Что такое октановое число - АВТОМОБИЛЬНЫЙ ПОРТАЛ

Что такое октановое число

Октановое число бензина: что это такое

Октановое число бензина — важный показатель. От него зависят эксплуатационные свойства топлива, динамические и другие характеристики автомобиля. Под данным понятием подразумевается мера стойкости к детонации (возгоранию) этого типа топлива. Существуют определенные стандарты для различных видов бензина. Различные типы двигателей рассчитаны на использование бензина с определенным октановым числом.

Что такое октановое число?

Октановое число подразумевает стойкость к воспламенению под воздействием сжатия. Данный показатель численно равен количеству изооктана в смеси с другим важным компонентом — н-гептаном. Существуют различные типы октанового числа. Определяются они разными способами:

  • исследовательское октановое число;
  • моторное октановое число.

Соответственно обозначаются данные показатели как ОЧИ и ОЧМ. Разница между ними представлена как чувствительность топлива. Если необходимо определить показатель в реальных условиях эксплуатации двигателя — используется показатель «фактическое октановое число». Оно определяется на специальном стенде, прямо в работающем двигателе.

При этом сгорание н-гептана в случае невысоких показателей сжатия сопровождается стуками в двигателе. Величина его октанового числа принята на уровне 0. Для топлива с величиной октанового числа более 100 существует специализированная шкала. В него в зависимости от двигателя и условий эксплуатации добавляется специальный компонент — изооктан. Также может добавляться антидетонатор.

Использование бензина с неподходящим по параметрам двигателю октановым числом приводит к возникновению металлического звона. Появляется он из-за волн давления, создаваемых при чрезмерно быстром сгорании топлива, отражении от стенок поршня/цилиндров.

Повышение октанового числа бензина

Повышение октанового числа бензина возможно разными способами:

  • путем сложного технологического процесса;
  • добавлением специального антидетонатора.

Наиболее часто используется именно второй способ. Самыми распространенными антидетонаторами являются:

  • различные добавки на основе спирта;
  • тетраэтилсвинец.

Добавки на основе спирта

Одним из часто ранее применяемых методов является добавление спирта. Причем это мог быть как этиловый, так и метиловый. Например, если к бензину с октановым числом 92 добавить 1/10 часть этилового спирта, то его показатель стойкости к детонации увеличится до 95. Сопутствующим эффектом будет существенное снижение токсичности выхлопа.

К тому же спирт очень гигроскопичен. Необходимо применять специальные методы хранения подобного топлива, осуществлять контроль за количеством воды в смеси. Попадание её в двигатель может стать причиной серьезных поломок, необходимости дорогостоящего ремонта.

Тетраэтилсвинец

Данное вещество имеет химическую формулу Pb(C2H5)4. По своим характеристикам он является одним из самых эффективных антидетонаторов. Температура его закипания составляет целых 2000С, имеет высокий показатель вязкости. Начал использоваться в рассматриваемом качестве ещё в 1921 году. Сегодня является наиболее часто используемым. Данное вещество позволяет повысить показатель октанового числа на целых 17 пунктов.

При этом в чистом виде вещество не используется. Так как при сгорании его возникает оксид свинца. В процессе эксплуатации двигателя он оседает почти на всех его внутренних элементах. Как следствие — возникновение нагара на клапанах, поршнях мотора и остальных.

Потому вместе с тетраэтилсвинцом обязательно добавляются специальные вещества, выводящие продукты оксида свинца. Таковыми компонентами являются:

  • бромистый этил;
  • дибромпропан;
  • диромэтан.

Как понизить октановое число бензина

С недавнего времени с заправок исчез бензин с октановым числом 76 и 80. Но при этом большое количество техники, которая ещё на данный момент эксплуатируется, требует для своей нормальной работы именно такое топливо. Особенно часто возникают такие сложности с мотоблоками, выпущенными около 10 лет назад или же более. Приобретать новый — достаточно дорогостоящее мероприятие. Именно поэтому вопрос по поводу снижения октанового числа бензина очень актуален.

При заливке 92-го бензина вместо 80 или даже 76 двигатель обычно работает неровно, либо заводится и сразу глохнет. Потому прежде, чем использовать 92-ой, следует понизить его октановое число до приемлемого в конкретном случае. Существует несколько «народных» способов осуществить данную процедуру в домашних условиях:

  • оставить канистру с бензином на открытом воздухе с незакрученной пробкой — каждый день величина октанового числа снижается на 0.5;
  • использовать как добавку керосин — данный метод ранее использовался на старых автомобилях (достаточно сложно будет выбрать подходящие пропорции).

При этом прежде, чем использовать такой метод, необходимо будет обязательно измерить величину октанового числа.

Измерение октанового числа бензина

Процесс измерения октанового числа достаточно прост. В свободной продаже не составит найти октанометр — специальный прибор, определяющий величину октанового числа топлива. Важно лишь помнить, что данное устройство работает по принципу измерения диэлетрической проницаемости бензина. Так как имеется пропорциональная зависимость данного показателя от октанового числа. Необходимо будет составить специальную калибровочную зависимость — для определения точной величины.

