Что такое октановое число бензина и как оно определяется – 7. Детонационная стойкость(дс). Октановое число. Методы определения октанового числа.
- 12.06.2020
Что такое октановое число бензина и на что оно влияет?
Любому человеку, хотя бы однажды заправлявшему транспорт, хорошо известно, что бензин бывает различных сортов. Каждый вид топлива имеет собственный номер, отвечающий его октановому числу, а машины разных марок следует заправлять соответствующим бензином.
Но что такое октановое число? Что оно означает и какое влияние оказывает на работу транспортного средства?
Что такое октановое число бензина?
Все виды топлива при сжатии имеют свойство противостоять самовоспламенению. Чем выше эта способность, тем лучше качество бензина.
Высокая детонационная стойкость позволяет обеспечить нормальное сгорание топлива в любом режиме эксплуатации автомобильного двигателя и избежать окисления, которое в случае повышенной концентрации перекисных соединений может привести к тепловому взрыву. Для измерения степени этой стойкости используют специальный показатель, который называется октановое число.
В любом бензине в небольших количествах содержится органическое соединение изооктан. Оно с трудом окисляется даже при сильном сжатии, поэтому условно его детонационную стойкость принимают за 100 единиц.
Кроме этого, в топливе находится еще один элемент – н-гептан, который напротив, легко воспламеняется, в силу чего его стойкость равна 0. Октановое число рассчитывается как соотношение изооктана к н-гептану в процентном выражении.
На что влияет октановое число?
При работе автомобиля топливо в его двигателе перемешивается с воздухом, после чего полученная смесь поступает в камеру сгорания, где и поджигается при помощи искры. Если эта смесь не имеет достаточной стойкости к самовоспламенению, происходит взрыв с неприятными последствиями для двигателя.
Чтобы таких проблем не возникало, при производстве транспорта автомобильные концерны производят двигатели с высокой степенью сжатия.
Именно здесь и имеет значение октановое число. Двигатели с более высокой степенью сжатия требуют бензина, имеющего более высокое октановое число.
Как правило, их устанавливают в спортивные или представительские машины, то есть чем лучше и дороже транспорт, чем выше сжатие в его двигателе, тем выше должно быть октановое число в заправляемом топливе.
Как повышают октановое число бензина?
Как правило, после перегонки на нефтеперерабатывающих предприятиях октановое число в бензине достигает не более 70 %, поэтому для улучшения качества топлива использую различные присадки.
Чтобы повысить показатель изооктана, в бензин добавляют углеводороды, которые позволяют снизить окисление, предотвратить детонацию и уменьшить содержание всевозможных вредных примесей – воды, серы. Как правило, они имеют ярко выраженный запах, поэтому высокооктановое топливо пахнет более сильно и резко, чем низкооктановое.
Как определяется октановое число?
Вычислить примерное октановое число в топливе можно с помощью специального прибора октанометра, однако он имеет большую погрешность, поэтому точные показатели дает только лабораторный анализ.
Впрочем, водителям нет необходимости заниматься подобными вычислениями, поскольку на заправках для бензина со своим октановым числом предусмотрены отдельные колонки.
Узнать, какое топливо необходимо именно вашему автомобилю, можно из технической документации, прилагаемой к транспортному средству. Обычно производители указывают рекомендованный и допустимый бензин, октановое число которого имеет показатели от 92 до 98.
Среди автомобилистов существует ошибочное мнение, что топливо с более высоким октановым числом подходит для любых видов двигателей, но на самом деле заправка таким бензином приводит лишь к незначительному повышению мощности, зато обходится водителю намного дороже, чем рекомендованная.
Что произойдет, если заправить авто бензином с низким октановым числом?
Если заправить транспорт бензином с октановым числом ниже, чем заявил производитель, во время езды высока вероятность воспламенения с последующей детонацией.
