октанового числа с помощью присадок

Для повышения октанового числа выпускаются различные октан-корректоры, антидетонаторы и универсальные смеси, в состав которых обычно входят спирты и эфиры. Однако разница в числе после добавления таких продуктов обычно составляет не более 2–6 единиц, некоторые из них также влияют на состав и свойства топлива. К числу популярных присадок относятся Totek UMT, Astrohim Octane Plus, Octane Plus Hi Gear, Lavr Next Octane Plus, Octane Plus Liqui Moly.

Понижение октанового числа

Для старых автомобилей, работающих на топливе с низким октановым числом, его можно снизить, используя следующую тактику:

Выветривание

Простое оставление бака с бензином открытым способствует испарению летучих веществ, что может привести к снижению октанового числа. Каждый день октановое число снижается примерно на 0,5 единицы.

Состав керосина: Проблемы и опасности

Введение в состав керосина может оказаться непростым делом. Рассчитать правильные пропорции сложно, и требуется частая оценка качества. Кроме того, современные двигатели могут плохо реагировать на керосин и даже выходить из строя.

Еще один момент, который необходимо учитывать,— октановое число бензина, заливаемого в топливный бак. Это число имеет большое значение для воспламенения, скорости сгорания топливно-воздушной смеси и, в конечном счете, для количества синтезируемой энергии. Поэтому необходимо придерживаться октанового числа, рекомендованного производителем машины или двигателя в технической документации.

Детонация при низком октановом числе

Если октановое число слишком низкое, то возникает детонация — преждевременное самовозгорание. Другими словами, топливо воспламеняется слишком быстро и неэффективно.

Высокое октановое число

С другой стороны, при повышенном октановом числе давление при сжатии бензина и воздуха в цилиндре не достигает пика, необходимого для нормального горения смеси. В результате топливо сгорает медленнее и неполноценно.

Если октановое число недостаточно, двигатель будет работать слабее и издавать металлические стуки. Увеличится расход топлива и быстрее выйдет из строя катализатор отработавших газов. В настоящее время некоторые автомобили оснащены системами предупреждения детонации, позволяющими использовать более низкое октановое число, чем указано производителем. Это может показаться экономичным, но в итоге вы потратите больше топлива и получите меньшую мощность.

Неутешительная реальность использования топлива с октановым числом выше рекомендуемого уровня

Часто считается, что более высокооктановый бензин лучше. Однако использование топлива с октановым числом выше установленного может привести и к пагубным последствиям. В цилиндре не будет достигнута необходимая степень сжатия, и сгорание топливно-воздушной смеси окажется незавершенным.

Регулярное использование высокооктанового бензина приведет к проблемам: снижению мощности двигателя, увеличению расхода топлива, дорогостоящим платежам на насосе, нагару на поршнях, клапанах и свечах зажигания, перегреву выпускных клапанов с последующим их выходом из строя и дорогостоящим ремонтам.

Индикация октанового числа

Октановое число — это показатель, определяющий способность топлива противостоять преждевременному воспламенению или детонации. Этот показатель имеет решающее значение для работы двигателя и экономичности автомобиля, поэтому для обеспечения бесперебойной работы и долговечности двигателя необходимо правильно подобрать бензин. Правильный выбор также обеспечивает наиболее оптимальные эксплуатационные характеристики автомобиля.