Октановое число — это показатель соотношения октана и изомеров к гептану в бензине. Этот показатель используется для оценки эксплуатационных характеристик двигателя, таких как энергоемкость, детонационная стойкость, мощность и т. д. Поэтому для наиболее эффективной работы двигателя необходимо определять, увеличивать или уменьшать октановое число.
Устойчивость бензина к самовоспламенению
Устойчивость бензина к самовоспламенению при работе двигателя оценивается путем измерения состава входящих в него компонентов. Чем выше октановое число, тем надежнее процесс воспламенения. Для определения этого показателя эталонная смесь сравнивается с контрольным образцом в лаборатории. Например, если в образце содержится 5% гептана и 95% изооктана, то ему присваивается маркировка «95», что, в свою очередь, означает наличие в нем значительного количества негорючего изооктана.
Факторы, влияющие на октановое число
В чистом виде бензин имеет относительно низкое октановое число (до 60). Для повышения этого показателя используются различные подходы — от процессов риформинга и крекинга до добавления специальных присадок. На октановое число влияет количество углеводородов с циклической и разветвленной структурой, присутствующих в топливе.
Быстрое воспламенение топлива в двигателе
Явление, известное как «детонация», представляет собой неконтролируемое и самопроизвольное воспламенение топлива в двигателе. Этот процесс опасен тем, что приводит к резкому повышению температуры и внезапному возгоранию, происходящему со скоростью 1,5 км/с вместо обычных 15 м/с.
Детонация создает ударные волны, а также приводит к перегреву, что впоследствии вызывает ускоренный износ механизмов двигателя из-за несогласованности в работе.
Проблемы с зажиганием
Использование топлива с более низким октановым числом, чем рекомендовано производителем, или приобретение некачественного газа, содержащего легко испаряющиеся вещества, может привести к проблемам с зажиганием.
Сравнение н-гептана и изооктана
Исследование детонации привело к открытию устойчивости различных веществ. То есть каждый материал имеет свою скорость воспламенения. В связи с этим ученые пришли к выводу, что н-гептан является нестабильным соединением в отношении искрообразования, а изооктан — надежным.
Определение октанового числа
Высококачественные бензины, устойчивые к давлению, должны содержать значительное количество изооктана и очень малое количество н-гептана. Для определения октанового числа используются две методики: моторный метод (как будто двигатель работает за городом) и исследовательский метод (запуск двигателя в городе). Результаты этих двух процессов могут отличаться из-за различия применяемых измерений. Такое различие в данных указывает на чувствительность бензина. Следовательно, необходимо обратить внимание на детонационную стойкость, которая во всех странах представляется и описывается по-разному.
Двигатели с неравномерной мощностью
Для проведения измерений используются одноцилиндровые двигатели, работающие на неравной мощности. Цель экспериментов — выбрать образец, наиболее близкий по показателям к эталонной смеси.
Экспресс-тестирование
Самооценка бензина проводится с помощью экспресс-тестов. В ходе этого процесса измерения сравниваются с эталонной базой данных. Точность результатов зависит от того, какие присадки в топливо были добавлены производителем.
Высокое октановое число
Постоянный технический прогресс предъявляет повышенные требования к маркам продаваемых бензинов. Эксперименты с использованием различных форсунок позволили получить данные о детонационной стойкости до 140 единиц. Однако эти результаты не являются экологически чистыми из-за металлоорганических присадок. Октановое число несмешанного топлива может достигать 109 единиц.
Способы повышения октанового числа
Самые высокие значения для авиационного бензина — до 115 единиц, в то время как автомобили обычно рассчитаны на 95 и 98 единиц. Более высокие значения, вплоть до 102, предназначены только для гоночных автомобилей. Как же повысить октановое число?
Два подхода
Первый шаг — это изменение технологического процесса. Введение катализатора на основе рения позволяет увеличить количество разветвленных углеводородов.
Второй способ заключается в добавлении в топливную смесь других компонентов. Можно также использовать антиблокировочные агенты, такие как трикарбонил метилциклопентадиенилмарганца (ММТ).
Добавление присадок
Введение присадок на основе тетраэтилсвинца (запрещенного из-за своей токсичности), а также эфиров, спиртов и ароматических углеводородов позволяет повысить детонационную стойкость бензина до 10–12 пунктов. К сожалению, это не приносит никакой пользы окружающей среде и увеличивает вероятность заглохания двигателя. Кроме того, при длительном хранении снижается качество топливной смеси.
Тетраэтилсвинец
Одним из наиболее широко применяемых и эффективных антидетонаторов является тетраэтилсвинец, обладающий необычайно высоким индексом вязкости. Это позволяет повысить октановое число на 17 пунктов. В чистом виде он не используется, поскольку при сгорании образуется оксид свинца, который приводит к образованию нагара на деталях двигателя. Для снижения нагрузки на элементы двигателя и устранения побочных продуктов образования оксида свинца его комбинируют с дибромпропанолом, бромистым этилом или дирометаном.
