Октановое число — это показатель процентного соотношения изомеров и октана к гептану в бензине. Это числовое значение может дать представление о таких характеристиках топлива, как производительность, запас хода, устойчивость к детонации, мощность и др.
Повышение и понижение октанового числа
Октановое число бензина можно повысить или понизить. Это можно сделать путем смешивания компонентов для получения необходимого соотношения изомеров и октанового числа к гептановому.
Устойчивость бензина к воспламенению
Устойчивость бензина к самовоспламенению при работе двигателя определяется смесью веществ в той или иной пропорции. Чем больше октановое число, тем более устойчиво горение. Определение типа топлива производится в лабораторных условиях, где эталонный комбо сравнивается с образцом. Если в образце 5% гептана и 95% изооктана, то топливо маркируется цифрой 95. Это указывает на количество содержащегося в нем негорючего изооктана.
Что влияет на октановое число?
Бензин, получаемый путем фракционирования нефти, представляет собой многокомпонентную смесь. В чистом виде он обладает низкой детонационной стойкостью (до 60 единиц). Для повышения детонационной стойкости могут использоваться различные технологические процессы и специализированные присадки.
Углеводороды с циклической и разветвленной структурой
Октановое число напрямую зависит от количества углеводородов с циклической и разветвленной структурой. Для увеличения их количества применяются процессы риформинга и крекинга, а также добавляются присадки в топливо.
Неконтролируемое воспламенение топлива: Детонация
Детонация — это термин, используемый для обозначения внезапного и неконтролируемого воспламенения топлива в двигателе. Это опасный процесс, так как он вызывает резкое повышение температуры и увеличение скорости сгорания с 15 м/с до 1,5 км/с. Детонация может привести к закоксовыванию камеры сгорания, возникновению ударных волн, перегреву и, как следствие, к быстрому износу двигателя из-за его нестабильной работы.
Детонация и ее связь с N-гептаном и изооктаном
Использование топлива с октановым числом ниже рекомендованного производителем или приобретение низкосортного бензина, содержащего легко испаряющиеся вещества, может вызвать реакцию, известную как детонация. В ходе исследований было обнаружено, что различные вещества воспламеняются с разной скоростью. В частности, было установлено, что н-гептан очень нестабилен и быстро воспламеняется, а изооктан гораздо стабильнее и воспламеняется медленнее.
Высококачественный бензин, устойчивый к давлению
Установлено, что высококачественный бензин, устойчивый к давлению, должен содержать большое количество изооктана и минимальное количество н-гептана. Как определяется октановое число?
Используются два метода
Для определения октанового числа используются два метода: моторный (по аналогии с работой двигателя за городом) и исследовательский (по работе двигателя в городе). Поскольку используются разные измерительные приборы, их показания не совпадают. Разница в результатах показывает чувствительность бензина. Поэтому следует обратить внимание на детонационную стойкость, которая в каждом государстве обозначается и определяется по-разному.
Одноцилиндровые двигатели
Для проведения оценок используются двигатели с одним цилиндром. Задача испытаний — выделить образец, наиболее близкий к заданной шаблонной смеси и обладающий теми же характеристиками.
Самооценка бензина
Для оценки бензина используются экспресс-тесты. Анализируя показания в сравнении с уже существующей базой данных, можно использовать эти инструменты. Точность зависит от химических присадок, добавленных производителем.
Неэтилированное топливо — максимальный показатель
Развитие технологий позволило поднять планку для марок бензина. В ходе испытаний были получены результаты с детонационной стойкостью до 140 единиц, однако из-за экологических проблем присутствующие в составе металлоорганические присадки исключают его использование.
С другой стороны, неэтилированное топливо может достигать максимального октанового числа 109 единиц, что делает его предпочтительным показателем.
Повышение октанового числа
Максимальное октановое число для авиационного топлива составляет 115, в то время как современный автомобиль рассчитан на использование 95 или 98 октанового бензина. Однако для гоночных автомобилей допустимы и более высокие показатели (до 102). Как повысить октановое число?
Для повышения детонационной стойкости существуют два метода:
- Модификация производственного процесса. Добавляя катализаторы на основе рения, можно повысить содержание разветвленных углеводородов.
Использование присадок
— Введение тетраэтилсвинца (в настоящее время запрещенного из-за его токсичности) и других присадок на основе спиртов, эфиров и ароматических углеводородов позволяет повысить стойкость бензина к детонации на 10–12 единиц. — Хотя этот метод не оказывает негативного воздействия на окружающую среду, он повышает вероятность образования паровых замков. — С другой стороны, при длительном хранении такая смесь теряет свои качества.
