Октановое число (ОЧ) — понятие, с которым знакомы многие автовладельцы. Эта техническая характеристика топлива оказывает влияние на работу двигателя. В этой статье вы найдете ответы на все интересующие вас вопросы.
Что такое октановое число?
Октановое число бензина указывает на его детонационную стойкость при запуске двигателя. Этот важный показатель отражает устойчивость горючей жидкости к самопроизвольному воспламенению, не требующему искры.
Риск и воспламенение в двигателях
Чем выше октановое число, тем меньше вероятность самовозгорания. И наоборот, более низкое значение увеличивает вероятность воспламенения. Этот параметр оказывает непосредственное влияние на работу двигателей внутреннего сгорания.
Когда поршень находится в верхней точке своего восходящего хода, он сжимает топливно-воздушную смесь. Затем под действием искры бензин воспламеняется, в результате чего поршень движется вниз и приводит в движение вал двигателя.
Более высокие значения октанового числа = более длительная компрессия
Октановое число топлива напрямую зависит от его способности выдерживать давление перед сгоранием. Чем выше это число, тем больше энергии выделяется при воспламенении топлива, что приводит к улучшению работы двигателя и повышению плавности хода. Низкое октановое число означает, что топливо воспламеняется быстрее, что негативно сказывается на работе двигателя.
Октановое число с пояснениями
Автомобильное топливо маркируется октановым числом, которое обычно обозначается первой буквой «А». Это указывает на то, что топливо предназначено именно для использования в автомобилях. Вторая буква «И» — это фактическое октановое число, определяемое в лабораторных условиях. Образцы сравниваются с характеристиками стандартов — гептана и изооктана. Например, АИ-95 означает, что топливо содержит 95% изооктана, а остальные 5% — гептан.
В настоящее время существует четыре октановых класса. Наиболее распространенными являются АИ-92 и АИ-95. АИ-98 более высокого качества и подходит для использования в автомобилях с современными мощными двигателями. Самая низкая марка — АИ-80.
Топливо для гоночных автомобилей
Бензин АИ-100 обычно используется для гоночных автомобилей. На обычных АЗС он встречается нечасто, однако в продаже можно найти фирменные сорта топлива премиум-класса, не имеющие традиционной маркировки.
Что влияет на октановое число
Чистый бензин образуется в результате фракционирования сырой нефти и имеет низкую огнестойкость 40–60 единиц. Автомобильное топливо состоит из различных веществ, и в чистый бензин добавляются органические компоненты, повышающие детонационную стойкость. В конечном итоге октановое число будет зависеть от конечного состава топлива.
Устойчивость к воспламенению
Углеводороды с линейной структурой обладают минимальной огнестойкостью, в то время как углеводороды со сложной структурой, например циклические и разветвленные, демонстрируют наилучшую устойчивость. Для повышения рейтинга производители топливной продукции внедряют в производство процессы риформинга и каталитического крекинга, которые повышают концентрацию углеводородов со сложной структурой и снижают количество веществ с линейной структурой.
Оценка октанового числа, изооктана и гептана
Эти три элемента входят в состав типичного топлива для автомобилей. Один из них — «н-гептан», широко известный как гептан, а другой — изооктан. Для определения октанового числа в качестве эталона используются образцы: изооктан, детонационная стойкость которого равна 100, и гептан, имеющий нулевую стойкость к воспламенению. При исследовании специфических свойств различных сортов бензина октановое число определяется как результат соотношения гептана и изооктана.
Октановое число влияет на производительность двигателя
Изооктан при максимальном сжатии не воспламеняется без искры. Гептан, напротив, гораздо более склонен к воспламенению под воздействием тепла. Чем больше изооктана, тем выше октановое число и тем лучше свойства топлива. Это значение существенно влияет на характеристики двигателя — запас хода, достигнутую мощность, уровень шума при работе.
Детонация
Детонация — это явление, возникающее в двигателях при воспламенении топливно-воздушной смеси в камере сжатия перед свечой зажигания. Это приводит к резкому повышению давления, что может вызвать серьезные повреждения двигателя.
