Что такое октановое число

Октановое число (ОЧ) — термин, известный многим автовладельцам. Это важная техническая характеристика топлива, влияющая на работу двигателя. Здесь вы получите ответы на все связанные с ним вопросы.

Определение октанового числа

Октановое число бензина указывает на его устойчивость к воспламенению без искры, что также известно как детонационная стойкость. Этот важный показатель иллюстрирует устойчивость горючей жидкости к самопроизвольному воспламенению.

Влияние октанового числа на работу двигателя

Чем выше значение показателя, тем меньше вероятность самовозгорания топлива. И наоборот, чем ниже показатель, тем больше вероятность воспламенения. Октановое число играет важную роль в работе любого двигателя с системой внутреннего сгорания.

Когда поршень работающего двигателя находится в крайнем верхнем положении, на газовоздушную смесь оказывается значительное давление. Затем под действием искры бензин воспламеняется. После воспламенения поршень движется вниз, приводя в движение вал двигателя.

Более высокий октан = лучшие эксплуатационные характеристики

Октановое число газа влияет на работу двигателя. Чем выше октановое число, тем дольше топливо выдерживает сжатие до момента сгорания. При этом выделяется больше энергии, что позволяет двигателю работать на оптимальном уровне и обеспечивать более плавный ход. Если октановое число слишком низкое, топливо воспламеняется быстрее, что может негативно сказаться на работе двигателя.

Октановое число

Для определения октанового числа используется автомобильное топливо. Первая буква «А» обозначает бензин, специально разработанный для автомобилей. Второе буквенное обозначение «И» — октановое число, которое определяется в ходе лабораторных испытаний. Образцы сравниваются с характеристиками гептана и изооктана (подробнее ниже). АИ-95 означает, что в 95 % присутствует изооктан, остальное — гептан. Сегодня существует четыре вида топлива. Наиболее популярны АИ-92 и АИ-95. АИ-98 — высококачественное, подходит для мощных автомобильных двигателей. АИ-80 — с самым низким октановым числом.

Бензин АИ-100

Бензин АИ-100 специально разработан для автомобилей, требующих высоких эксплуатационных характеристик, и обычно не встречается на обычных АЗС. Премиальные варианты топлива можно приобрести, но они не имеют обычной маркировки.

Октановое число

Чистый бензин получается путем фракционирования сырой нефти и имеет низкий показатель сопротивления воспламенению — 40–60 единиц. Автомобильное топливо состоит из различных компонентов, некоторые из которых представляют собой органические вещества, добавленные для повышения стойкости к воспламенению. Октановое число напрямую зависит от конечного состава топлива.

Углеводороды с простой структурой легко воспламеняются

Углеводороды с линейной структурой обладают минимальной устойчивостью к воспламенению. И наоборот, углеводороды с более сложной структурой, например, циклические или разветвленные, демонстрируют максимальное сопротивление. Для повышения этого показателя топливные компании стали применять процессы риформинга и каталитического крекинга при изготовлении топлива. При этом повышается концентрация сложных углеводородов и снижается количество линейных.

Взаимосвязь между октановым числом, изооктаном и гептаном

Гептан и изооктан — углеводороды, входящие в состав обычного бензина. Гептан также известен как н-гептан, изооктан имеет детонационную стойкость 100, в то время как гептан имеет нулевую стойкость к воспламенению. Для определения октанового числа в лабораториях сравнивают характеристики различных бензинов с эталонами гептана и изооктана. Октановое число представляет собой отношение долей гептана и изооктана.

Воспламеняющие свойства изооктана и гептана

Изооктан не воспламеняется без максимального сжатия, в то время как гептан можно поджечь при небольшом воздействии. Чем больше изооктана, тем лучше свойства топлива и тем выше октановое число. Это влияет на такие характеристики двигателя, как его мощность, развиваемое им усилие и шумность при работе.

Детонация

Детонация — это явление, при котором сгорание топливно-воздушной смеси в двигателе происходит с неоправданно высокой интенсивностью. Это может быть вызвано рядом факторов и привести к повреждению двигателя.