Построение такой зависимости осуществляется с использованием н-гептана, а также топлива, величина октанового числа которого уже известна. Применяются моторные установки типа УИТ-65 и УИТ-85. Сам принцип измерения основывается на сравнении октановых (цетановых) чисел контрольного образца с образцами других бензинов. Аналогичным образом возможно определить также октановое число дизельного топлива.

Сегодня данный метод стало возможно использовать именно по причине того, что производится бензин путем использования не технологии прямой перегонки, а кампаудирования (смешивания). Хорошо иллюстрирует данный процесс обозначенный ниже рисунок.

Данный способ определения величины октанового числа бензина имеет определенные недостатки, о которых необходимо будет помнить. К таковым сегодня относятся следующие:

  • невозможность осуществить анализ бензина неидентифицированного — так как сам процесс анализа производится методом сравнения;
  • сложно определить различные внешние факторы на сам процесс измерения.

Сравнение всегда осуществляется на основании данных, которые уже заложены в специальном приборе. Путем использования сложного алгоритма делается вывод о соответствии измеряемого октанового числа с уже присутствующим в памяти прибора. Также невозможно было создать единую модель для бензинов, изготовленных различными способами (крекинг/риформинг/иные), а также разных видов. Для бензинов с разными октановыми числами необходимо изготавливать новые модели приборов.

Имеются следующие ограничения на использование модели рассматриваемого типа:

  • осуществляется предварительная калибровка в соответствии с эталонными устройствами;
  • температура должна соответствовать определенному диапазону, указанному в спецификации прибора.

Прибор для измерения октанового числа бензина и его приблизительная стоимость

Принцип работы у всех без исключения приборов, измеряющих величину октанового числа, является идентичным. На рынке присутствуют устройства как отечественного, так и зарубежного производства. Наиболее популярным и известным прибором данного типа, изготовленным в РФ, является ОКТИС. Стоимость его составляет порядка 3.5 тыс. рублей.

Часто применяется в картинге и других видах спорта. Принцип его действия достаточно прост. Производится два измерения — эталонного топлива и другого, чье октановое число необходимо измерить. Далее полученные данные попросту сравниваются.

При этом топлива разных производителей во всех без исключения случаях имеют отличия друг от друга. Соответственно, калибровочная зависимость диэлектрическая проницаемость — октановое число существенно различается. Потому требуется в каждом случае строить индивидуальные калибровки. В качестве стандарта обязательно применяется топливо конкретного производителя. Октановое число обязательно должно быть предварительно измерено на специальной установке.

Такими установками на территории РФ являются:

  • УИТ-65;
  • УИТ-85.

Одним из самых эффективных приборов для измерения октанового числа является ОКТАН-ИМ. Стоимость его составляет 40.8 тыс. рублей на 2016 год. Данный прибор обладает встроенной памятью и может вмещать в себя порядка 10 различных калибровок. Точность показаний устройства максимально высока. Наиболее сложным по устройству и эффективности является ОКТАНОМЕТР ПЭ-7300 М.

Стоимость его составляет порядка 50 тыс. рублей. Главным его отличием от более дешевых аналогов является наличие специализированного программного обеспечения. Возможно подключение к персональному компьютеру. При осуществлении расчетов можно учесть показатель температурного режима.

Существует определенная зависимость диэлектрической проницаемости от температуры. Для примера ниже представлена таблица такой зависимости для бензина АИ-98:

Зарубежным дорогостоящим аналогом представленного выше оборудования для измерения октанового числа является SHATOX SX-100M. Стоимость его напрямую от производителя составляет порядка 1800 долларов. Главным и наиболее существенным отличием его от представленных выше устройств является наличие встроенного датчика измерения температуры. В свою очередь ПЭ-7300 определяет данный показатель лишь программно.

Степень сжатия и октановое число бензина: таблица

Сегодня для каждого типа бензина с определенным октановым числом устанавливается фиксированная степень сжатия. Данные показатели являются стандартными. Определены они в каждом случае специально разработанным ГОСТ. Все данные представлены в таблице ниже:

Присадка для повышения октанового числа бензина

В отличие от понижения октанового числа повышение данного показателя обычно какие-либо затруднения не вызывает. Существует множество специальных присадок, позволяющих манипулировать данным показателем. Величина такого повышения, а также иные параметры зависят именно от конкретного типа продукта.

Наиболее популярные сегодня присадки:

  • «Октан Плюс» Octane Plus — повышение на 2-2.5 единиц;
  • Lavr Next Octane Plus — повышение до 6 единиц;
  • Astrohim Октан Плюс — повышение на 3-5 единиц.

Заключение

Величина октанового числа — важный показатель топлива.

Вплоть до его поломки и необходимости проведения капитального ремонта, замены клапанов, поршней. Существует несколько различных способов измерения октанового числа бензина. Для этих целей применяются специальные приборы.

Что такое октановое число

Октановое число (ОЧ) — это мера детонационной стойкости горючего, которое используют для двигателей внутреннего сгорания с внешним типом смесеобразования. В большинстве случаев его применяют для маркировки бензина, и для автовладельцев оно выражено привычными числовыми значениями 80, 92, 95 и 98 на автозаправках. Все ОЧ соответствуют разным типам двигателя и от этого напрямую зависят эксплуатационные характеристики автомобилей.