Детонация — неконтролируемый взрыв
Детонация — это неожиданное, неискровое и неконтролируемое воспламенение топливно-воздушной смеси в двигателе автомобиля. Как правило, воспламенение происходит на пике движения поршня в цилиндре. Под действием искры бензин постепенно сгорает с выделением большого количества энергии. Однако в данном случае воспламенение происходит с опережением, то есть топливо взрывается и быстро сгорает. Обычно пламя распространяется со скоростью 15–40 м/с. Но при детонации его скорость возрастает до 1500–2000 м/с.
Детонация и ее влияние на двигатель
Детонация оказывает негативное влияние на работу двигателя. Ускоряется горение, перегреваются важнейшие узлы, создаются ударные волны, повышается температура, увеличивается давление на отдельные детали двигателя. Это приводит к ускоренному износу, повышенному шуму и звуку, снижению энергии и мощности.
Что вызывает детонацию?
Детонация является следствием несоответствия между октановым числом и характеристиками двигателя. В мощном двигателе давление сжатия довольно высокое. Если показатель ниже рекомендуемого, то под действием высокой потребности топливно-воздушная смесь начнет сгорать еще до того, как искра достигнет поршня цилиндра и вытолкнет его на верхний предел.
Уточненный текст
Причиной детонации может быть и мошенничество некоторых производителей. Для повышения октанового числа они часто добавляют в состав бензина пропан, метан и другие загрязняющие вещества. Эти присадки искусственно повышают октановое число, но эффект от их применения непродолжителен, так как эти компоненты летучи и быстро испаряются. Это приводит к постоянному снижению октанового числа. Существуют методики определения октанового числа бензина.
Лабораторная методика
Наиболее точным способом определения октанового числа являются лабораторные испытания. Компании, производящие топливные смеси, используют две стратегии:
-
Моторный метод
-
Расчет исследовательского октанового числа (RON).
Анализ двигателя
Настройка двигателя
Используется одноцилиндровый модельный двигатель и воссоздаются условия реального времени для имитации движения автомобиля по пригородному шоссе. Двигатель работает со скоростью 900 оборотов в минуту, а температура подаваемой топливной смеси с воздухом составляет 149 градусов Цельсия.
Исследование
Полученное топливо сравнивается с эталоном и определяется содержание изооктана и гептана в составе. Двигатель работает в имитируемых условиях города, при этом подача смеси осуществляется при температуре всего 52℃, а двигатель вращается со скоростью 600 оборотов в минуту. Испытания проводятся в соответствии с ГОСТом.
Значительные отклонения в измерениях
В силу контрастности условий значения измерений могут быть не одинаковыми. В России используется определенный метод исследования, а в Америке — среднее значение двух величин. Заправляя автомобиль в другой стране, необходимо помнить о различиях в единицах измерения. Для перевода значений из одной системы в другую можно воспользоваться специальной таблицей октановых чисел.
Независимое определение
Самостоятельно определить октановое число можно с помощью специального прибора — октанометра. Эти приборы можно приобрести в розничных магазинах. Даже самые современные и высокоточные модели имеют погрешность в 5 единиц. Более низкокачественные модели менее точны, и результаты могут отличаться от истинного значения на 10 единиц.
Анализ октанометров
Октанометры — это приборы, измеряющие диэлектрическую проницаемость исследуемого топлива. Затем этот показатель сравнивается с образцами, хранящимися в памяти прибора. Для обеспечения точности измерений эти приборы необходимо часто калибровать.
ПредупреждениеВажно отметить, что октанометры измеряют не непосредственно октановое число, а электропроводность. На это число могут влиять не только углеводороды с линейной и циклической структурой. На него также могут влиять различные присадки, которые не всегда влияют на детонационную стойкость. Это делает практически невозможным независимое измерение октанового числа.