Взрывная волна может распространиться по двигателю и попасть в выхлопную систему, в результате чего двигатель перегреется, на головках блока цилиндров повредятся прокладки, а поршни и выпускные клапаны перегорят. В итоге автомобиль потребует ремонта, причем зачастую довольно дорогостоящего.
Октановое число бензина — Автомобилистам на заметку
Что такое октановое число и от него зависит ? Таким вопросом задавался любой автомобилист, заправляя на заправке свою машину с мыслью о выборе заправочного шланга с какими то условными цифрами над ним.
Октановое число — это фактически уровень детонации , при котором бензин воспламеняется и взрывается в камере сгорания вашего автомобиля . Если бензин загорится раньше чем нужно , в то время когда еще не закрыты полностью впускные клапана и цилиндр не находится в верхней точке то естественно двигатель , не только может не работать на полную мощность , а работать некорректно , и что еще хуже , фактически мы получим детонацию но об этом далее .
При таком низком октановом числе мы получим при длительной эксплуатации кучу проблем с частями двигателя — износ клапанов , седел под них, дополнительный нагар и т.д. Кроме того несоответствие октанового числа для двигателя влечет за собой ту же дополнительную детонацию , которую часто путают со стуком клапанов.
Октановое число получается путем смещения составляющих бензина. Изооктан — вещество, которое почти не взрывоопасно при повышении давления , и его детонационная стойкость была принята за 100 единиц . В то же время н-гептан абсолютно устойчив к детонации при повышении давления (можно сказать самодетонирующий ) , поэтому его детонационная стойкость принята за 0 . Именно смесь данных веществ позволяет регулировать октановое число в бензине. Кроме того в бензин добавлен
Присадки для повышения октанового числа бензина
Для повышения большего октанового числа добавляют ароматические углеводороды и парафиновые углеводороды ( алканы ) разветвленного строения . Именно с применением этих компонентов и повышается октановое число. Но как вы заметили применяемые вещества называется ароматическими (ароматические углеводороды ) т.е. говоря языком обывателя , высокооктановый бензин сильнее пахнет чем низкооктановый . В этом есть и определенные минусы, поскольку высокооктановый бензин в последствии добавления ароматических составляющих, более летуч. Что при длительном хранении в открытой емкости или определенным сочетанием емкости с внешней средой влечет к понижению октанового числа бензина . Поэтому можно сказать , что высоко октановый бензин должен быть » свежим » .
Ранее в СССР для повышения октанового числа применялся
Вполне реально получить бензин , с октановым числом более 110 (а это авиационные топлива). Кроме того , всем известная схема со смешиванием газового конденсата , ведь октановое число природного газа как правило выше 100 .
Сгорание бензина при различных октановых числах.
От октанового числа зависит скорость сгорания бензина , то есть фактически взрыв. При высоких октановых числах горение бензина происходит длительно, плавно.. При этом соответственно и газы в камере не дают на поршни нагрузок с явлением удара и излишней резонансной детонации . Двигатель работает более равномерно , плавно и четко . Поэтому в автомобильной промышленности и присутствует тенденция выпускать двигатели современных автомобилей работающих на высокооктановом бензине.
Определение октанового числа бензина
Примерно определить октановое число можно , специализированным прибором — Октанометры , он дает погрешность в октановых числах на 5-10 единиц . Поэтому , проще говоря , проверить качество бензина нет никакой возможности без лабараторных исследований.
— Моторный ( MON )
— Исследовательский ( RON ) .
В США октановое число заменяется на так называемый октановый индекс,который составляет среднеарифметическое количество октановых чисел , полученных по моторному и исследовательскому методу для этого топлива. А вот в Японии для обозначения марок бензина используют только исследовательский метод . На наших АЗС также декларируется именно октановое число, полученное по исследовательскому методу .
Применение бензина с несоответствующим октановым числом для двигателя.
Применение бензина с низким октановым числом.