Что означает октановое число

Октановый показатель говорит о химической стойкости топлива к возгоранию, т.е. существует прямая зависимость: чем выше ОЧ-показатель, тем более устойчиво топливо к самопроизвольному загоранию, тем большее сжатие оно способно выдерживать до детонации.
Сам термин не раскрывает, что такое октановое число, потому что в качестве эталонного топлива принята смесь изооктана (а не октана) и н-гептана. Эти 2 органических соединения были выбраны как эталонные благодаря их свойствам:

  1. Изооктан не взорвется самопроизвольным образом даже при степени сжатия намного выше той, которая создается в бензиновых двигателях стандартного строения. Т.е изооктан без каких-либо примесей можно считать бензином с ОЧ 100.
  2. Гептану для самопроизвольного взрыва достаточно даже малого сжатия.

Таким образом, ОЧ — это своеобразная шкала, показывающая процентное соотношение долей изооктана и н-гептана. Такое определение означает, что бензин, обозначаемый маркой А-95, будет характеризоваться детонационными свойствами, аналогичными 95% смеси изооктана и н-гептана.

Как определить октановое число бензина

В большинстве случаев степень ОЧ определяется 2 методами: исследовательским (ОЧИ) и моторным (ОЧМ). Оба способа относятся к лабораторным и должны соответствовать ГОСТам 511/82 (для ОЧМ) и 8226 (для ОЧИ). Измерение ОЧИ основано на работе двигателя в режиме более низкой (по сравнению с ОЧМ) нагрузки, поэтому его номинальное значение получается больше, чем ОЧМ. Условно можно считать, что ОЧИ — это топливная характеристика при эксплуатации автомобиля в условиях города, а ОЧМ — на шоссе.

В РФ приняты обозначения, соответствующие измерениям, проведенным исследовательским методом, а, например, в Америке берут среднее арифметическое от ОЧМ и ОЧИ. Таким образом, в разных странах маркировки могут различаться, и это нужно учитывать в путешествиях на личном транспорте, чтобы не повредить двигатель.

Степень ОЧ измеряют и самостоятельно, при помощи специальных приборов — октанометров, которые можно найти в свободной продаже. Однако важно понимать, что с их помощью нельзя узнать непосредственно ОЧ, речь идет об измерении импедансной электропроводности бензина (т.е. его диэлектрической проницаемости). Этот параметр имеет некоторую корреляцию с суммарным количеством высокооктановых ароматических углеводородов, т.к. они резко выделяются диэлектрической проницаемостью на фоне других углеводородов, которые содержатся в бензине.

Однако прямой функциональной зависимости здесь не существует. Получается, что измеряется одно, а за результат выдается совсем другое. Из-за этого возможны ошибки, когда, например, при измерении таким прибором ОЧ бензина высокого экологического класса, содержащего мало токсичных производных бензола, но достаточно много относительно безвредных высокооктановых алканов, аппарат покажет существенное занижение необходимого параметра.

Более надежны экспресс-анализаторы, работающие на основе интегрального химического состава. Но они должны быть настроены под технологические процессы производства бензина, т.к. эти параметры оказывают существенное влияние на конечный результат. Без учета этих деталей возможны ошибки. К тому же, такие приборы стоят дорого и доступны не каждому.

Степень сжатия и ОЧ

Соответствие степени сжатия ОЧ регламентируется различными ГОСТами. Соответствующие значения можно посмотреть в таблице.

Марка бензинаОЧИОЧМСтепень сжатия
А-72727
А-76767.5
АИ-8080768
АИ-919182.59
АИ-9292839.2
АИ-9393859.3
АИ-9595859.5
АИ-9696859.6
АИ-98988710

Влияние бензина с октановым числом выше или ниже рекомендуемого производителем на двигатель

Если автомобиль, двигатель которого рассчитан на 95 или 98 бензин, заправить топливом с низким ОЧ, вскоре можно будет заметить нехарактерные для него шумы. Понизится производительность мотора, вырастет потребление топливной смеси, а в выхлопной катализатор начнет поступать тепло, которое снизит его прочность. Если такая ситуация произошла, следует не торопясь, следя за числом оборотов, доехать до ближайшей АЗС и залить необходимую марку бензина.

О вреде марок с низким ОЧ знают многие автовладельцы и стараются избегать их. Однако существует и другая опасность, которая заключается в заблуждении, что высокооктановое топливо всегда лучше, что это просто более качественный бензин. Однако это не так.

Завышенное по сравнению с рекомендованным ОЧ станет причиной перегревания седел и тарелки выпускного клапана. Клапаны быстро прогорят и потребуется длительный ремонт двигателя по высокой цене. Аналогично предыдущей ситуации возрастет расход топлива, КПД начнет снижаться, на поршнях, клапанах и электродах свечей зажигания появится нагар.

Во избежание всех этих проблем в топливный бак можно заливать только бензин, рекомендованный производителем.