Взрывающееся топливо: детонация автомобильных двигателей

Детонация — это процесс, при котором топливная смесь в автомобильном двигателе сгорает внезапно и самопроизвольно без искры. При нормальной работе двигателя воспламенение происходит, когда поршень достигает своего пика. Обычно пламя движется со скоростью 15–40 м/с, но при детонации оно может разгоняться до 1500–2000 м/с. Такое быстрое сгорание приводит к большому выделению энергии, создавая тепловой эффект и давление на стенки цилиндра и его поршень. По сути, бензин взрывается, что приводит к значительному ускорению горения.

Детонация: Угроза для работы двигателя

Детонация может представлять серьезную угрозу для работы двигателя. Она вызывает ускоренное сгорание топлива, что приводит к перегреву важных компонентов. В результате взрыва возникают ударные волны, повышающие температуру и оказывающие повышенное давление на цилиндры и поршни. Это приводит к ускоренному износу, повышенному шуму и странным лязгающим звукам при работе, снижению мощности и энергоотдачи. Таким образом, детонация может оказывать серьезное негативное влияние на работу двигателя.

Детонация — причины возникновения

Детонация двигателя является следствием несовместимости октанового числа и характеристик двигателя. При повышении давления в топливно-воздушной смеси топливо воспламеняется раньше, чем срабатывает свеча зажигания, и толкает поршень к высшей точке цилиндра. Такая ситуация возникает, когда октановое число ниже, чем требуется двигателю.

Недобросовестность производителей

Некоторые предприятия имеют привычку добавлять в нефть пропан, метан и другие компоненты для повышения ее октанового числа. Эти элементы могут дать временный прирост, но часто быстро испаряются, что приводит к снижению октанового числа. Существуют стратегии определения октанового числа бензина.

Лабораторные методы оценки октана

Для точного количественного определения октанового числа необходимы лабораторные условия. Производители топлива используют два метода:

Анализ двигателя

Для целей исследования используется модель одноцилиндрового двигателя. Для создания условий реального времени, аналогичных движению автомобиля по пригородному шоссе, вращение двигателя составляет 900 оборотов в минуту, а температура топливно-воздушной смеси — 149 градусов Цельсия. Это соответствует ГОСТу.

Исследование

Расчетное топливо сравнивается с эталоном, определяется количество изооктана и гептана в смеси. Для имитации городских условий двигатель работает со скоростью 600 оборотов в минуту, а смесь подается при температуре 52℃. Также соблюдается ГОСТ.

Различия в единицах измерения

Величины, определяемые в результате измерений, не совпадают, поскольку условия различны. В России применяется определенная процедура исследования. В США устанавливается среднее арифметическое двух величин. При заправке автомобиля за рубежом необходимо учитывать различия в единицах измерения. Для перевода значений из одной системы в другую можно воспользоваться специальной таблицей для октановых чисел.

Взгляд на определение октанового числа

Определить октановое число можно самостоятельно, с помощью специализированного прибора — октанометра. В продаже имеются различные модели этих приборов. Самые современные высокоточные октанометры имеют погрешность 5 пунктов. Простейшие приборы менее точны, их максимальная погрешность может достигать 10 пунктов.

Октанометры: Измерение электропроводности

Октанометры измеряют электропроводность топлива путем вычисления диэлектрической проницаемости. В памяти прибора хранятся образцовые значения для сравнения. Для обеспечения точности показаний эти приборы нуждаются в периодической калибровке.

Примечание:_ Октанометры не могут обеспечить независимое определение октанового числа. Это связано с тем, что на электропроводность влияют не только углеводороды с линейной и циклической структурой, но и некоторые присадки, которые не оказывают прямого влияния на детонационную стойкость.

Максимальное октановое число

Октановое число варьируется от 130 до 140 при включении металлоорганических соединений, таких как ферроцен и тетраэтилсвинец. Однако эти добавки запрещены во многих штатах из-за их негативного влияния на окружающую среду. Бензин, не содержащий этилированных присадок, имеет октановое число до 109. Авиационное топливо, используемое в самолетах и вертолетах, обычно имеет октановое число 115, а для гоночных автомобилей используется бензин с максимальным октановым числом 102.