Тетраэтилсвинец — мощный антидетонатор
Тетраэтилсвинец — наиболее часто используемый и эффективный антидетонатор с высоким индексом вязкости. Его применение приводит к увеличению октанового числа на 17 единиц. К сожалению, в чистом виде он не подходит, так как в процессе сгорания образуется оксид свинца и, как следствие, нагар на деталях двигателя. Для борьбы с этим его обычно смешивают с дибромпропанолом, бромистым этилом или дирометаном, что позволяет снизить нагрузку на элементы двигателя и устранить побочные продукты образования оксида свинца.
Повышение октанового числа
Повысить октановое число можно путем добавления в бензин определенных веществ. Популярными вариантами являются:
- Lavr Next Octane Plus — до 6 ед.
- Astrohim Octane Plus — 3–5 единиц
- Octane Plus — 2–2,5 ед.
- Liqui Moly Octane Plus — 2–5,5 единиц
Добавление этих материалов не только повышает сопротивление воспламенению, но и влияет на другие свойства топлива, влияющие на работу двигателя внутреннего сгорания.
Понижение октанового числа
Низкооктановое топливо создается редко, но оборудование, использующее его, все же существует. Для снижения октанового числа существует два реальных способа:
-
Разбавление керосином. Сложность заключается в том, чтобы найти правильное соотношение.
-
Естественное ухудшение. Используемые присадки содержат испаряющиеся вещества. Открыв топливные баки, можно получить топливо с более низким октановым числом. Обычно он снижается на 0,5 единицы в день.
Качество Топлива и Октановое Значение
Обязательно необходимо контролировать качество используемого топлива и его октановое значение. Каким топливом пользоваться?
Рекомендации производителей
Каждый производитель предлагает своё топливо с определённым октановым значением, основанным на технических показателях. В автомобилях установлена система против детонации, однако несоблюдение предлагаемых производителями указаний может привести к увеличению расхода топлива, понижению мощности двигателя, появлению металлического звука и прочим проблемам.
Неполезно использовать высокооктановое топливо с показателями выше, чем указаны производителем. Это может привести к увеличению расходов на бензин или неполному его сгоранию.
Как проверить октановое число?
Для определения детонационной устойчивости используют процесс сравнения пропорциональной калибровочной зависимости с эталонным образцом. Это возможно благодаря специальной технологии производства бензина — компандированию.
Основные недостатки процесса
Нельзя определить величину неидентифицированного топлива; нет универсальной модели, существующей для топлива, полученного различными методами (крекинг, риформинг); для материалов с различным количеством октана нужно создавать измерительные приборы, которые должны быть скалиброваны по определенным эталонам.
Измерение Октанового Числа
При определении параметров есть влияние внешних факторов, которые мы не можем выявить или исключить. На рынке представлены приборы иностранного и отечественного производства: ОКТИС, Digatron, ОКТАН-ИМ, ОКТАНОМЕТР ПЭ-7300М, SHATOX SX-100M. Они все используют одну и ту же методику измерения октанового числа за счет сравнения с эталонами. Но разные производители производят разное топливо, поэтому показания будут разными. Стандартным топливом выступает продукция одного производителя, а иначе придется проводить калибровку.
Мифы об октановом числе
Из-за того, что большинство автовладельцев имеют лишь смутное представление о характеристиках топлива, существует множество мифов. Вот некоторые из них:
- Повышение температуры сгорания топлива увеличивает мощность двигателя.
- Использование высокооктанового топлива не приводит к увеличению мощности, поскольку температура и выделяемое тепло практически одинаковы для всех видов топлива.
Измерение октана должно быть точным
Для получения точных результатов потребуется проведение стендовых испытаний. Остальные данные приблизительны, так как многочисленные факторы влияют на результат. Бензин 92-го года безопасен для двигателя без присадок. Если октан составляет более 90, то бензин может содержать примеси, которые полностью горят и не наносят вред системе.
Влияние Количества Октана на Качество Топлива
Бензин с большим количеством октана является предпочтительным вариантом в качестве топлива. Денотанация не играет имеющую значение роль для оценки качества. А также примеси, присутствующие в бензине, негативно влияют на окружающую среду. Поэтому, наиболее важным компонентом является именно количество октана. Изооктан является стандартом для денотанации, а также позволяет маркировать топливо. Октан не может быть добавлен в топливную смесь, поскольку его стабильность ниже, чем у n-гептана.
Совершенствование технологий дает возможность получать отличное высокооктановое топливо без вредных добавок.
Октановое число имеет решающее значение для бесперебойной работы двигателя. Однако экспериментировать с ним нельзя — использование проверенного бензина гарантирует долгую и надежную работу авто, предотвращая поломку машины.