Сгорание бензина с разной величиной октанового числа

Скорость сгорания бензина напрямую связана с величиной ОЧ. Высокооктановое топливо характеризуется плавным и длительным временем сгорания. Двигатель при этом работает более плавно и равномерно по сравнению с рассчитанными на низкооктановое топливо моторами. И наоборот, чем ниже октановый показатель, тем меньший период нужен для воспламенения бензовоздушной смеси. Это влияет на расход топлива, т.к. быстрое сгорание означает и более быстрое поступление бензина в камеру сгорания.

Однако нужно учитывать, что простым увеличением ОЧ нельзя добиться экономии, т.к. еще нужно учитывать конструктивные особенности двигателей.

В чем заключается пагубность детонации для двигателя

Детонационная стойкость представляет собой способность топлива воспламеняться, а затем сгорать в цилиндрах автомобильного двигателя, минуя нежелательные взрывные процессы. Хотя детонационное сгорание бензовоздушных смесей не разрушит полностью двигатель, подобно тротиловой шашке, все же следует учитывать, что при детонации фронт пламени может распространяться со скоростью примерно 2000 м/с (вместо необходимых 20-40 м/с), что можно сравнить с действием классической взрывчатки.

Все это приводит к звенящим постукиваниям, последствия которых могут оказаться разрушительными для двигателя: масляная пленка на стенках гильзы сдирается гиперзвуковыми ударными волнами, увеличивая износ поршневых колец и цилиндров. Дымность выхлопа возрастает, мотор начинает перегреваться, его мощность снижается, разрушаются камера сгорания и поверхность поршня. Как следствие, все эти факторы снижают нормальный срок эксплуатации двигателя.

Повышение и понижение октанового числа бензина

Бензин, который получают из нефти методом простой перегонки, называют прямогонным. Этот сорт характеризуется низким ОЧ в пределах от 41 до 56. Для современных двигателей такое топливо не подходит, поэтому в промышленных условиях используют методики риформинга, а также каталитического и термического крекинга для повышения ОЧ до принятых стандартов.

Но иногда возникают бытовые ситуации, когда необходимо повысить или понизить степень октанового числа. Например, современные АЗС уже почти не реализуют топливные марки 76/80, но техника, рассчитанная на низкооктановый бензин, все еще есть, поэтому существует и потребность в таком топливе.

Может возникнуть и обратная ситуация, когда двигатель рассчитан на высокооктановый бензин 95/98, а на заправке есть только 92 марка бензина. На помощь приходит современная химия, которая позволит сберечь двигатель, самостоятельно повысив ОЧ с помощью специальных веществ — присадок универсального типа и отан-корректоров.

Самые распространенные присадки

Для превращения бензина в низкооктановый чаще всего используют добавление керосина. Недостаток метода заключается в сложности подбора нужных пропорций. Несмотря на несовершенство бытовых измерительных приборов, для увеличения точности рекомендуется определять ОЧ получаемой смеси с помощью октанометров.

Для повышения ОЧ современного бензина используют специальные присадки, которые также называют антидетонаторами, состоящие из спиртов и эфиров, максимальное ОЧ которых может достигать 120. Примерами наиболее распространенных присадок являются:

  1. Октан Плюс от американского производителя Hi Gear — способен увеличить ОЧ на 5-6 единиц, способствует снижению расхода топлива и износа клапанов и поршневых колец.
  2. Octane Plus от популярного немецкого производителя Liqui Moly — повышает ОЧ от 2 до 5,5 единиц. Важным фактором является марка используемого бензина: для одинакового объема топлива ОЧ марки 92 повысится больше, чем ОЧ 95 бензина.
  3. Тотек УМТ российского производства кроме повышения ОЧ способствует увеличению КПД двигателя, снижению расхода топлива, удалению влаги в топливной системе, а также защищает рабочую поверхность клапанов и форсунок от нагара и т.п.

Кроме этих присадок автовладельцам предлагается большое количество и других средств с различными характеристиками, но следует учитывать, что все присадки характеризуются высокой испаряемостью, поэтому современное топливо с их высоким содержанием не подходит для длительного хранения.

Октановое число

Окта́новое число́ — показатель, характеризующий детонационную стойкость топлива (способность топлива противостоять самовоспламенению при сжатии) для двигателей внутреннего сгорания. Число равно содержанию (в процентах по объёму) изооктана (2,2,4-триметилпентана) в его смеси с н-гептаном, при котором эта смесь эквивалентна по детонационной стойкости исследуемому топливу в стандартных условиях испытаний.

Изооктан трудно окисляется даже при высоких степенях сжатия, и его детонационная стойкость условно принята за 100 единиц. Сгорание в двигателе н-гептана даже при невысоких степенях сжатия сопровождается детонацией, поэтому его детонационная стойкость принята за 0. Для бензинов с октановым числом выше 100 создана условная шкала, в которой используют изооктан с добавлением различных количеств тетраэтилсвинца.

Характерный металлический звон при детонации создаётся детонационной волной, многократно отражающейся от стенок цилиндра. При детонации снижается мощность двигателя и ускоряется его износ.