Октановое число — определение максимума
Диапазон октанового числа составляет от 130 до 140 единиц. Однако этот показатель достигается только при включении металлоорганических соединений, таких как ферроцен и тетраэтилсвинец. К сожалению, в большинстве государств использование таких присадок запрещено из-за их негативного экологического воздействия. Неэтилированный бензин, не содержащий запрещенных присадок, имеет октановое число до 109 единиц. Топливо для самолетов и вертолетов имеет октановое число 115, а для гоночных автомобилей используется бензин с октановым числом 102.
Повышение октанового числа
Октановое число может быть повышено несколькими способами:
Рениевый катализатор
Использование ренийсодержащих катализаторов в процессах нефтепереработки повышает уровень углеводородов с разветвленной структурой.
Добавки
Тетраэтилсвинец использовался в нефтеперерабатывающей и топливной промышленности начиная с XXI века. Это была самая эффективная добавка для повышения октанового числа, однако в настоящее время она запрещена из-за токсичности. Альтернативой ему являются сложные эфиры, ароматические углеводороды, спирты. Они не наносят вреда окружающей среде, но повышают октановое число на 10–12 единиц.
Альтернативы октановым ускорителям
Для повышения октанового числа в продаже имеются различные октан-корректоры, антидетонаторы и универсальные смеси, в состав которых обычно входят спирты и эфиры. Однако повышение обычно не превышает 2–6 пунктов, а некоторые из этих присадок могут изменять состав и свойства топлива. Среди популярных продуктов — Totek UMT, Astrohim Octane Plus, Octane Plus Hi Gear, Lavr Next Octane Plus и Octane Plus Liqui Moly.
Понижение октанового числа
Если у вас есть старый автомобиль, работающий на топливе с низким октановым числом, необходимо принять меры по снижению его стоимости. Вот некоторые решения:
Выветривание
Достаточно оставить бак с бензином открытым и дать летучим веществам испариться. Это может снизить октановое число примерно на 0,5 единицы в день.
Введение в состав керосина
Определение правильных пропорций керосина — непростая задача. Контроль качества необходим для обеспечения оптимальной работы современных двигателей. Если использовать бензин с низким октановым числом, то это может привести к проблемам с воспламенением и снижению эффективности работы двигателя. Идеальное октановое число указывается в технической документации, предоставляемой производителем. Для оптимальной работы двигателя необходимо следовать этим указаниям.
Топливо с низким октановым числом воспламеняется преждевременно
При слишком низком октановом числе топливо склонно к детонации — неожиданному воспламенению. Это приводит к взрыву с минимальным выделением энергии. С другой стороны, более высокое октановое число предотвращает чрезмерное повышение давления при сжатии в цилиндре. В результате топливо сгорает медленнее и неполностью.
Низкооктановый бензин: Невыгодная экономия
Если октановое число не соответствует норме, использование такого бензина может привести к снижению мощности двигателя и появлению отчетливого металлического стука. Кроме того, увеличивается расход топлива, а катализатор отработавших газов становится менее эффективным и быстрее изнашивается. Хотя некоторые новые автомобили оснащены системами предупреждения детонации, позволяющими использовать бензин с более низким октановым числом, чем рекомендовано производителем, это не очень хорошая идея. Вы будете тратить больше денег на бензин, а двигатель будет слабее.
Высокооктановый бензин: Плюсы и минусы
Принято считать, что высокооктановый бензин — это хороший вариант, но если октановое число слишком высокое, то негативные последствия могут перевесить преимущества. Без необходимой степени сжатия топливно-воздушная смесь не будет полностью сгорать, что приведет к снижению мощности двигателя, увеличению расхода топлива и дорогостоящим покупкам на заправках. Кроме того, на поршнях, клапанах и свечах зажигания начнет образовываться нагар, а выпускные клапаны, скорее всего, перегреются и выйдут из строя, что потребует дорогостоящего ремонта.
Сопротивление воспламенению
Октановое число отражает способность топлива противостоять самовозгоранию, или детонации. Этот показатель определяет мощность и производительность двигателя. Чтобы ваш автомобиль работал бесперебойно, а его двигатель был максимально эффективным и долговечным, необходимо правильно выбрать тип бензина.