Если получилось так, что вы заправили машину низкооктановым топливом , то прислушайтесь к двигателю. Если двигатель работает стабильно , но плохо тянет , в этом нет ничего страшного , просто сожгите весь низкооктановый бензин и в дальнейшем заправьте бензин с нормативным октановым числом. При этом старайтесь избегать динамичной езды , для избежания детонации в двигателе.
Применение бензина с высокооктановым числом
Не нужно пытаться применять высокооктановый бензин для автомобилей чьи двигатели не рассчитаны на него. Минусы такого применения тоже очевидны , если изначально конструкция была разработана под низко октановые числа бензина и вы применили высоко октановый бензин , то это повлечет полную перенастройку впускных и выпускных газов а возможно и замену некоторых составляющих двигателя. Время горения бензина в этом случае дольше и фактически нужно будет настроить поршневую группу и воспаление таким образом что бы расширение объема цилиндр — поршень равнялось времени горения , при этом клапана были бы закрыты . Фактически на настроенном двигателе бензин сгорает с опозданием , при этом также будет происходить потеря мощности .
Что такое октановое число?
Автомобильный транспорт по мере своего развития предъявлял все большие требования не только к количеству, но и к качеству бензина. С количеством все понятно. А вот что входит в понятие качества?
Давайте рассмотрим процесс сгорания бензина в двигателе. Это сложный физико-химический и технологический процесс, связанный с выполнением противоречивых требований.
Прежде всего, карбюрация — смешение бензина с воздухом. Если топливная смесь бедна, то есть в ней много воздуха и мало топлива, то температура горения и, следовательно, температура рабочего тела (продуктов сгорания) в двигателе снижаются.
А эффективность всякой тепловой машины” в том числе и двигателя внутреннего сгорания, зависит как раз от перепада температур рабочего тела в начале и конце рабочего процесса. Это непреложное требование термодинамики. Кроме того, при работе на бедной топливной смеси снижается мощность двигателя, повышается интенсивность закоксовывания цилиндров, поршней и клапанов, снижается КПД…
Лучше всего сжигать топливную смесь с минимальным избытком топлива. Но необходимо обеспечить равномерность горения, не допускать его взрывного характера.
Однако не все углеводороды сгорают одинаково. Многие из них образуют в качестве промежуточных перекисные соединения и продукты их распада — свободные радикалы. Все эти вещества очень нестойки, склонны к взрыву. Вот и получается иногда:
искра от пламени зажгла топливную, смесь, фронт пламени пошел по цилиндру, а в верхней его части накапливаются перекиси. И когда остается еще 15—20% неизрасходованной топливной смеси, происходит взрыв. Скорость распространения пламени при этом увеличивается в сотни раз — до 2500 м/с! Ударная волна многократно отражается от стенок цилиндра и от поршня, начинаются вибрации, в двигателе появляется характерный металлический стук… Словом, происходит детонация.
При прочих одинаковых условиях наибольшей склонностью к детонации отличается н-гептан, а наименьшей — 2,2,4-триметилпентан (изооктан). Эти углеводороды и были приняты в качестве эталонных при определении так называемого октанового числа.
Эта условная величина определяется следующим образом. Представьте себе испытательный стенд, где размещен одноцилиндровый двигатель внутреннего сгорания с карбюратором. При испытаниях этот двигатель запускают на исследуемом топливе, а специальные датчики фиксируют все показатели режима, характеризующие степень детонации. После этого подбирают смесь эталонных топлив — н-гептана и изооктана, при которых двигатель ведет себя точно так же, как и при исследуемом топливе. Детонационная стойкость н-гептана принимается равной нулю, а изооктана равной ста. А дальше понятно — процентное содержание изооктана в эталонной смеси и есть характеристика детонационной стойкости бензина. Так, скажем, если изооктана в смеси 80%, то и октановое число (ОЧ) считают равным восьмидесяти пунктам.
Другими словами, октановое число — относительная и безразмерная величина, не имеющая физического смысла.