Boost Octane Number

Добиться повышения октанового числа можно следующими способами:

Катализаторы.

Включение в процесс переработки ренийсодержащих катализаторов позволяет повысить концентрацию разветвленных углеводородов.

Добавки

Тетраэтилсвинец, мощное металлоорганическое соединение, с XXI века используется для повышения октанового числа. К сожалению, в настоящее время он запрещен из-за своей токсичности. В качестве альтернативы можно использовать другие вещества, такие как сложные эфиры, ароматические углеводороды и спирты, которые обеспечивают повышение октанового числа на десять-двенадцать единиц без ущерба для окружающей среды.

Разнообразный текст

Для повышения октанового числа предлагаются различные октан-корректоры, антидетонаторы, универсальные смеси, содержащие спирты и эфиры. Однако эти добавки дают лишь незначительную разницу — до 6 единиц. Кроме того, некоторые из этих добавок могут влиять на состав и свойства топлива. Наиболее популярными являются Totek UMT, Astrohim Octane Plus, Octane Plus Hi Gear, Lavr Next Octane Plus и Octane Plus Liqui Moly.

Понижение октанового числа

Если ваш автомобиль уже устарел и нуждается в топливе с небольшим октановым числом, есть способы сделать это:

Выветривание

Просто оставьте топливный бак с бензином открытым и дайте летучим веществам испариться. Этот процесс может снижать октановое число примерно на 0,5 единицы каждый день.

Состав керосина

Трудно подобрать правильные пропорции для составления керосина. Для обеспечения качества необходим регулярный контроль. Кроме того, при использовании керосина современные двигатели могут плохо работать или даже выйти из строя.

Воспламенение и октановое число

Если в бак залито топливо с низким октановым числом, то скорость сгорания топливно-воздушной смеси может зависеть от октанового числа. Как правило, бензин воспламеняется мгновенно при наличии искры, а затем медленно сгорает, выделяя энергию. Производители двигателя или машины должны указывать необходимое октановое число в технической документации. Необходимо соблюдать эти указания.

Высокое октановое число предотвращает детонацию

Если октановое число недостаточно высокое, то возникает детонация — самопроизвольное сгорание, которое происходит преждевременно. Топливо как бы детонирует, сгорая слишком быстро и выделяя минимум энергии. С другой стороны, при более высоком октановом числе давление, создаваемое при сжатии бензина и воздуха в цилиндре, не достигает максимума, необходимого для нормального сгорания. Топливо сгорает гораздо медленнее и не полностью.

Если октановое число слишком низкое

Если октановое число бензина ниже требуемого уровня, двигатель будет работать менее мощно и издавать знакомый металлический стук. Это приведет не только к увеличению расхода топлива, но и к ослаблению катализатора отработавших газов из-за повышения температуры в двигателе и его более раннему выходу из строя. Хотя некоторые автомобили оснащаются датчиками детонации, позволяющими использовать более низкое октановое число, чем рекомендовано, это сомнительный способ экономии, поскольку снижается и расход топлива, и мощность двигателя.

Высокооктановый бензин не обязательно полезен

Принято считать, что высокооктановый бензин полезен. Однако если использовать топливо с октановым числом выше, чем рекомендовано производителем, это может привести к негативным результатам. В цилиндре не будет происходить правильная компрессия, и топливно-воздушная смесь не будет полностью сгорать.

Опасности, связанные с чрезмерным использованием высокооктанового топлива

Слишком регулярное использование высокооктанового топлива может привести к ряду проблем, включая снижение мощности двигателя, повышенный расход топлива, увеличение счетов на заправках, образование нагара на поршнях, клапанах и свечах зажигания, перегрев выпускных клапанов и их последующий выход из строя, а также сложный и дорогостоящий ремонт.

Сопротивление воспламенению

Октановое число топлива — это показатель его устойчивости к самовозгоранию, или «стуку». Это число имеет решающее значение для определения мощности двигателя и других эксплуатационных характеристик автомобиля.

Выбор правильного топлива

Для обеспечения плавного хода и длительной работы двигателя на пике очень важно выбрать наиболее подходящий бензин для своего автомобиля.