Содержание

Испытание топлива

Испытания на детонационную стойкость проводят или на полноразмерном автомобильном двигателе, или на специальных установках с одноцилиндровым двигателем. На полноразмерных двигателях при стендовых испытаниях определяют т. н. фактическое октановое число (ФОЧ), а в дорожных условиях — дорожное октановое число (ДОЧ). На специальных установках с одноцилиндровым двигателем определение октанового числа принято проводить в двух режимах: более жёсткий (моторный метод) и менее жёсткий (исследовательский метод). Октановое число топлива, установленное исследовательским методом, как правило, несколько выше, чем октановое число, установленное моторным методом. Точность определения октанового числа, более правильно именуемая воспроизводимостью, составляет единицу. Это означает, что бензин с октановым числом 93 может показать на другой установке при соблюдении всех требований метода определения октанового числа (ASTM D2699, ASTM D2700, EN 25163, ISO 5163, ISO 5164, ГОСТ 511, ГОСТ 8226) совсем другую величину, например 92. Существенным является то, что обе величины, 93 и 92, являются и точными, и правильными и при этом относятся к одному и тому же образцу топлива.

Виды октановых чисел: ОЧИ и ОЧМ

Исследовательское октановое число (ОЧИ) определяется на одноцилиндровой установке с переменной степенью сжатия, называемой УИТ-65 или УИТ-85, при частоте вращения коленчатого вала 600 об/мин, температуре всасываемого воздуха 52°С и угле опережения зажигания 13 град. Оно показывает, как ведёт себя бензин в режимах малых и средних нагрузок.

Моторное октановое число (ОЧМ) определяется так же на одноцилиндровой установке, при частоте вращения коленчатого вала 900 об/мин, температуре всасываемой смеси 149°С и переменном угле опережения зажигания. ОЧМ имеет более низкие значения, чем ОЧИ. ОЧМ характеризует поведение бензина на режимах больших нагрузок. Оказывает влияние на высокую скорость и детонацию при частичном дроссельном ускорении и работе двигателя под нагрузкой, движении в гору и т. д.

По крайней мере в 1950-х годах использовалось также октановое число по температурному методу. [1]

Значения октанового числа углеводородов и различных видов топлива

ВеществоОЧМОЧИ
Метан110,0107,5
Пропан100,0105,7
н-бутан91,093,6
Изобутан99,0101,1
н-пентан61,761,7
Изопентан (2-метилбутан)90,392,3
Изогексан (2,2-диметилбутан)93,491,8
2,2,3-Триметилбутан101,0105,0
н-Гептан
Изооктан (2,2,4-триметилпентан)100100
1-Пентен77,190,9
2-Метил-1-бутен81,9101,3
2-Метил-2-бутен84,797,3
Метилциклопентан80,091,3
Циклогексан77,283,0
Бензол111,6113,0
Толуол102,1115,7
Бензины прямой перегонки41-5643-58
Бензины термического крекинга65—7070—75
Бензины каталитического крекинга75—8180—85
Бензины каталитического риформинга77—8683—97
Бензин Н-80((ОЧИ+ОЧМ)/2))76 [t 1]84
Бензин АИ-9283,5 [t 1]92
Полимербензин85100
Алкилат9092
Алкилбензол100107
Этанол100105
Метил-трет-бутиловый эфир117 [t 2]
  1. 12 Ориентировочно, может слегка варьироваться в зависимости от состава конкретных образцов бензина.
  2. Октановое число было определено при смешении с бензином.
Читайте также  Что лучше нексия или ваз 2109

Разность между ОЧИ и ОЧМ характеризует чувствительность топлива к режиму работы двигателя.

Распределение октанового числа

Поскольку при эксплуатации полноразмерного двигателя при переменных режимах происходит фракционирование бензина, необходимо раздельно оценивать детонационную стойкость его различных фракций. Октановое число бензина, с учётом его фракционирования в двигателе, получило название «распределение октанового числа» (ОЧР). В связи со сложностью определения октанового числа на двигателях, разработаны методы косвенной оценки детонационной стойкости по физико-химическим показателям и характеристикам низкотемпературной реакции газофазного окисления, имитирующего предпламенные процессы.

Углеводороды, которые содержатся в топливах, значительно различаются по детонационной стойкости: наибольшее октановое число имеют ароматические углеводороды и парафиновые углеводороды (алканы) разветвлённого строения, наименьшее октановое число имеют парафиновые углеводороды нормального строения. Топлива нефтяного происхождения, полученные каталитическим риформингом и крекингом, имеют более высокие октановые числа, чем полученные при прямой перегонке.

Для повышения октанового числа топлив используются высокооктановые компоненты и антидетонационные присадки. Многие из них (например, МТБЭ) испаряются легче, чем бензин, что приводит к интересному эффекту у машин с негерметичным бензобаком — по мере расходования топлива и испарения присадки октановое число бензина, оставшегося в баке, уменьшается на несколько единиц. Это приводит к лёгкому звону при полной мощности мотора (если он не оборудован датчиком детонации). Подавляющее большинство современных инжекторных двигателей имеют датчики детонации, позволяющие использовать любой бензин с октановым числом 91—98, для двигателей с высокой степенью сжатия может быть необходимо использовать бензин с октановым числом не ниже 95 или даже 98.