Повышение октанового числа
Повысить октановое число можно в домашних условиях, добавляя в топливо специальные смеси. Наиболее популярными присадками 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 — усиливает на 2–5,5 единиц. Помимо повышения детонационной стойкости, эти смеси могут влиять на другие компоненты топлива и улучшать работу двигателя.
Понижение октанового числа
Низкооктановое топливо производится не так часто, однако техника, работающая на таком топливе, все же существует. Для снижения октанового числа используются следующие подходы:
-
Добавление керосина. Сложность состоит в том, чтобы правильно подобрать его количество.
-
Естественное снижение. Используемые присадки содержат компоненты, которые испаряются. Открыв топливные баки, можно получить низкооктановое топливо. Скорость снижения обычно составляет 0,5 пункта в день.
Поддержание качества и октанового числа
При использовании этих методов важно следить за качеством и октановым числом топлива.
Какое топливо выбрать?
Производитель каждого автомобиля предлагает топливо с определенным октановым числом, которое определяется техническими характеристиками. Несмотря на то, что в автомобилях устанавливаются системы предотвращения детонации, пренебрежение этими рекомендациями может привести к увеличению расхода топлива, снижению мощности двигателя, появлению металлического звона, неисправностей в системе зажигания и охлаждения.
Топливо с более высокими значениями не выгодно
Использование топлива с октановым числом выше, чем рекомендует производитель, не выгодно. Это может привести к увеличению расходов на бензин, а также к неполному сгоранию топлива.
Измерение октанового числа
Детонационная устойчивость топлива может быть измерена путем сравнения пропорциональной калибровочной зависимости с эталонным образцом. Эта методика возможна благодаря специальной технологии компандирования, используемой при производстве бензина.
Недостатки процесса
Невозможно определить характеристики неопознанного топлива. Кроме того, не существует универсальной модели получения топлива, основанной на различных методах (например, крекинг, риформинг). Кроме того, для различных октановых чисел необходимы отдельные измерительные приборы, которые должны быть откалиброваны по эталонным образцам.
Приборы для измерения октанового числа
На рынке представлены различные измерительные приборы как отечественного, так и зарубежного производства, в том числе OCTIS, Digatron и OCTANE-IM, OCTANOMETER PE-7300M, SHATOX SX-100M. Принцип действия у всех них одинаков: октановое число определяется путем сравнения с эталонными значениями.
Однако, поскольку топливо разных производителей может отличаться, то и показания будут разными. Поэтому в качестве эталона может быть принято топливо одного производителя, в противном случае необходимо провести калибровку. Кроме того, на процесс измерения могут оказывать влияние внешние факторы, которые невозможно определить или устранить.
Мифы об октановом числе
Многие владельцы автомобилей имеют слабое представление о свойствах топлива, поэтому возникло множество мифов. Ниже приведены некоторые из них:
Миф:Повышение температуры сгорания топлива приводит к увеличению мощности двигателя.
Факт:Использование высокооктанового газа не приводит к увеличению мощности, так как тепло и температура, выделяемые всеми видами топлива, практически одинаковы.
Портативные приборы для определения октана
Стендовые испытания — единственный способ получить точные результаты, в то время как все остальные измерения являются лишь грубыми оценками, обусловленными множеством внешних воздействий. 92-й бензин не содержит присадок и не представляет опасности для двигателя.
Высокооктановое топливо (выше 90) содержит горючие примеси, но не приносит вреда системе.
Октановое число
Октановое число является важнейшим компонентом бензина, а его величина — наиболее значимым показателем качества. Чем выше октан, тем лучше топливо. Обозначение не является основным показателем качества.
Предотвращение загрязнения
Бензин содержит загрязняющие вещества, которые могут загрязнять окружающую среду. Чтобы избежать этого, необходимо знать октановое число. Изооктан является эталоном для обозначения, что позволяет маркировать топливо.
Октановое число не может быть добавлено
Октан не может быть включен в топливную смесь, поскольку его нестабильность уступает н-гептану.
Преимущества высокооктанового топлива
Благодаря технологическому прогрессу появилась возможность получать высококачественный бензин без использования опасных присадок. Главное, чтобы он обеспечивал бесперебойную работу двигателя. Заметное влияние на этот фактор оказывает октановое число. Но не стоит испытывать различные виды топлива, заправляя автомобиль бензином с более или менее высоким октановым числом. Использование только надежного топлива гарантирует длительную и надежную работу автомобиля, исключая вероятность сбоев в работе систем и отказов двигателя.