Что такое октановое число

Когда водитель заезжает на заправку, он обычно не задумывается над тем, что означает цифра «92», «95» или «98» в обозначении сортов топлива. Просто покупает нужное горючее – и уезжает. А ведь октановое число — это важнейший показатель для бензина. Поэтому любому водителю стоит знать, что это такое.

Октановое число – что это такое

Это способность бензина к воспламенению под высоким давлением (то есть, при сильном сжатии). Чем больше данная цифра – тем большее давление выдержит топливо без появления детонации в двигателе.

Как измеряют октановое число

Методов два – исследовательский и моторный. В обоих случаях используется одинаковая установка УИТ-65 или УИТ-86, представляющая собой одноцилиндровый двигатель с изменяемым количеством оборотов коленчатого вала за минуту:

  • при испытаниях по исследовательскому методу обороты установлены на отметке 600. Полученная цифра характеризует работу двигателя при небольших нагрузках. Именно она и указывается в качестве обозначения вида бензина;
  • когда проводят испытания по моторному методу, та же установка работает уже при 900 оборотах в минуту.

Бензин отличается октановым числом

Результат показывает, как ведёт себя мотор при движении под гору и резком ускорении.

Октановое число по исследовательскому методу всегда выше, чем по моторному. Максимальное октановое число бензина по исследовательскому методу из доступных в продаже – 102. Такое топливо используется в моторах гоночных автомобилей. На обычных заправках максимум – 98-й бензин, но и он встречается далеко не везде.

Кроме того, в продаже есть и компактный бытовой прибор-октанометр ОКТИС-2 ценой около 4500 рублей. Как определяется октановое число с его помощью? Способов два – надеть устройство на пистолет прямо на АЗС или погрузить в ёмкость с бензином. Как показали испытания экспертов журнала «За рулём», ОКТИС-2 даёт небольшую погрешность относительно лабораторных испытаний, однако слишком чувствителен к химическому составу топлива и технологии его получения.

Как повысить октановое число

На нефтеперерабатывающих заводах в исходное сырьё добавляют различные присадки. Раньше был популярен тетраэтилсвинец, но сейчас он запрещён почти по всему миру из-за чрезвычайной токсичности (может быстро привести к инвалидности и даже смерти человека). Ферроцены и марганец «убивают» двигатель и систему выпуска. Одна из самых распространенных из разрешённых сейчас присадок – МТБЭ (метилтретбулиловыйэфир).

Но как повышают октановое число топлива в «бытовых» условиях? Принцип похож. На авторынках и полках магазинов можно встретить огромное количество флаконов (250-300 мл) с громкими названиями вроде «супер октан-корректор», «октан-бустер» или «усилитель моторного топлива». Выпускаются они под множеством торговых марок, включая известные в России и ближайшем зарубежье (например, Астрохим) или даже во всём мире (Liqui Moly, Castrol, Hi-Gear, Runway). На деле главным элементом состава подобных жидкостей является спирт. Его содержится до 90%. В этом нет ничего плохого, поскольку спирт является одним из популярнейших веществ-антидетонаторов и в умеренной концентрации (до 15%) не требует перенастройки двигателя. Оставшиеся 10% состава — это, как правило, различные типы углеводородов, безопасных для мотора.

Однако следует понимать, что если залить «чудо-флакон» в бак (даже полностью соблюдая при этом инструкцию), то невозможно получить, например, из 92-го бензина 95-й.

«Октан-корректор» может пригодиться в экстренной ситуации — если водитель заправился некачественным топливом и услышал детонацию. Тогда бутылочка подобной «химии» поможет доехать до заправки с хорошим бензином.

Понижение октанового числа

Такая проблема является актуальной, в первую очередь, для владельцев старых автомобилей. 76-го и даже 80-го бензина сейчас в продаже практически нет (во всяком случае, на сетевых АЗС), а 92-й уже не подходит.

Некоторые автолюбители пытаются добавить керосин или дизельное топливо (что может губительно сказаться на двигателе), другие же мирятся и всё же используют АИ-92. Но реально эффективного и безопасного способа в бытовых условиях снизить октановое число – не существует.

Если бензин – «не такой»

При слишком малом октановом числе (например, если вместо 92-го бензина залить 80-й) произойдёт детонация. Нормальная для работы двигателя скорость сгорания бензина – от 15 до 60 м/с. Когда говорят, что топливо детонирует – значит, оно не сгорает, а взрывается, причём намного быстрее, чем положено, а именно со скоростью 2000-2500 м/с. При этом образуется взрывная волна, которая отражается от стенок цилиндров двигателя. Окружающие слышат громкие и неприятные для уха хлопки. Износ мотора при этом повышается многократно.

Если же, наоборот, водитель «перестарался» и залил бензин с октановым числом больше нужного, то такой бензин будет гореть дольше, чем положено, отдавая при этом больше тепла. Двигатель будет перегреваться. Особенно серьёзно это сказывается на клапанах, прогорание которых возможно уже за 10-20 тысяч километров. Так как при этом мотор будет работать ровнее и тише, то водитель может подумать, что такая замена бензина даже во благо. На самом деле – нет.

Заключение

Далеко не все водители знают, что такое октановое число бензина. Главное, что нужно помнить – заправляться следует бензином именно с таким октановым числом, какое указал производитель автомобиля, поскольку на него рассчитан двигатель. И – ни шагу в сторону.

Октановое число бензина

Октановое число топлива оказывает влияние на большое количество характеристик автомобиля. Этот показатель характеризует степень стойкости вида горючего к самопроизвольному возгоранию — детонации.

Что такое октановое число бензина и на что оно влияет?

Многие не знают, октановое число бензина — что это такое, какое воздействие этот показатель топлива оказывает на функционирование бензинового двигателя внутреннего сгорания.

Показатель является мерой химической устойчивости бензина к самопроизвольному горению. Чем он выше, тем более стойкое топливо к детонированию. Самопроизвольное горение провоцирует повышенный износ мотора и уменьшает его рабочий ресурс.

В процессе функционирования бензинового ДВС в момент осуществления сжатия поршень начинает сжимать топливную смесь. При достижении высокого давления она способна самопроизвольно загораться. Такое явление представляет проблему, если оно происходит до того момента, как свеча подаст искру.

Детонирующая топливно-воздушная смесь провоцирует появление волн высокого давления, сталкивающихся между собой. Такое состояние приводит к прогоранию поршней в цилиндрах двигателя и к повышенному износу всей конструкции.

Для исключения возникновения негативного явления на новых автомобилях устанавливается система предупреждения. Она обеспечивает контроль развития негативных процессов при работе мотора. Такая система состоит из специальных датчиков, регистрирующих характерные для детонации изменения и управляемых компьютерным блоком.

При появлении изменений происходит смена режима работы двигателя, которая препятствует детонации.

Октановое число и степень сжатия

Высокая степень сжатия в двигателе обеспечивает выработку большей мощности при использовании меньшего количества топлива. Это значение представляет собой показатель того, насколько сильно сжимается топливно-воздушная смесь в камере сгорания цилиндра двигателя.

В новых бензиновых ДВС этот показатель достигает значения 10 к 1. Такие автомоторы оснащаются системами прямого впрыска топлива. Если мотор оснащается наддувом, то значение степени сжатия меньше.

Детонационная устойчивость топливной смеси оказывает существенное влияние на работу двигателя.

Высокое сжатие применяется в ДВС спортивных автомобилей. Для моторов спорткаров требуется высокооктановый бензин . Наличие высокого показателя сжатия в цилиндрах требует от топлива большой степени детонационной устойчивости для предупреждения повреждения мотора в процессе работы.

Как закладывается октановое число бензина при производстве?

Нужный показатель детонационной устойчивости топлива достигается при производстве путем смещения баланса между составляющими бензина в ту или иную сторону. Основными составляющими бензина являются изооктан и н-гептан, остальные компоненты не оказывают существенного влияния на показатель.

Изооктан представляет собой практически не взрывоопасное соединение. Он не реагирует на повышение давления и температуры до некоторого предела. Стойкость этого соединения принята за 100 ед.

Н-гептан представляет собой полную противоположность изооктана. Этот компонент топлива практически не обладает стойкостью к повышению давления и температуры. Это соединение способно самодетонировать, по этой причине его стойкость принята за 0 ед.

Смесь основных компонентов в разных соотношениях позволяет регулировать показатель, получая топливо со значениями 80, 92, 95, 98.

Существует топливо с показателем более 100 ед., для его получения к чистому изооктану добавляются разные присадки.

Измерение ОЧИ и ОЧМ

Разработано 2 метода определения ОЧ:

  • исследовательский;
  • моторный.

Первый метод предусматривает проведение проверки топлива на степень устойчивости к детонации путем умеренной нагрузки на бензиновый ДВС.

Исследования горючего осуществляются на оборудованном стенде. При этом применяется одноцилиндровый ДВС при переменной нагрузке на него и удержании 600 об/мин. Температура воздуха, подаваемого для получения воздушно-топливной смеси, должна составлять +52°C при угле опережения зажигания 13°.

Запуск двигателя проводится на исследуемом горючем. После появления детонационных изменений двигатель переводится на эталонные смеси изооктана с н-гептаном в разном соотношении. После фиксирования возникновения детонации на эталонной смеси испытания прекращаются. Объем изооктана в исследуемом образце бензина представляет собой октановое значение данного вида топлива.

Если в маркировке топлива имеется буква «И», то показатель получен исследовательским методом.

Моторный метод предполагает определение детонационной устойчивости в условиях езды при увеличенной нагрузке на мотор. Количество оборотов при проведении определения должно быть 900 в минуту, а температура воздушно-топливной смеси — +49°C, угол опережения зажигания — переменный.

Сам процесс определения показателя устойчивости топлива является аналогичным тому, который применяется в исследовательском методе.

Использование приборов

Для установления величины содержания изооктана в топливе можно применять специализированный прибор — цифровой октанометр. Устройство является простым и удобным в применении.

Принцип его функционирования основан на проведении сравнения исследуемого бензина с эталонными образцами. Для этого используются диэлектрические особенности топлива при разных соотношениях в нем изооктана и н-гептана.

Эта методика не является сертифицированной на территории России, и по этой причине прибор не может использоваться официально для проведения исследований.

При применении разных методик исследования показатель детонационной устойчивости одного и того же вида топлива может незначительно отличаться.

Влияние бензина с октановым числом выше или ниже рекомендуемого производителем на двигатель

Каждая марка автомобиля должна эксплуатироваться на топливе, предусмотренном заводом-изготовителем. При заправке автомобиля не соответствующим видом бензина следует прислушаться к работе мотора.

Если его функциональность является стабильной, но имеется потеря мощности, то ничего страшного не происходит, требуется удалить весь заправленный бензин и залить в машину топливо с нужным значением стойкости к детонации. В процессе эксплуатации на неподходящем топливе следует избегать динамичной езды, это позволит предупредить появление детонации и перегрузок.

Если при работе мотора на несоответствующем горючем появляются звонкие звуки, которые неопытные автовладельцы путают со стуком клапанов, то эксплуатация автомобиля нежелательна.

Распространение детонационной волны приводит к износу двигателя и может спровоцировать прогорание поршней. Длительная работа двигателя даже в условиях возникновения естественной детонации является недопустимой.

При использовании высокооктанового топлива в двигателе, предназначенном для работы на низкооктановых видах бензина, требуется полная перенастройка системы впуска-выпуска, в некоторых случаях может потребоваться замена комплектующих.

При использовании высокооктанового топлива время взрыва воздушно-топливной смеси является затянутым, что требует перенастройки работы клапанов и системы зажигания. Эксплуатация двигателя в ненастроенном состоянии провоцирует увеличение его износа и потерю мощности, что связано с запозданием сгорания топлива.

Сгорание бензина с разной величиной октанового числа

От значения детонационной стойкости зависит скорость сгорания воздушно-топливной смеси. При высоком значении детонационной стойкости наблюдается более длительное горение смеси.

Горение такого бензина не провоцирует появления ударных нагрузок, а мотор работает равномерно. Такой эффект от горения топлива является причиной того, что все новые автомобили производятся с двигателями, рассчитанными на высокооктановые разновидности топлива.

В чем заключается пагубность детонации для двигателя?

Появление детонации приводит к разрушению элементов кривошипно-шатунного механизма двигателя и прогоранию поршней. Увеличивается степень общего износа двигателя, что снижает ресурс его работы.

Помимо износа двигателя, его рывковые движения способствуют уменьшению рабочего ресурса коробки передач и всей системы передачи крутящего момента на ведущие оси автомобиля.

Повышение и понижение октанового числа бензина

На заправках не реализуется топливо с АИ-76 и АИ-80, но имеется большое количество техники, которая работает с использованием низкооктанового горючего.

При эксплуатации устройств, предназначенных для работы на 76 бензине, на 92 горючем наблюдается неровная функциональность техники. Двигатели на неподходящем бензине либо плохо заводятся, либо сразу глохнут после запуска. По этой причине, прежде чем применять 92 бензин для такой техники, следует снизить его детонационную стойкость до необходимого уровня.

Существует несколько способов осуществления данной процедуры:

  • можно оставить канистру с горючим открытой на несколько дней;
  • применить в качестве добавки к топливу керосин.

При помощи первого способа можно добиться снижения стойкости к детонации на 0,5 ед. в сутки. Второй способ является более сложным, т. к. трудно подобрать требуемые пропорции.

Применение обоих методов требует первоначального измерения имеющегося значения стойкости к детонированию.

В случае возникновения необходимости увеличения стойкости топлива к детонации к нему добавляются разные присадки, представляющие собой парафиновые и ароматические углеводороды. При этом важно, чтобы компоненты таких присадок имели разветвленную химическую структуру. Чем сильнее запах бензина, тем выше его стойкость. По этой причине не рекомендуется хранение горючего в открытой таре. Такой способ ведет к снижению устойчивости бензина к детонации.

Самые распространенные присадки

Наиболее распространенной присадкой является тетраэтилсвинец, но это соединение считается ядовитым, что связано с наличием в составе присадки свинца.

При производстве бензина отказываются от использования этого типа компонента и переходят на применение новых видов, изготовленных на основе марганца, но такие разновидности добавок приносят вред окружающей среде.

Еще одной новой добавкой к горючему является ферроцен. Она содержит большое количество железа в своем составе. Эксплуатация автомобиля на топливе с такой присадкой ведет к образованию на свечах зажигания трудно выводимого налета, который обладает хорошей токопроводностью.

Свечи на таком автомобиле имеют нагар ярко-красного цвета.

Наличие налета на свечах приводит к снижению эффективности работы мотора и уменьшает сроки эксплуатации свечей зажигания.

Безвредной присадкой к горючему является антидетонационная смесь, изготовленная на основе метил-трет-бутилового эфира. Эта разновидность добавки к бензину распространена на территории России, Украины и Европы.

При применении качественной присадки к топливу можно получить бензин с октановым значением 110. Если в состав горючего добавляется газовый конденсат, то детонационная устойчивость превышает 110 ед.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Adblock
detector