Но это еще не все. Двигатели бывают разные; условия, в которых Они работают, тоже неодинаковы. Скажем, одно дело стабильность сгорания топлива в двигателе тяжелого грузовика, работающего на пониженных передачах, и совсем другое — детонация в двигателе легкового автомобиля, работающего в форсированном режиме на высоких оборотах.
Из-за этого в стандартах разных стран появились различные методы испытаний детонационной стойкости бензина. Наибольшее распространение получили моторный и исследовательский методы. Моторный метод имитирует более жесткие условия работы двигателя. При этом топливная смесь после карбюрации нагревается до 149 °С, а частота вращения выдерживается постоянной 900 об/мин. По исследовательскому методу частота вращения снижается до 600 об/мин, а смесь не подогревается вообще.
Соответственно, и октановые числа по моторному и исследовательскому методу маркируются по-разному — МОЧ и ИОЧ.
Естественно, при использовании разных методов и результаты измерений различаются, иногда довольно существенно. Так, ароматические углеводороды С6-С8 дают различия в измерениях ИОЧ и МОЧ до 10 пунктов.
Строго говоря, наилучшую картину антидетонационной стойкости можно получить по среднему показателю:
(МОЧ + ИОЧ)/2
Этот показатель получил название октанового индекса. Он широко распространен в американской специальной литературе. Однако до принятия его в качестве официального стандарта дело пока не дошло. Для оценки разных сортов товарного бензина обычно выбирается какой-то один индекс. Так, по ГОСТу; октановое число автомобильных бензинов А-66, А-72 и А-76 измеряется по моторному методу. А вот высокооктановые бензины АИ-93, АИ-95, АИ-98 тестируются по исследовательскому методу, о чем говорит литера “И” в марке бензина.
Cогласитесь, стало понятнее, но не на много, поэтому ниже выкладываю еще материал об октановых числах и вырезки из справочника по автомобильным бензинам.
Октановые числа
Как определяются исследовательское, моторное и компрессионное октановые числа. В начале 20-ого столетия, инженеры были озадачены поведением двигателей самолетов, которые саморазрушались без очевидной причины. Вдруг в работающем двигателе в его поршнях образовывалась дыра. Скоро они выяснили, что виновником этого является взрыв топлива, а проблема обнаружена в изменяющемся качестве топлива. Стало очевидно, что необходима система оценки топлива.
В то время партии топлива, которые измерялись, казались идентичными, но в них всё-таки было большое различие в качестве, даже среди партий, которые происходили из той же фабрики.
Поэтому производители топлива стали пробовать сравнивать качество топлива с помощью ряда химических тестов, которые оказались ненадежными в определении момента взорвется или будет детонировать данное топливо, когда оно будет использоваться в реальном мире моторов.
Поэтому были созданы специальные двигатели с единственным цилиндром и с переменной степенью сжатия как платформа стандартизованных испытаний. Теперь все, что вы должны были сделать, это сжимать проверяемое топливо кривошипом, вплоть до начала момента детонации, а затем делать запись – это и будет самая высокая возможная степень сжатия бензина. Такие двигатели были распределены различным топливным лабораториям, и был рожден стандарт измерений. Или так думали испытатели.
Но после испытания в различных местах было обнаружено, что одно и это же самое топливо показывает разные числа степени сжатия в зависимости от атмосферных условий. Тогда было решено выбрать два чистых и доступных вещества, чтобы откалибровать все испытательные механизмы. Для того чтобы химически чистые вещества давали бы предсказуемую постоянную работу при которой можно было бы установить стандарт самого «высокого» и самого «низкого» уровня.
Снова были произвольно выбраны два первичных стандартных топлива, изооктан (2,2,4-триметилпентан) и n-гептан, которым назначены «октановые» числа 100 и нуль, соответственно. Тогда, все испытательные двигатели могли быть «установлены на нуль» с помощью n-гептана, в то время как верхний диапазон также мог быть определен с помощью изооктана (2,2,4-триметилпентана).
Между прочим, октан оказался недостаточным названием с точки зрения «оценки детонационной стойкости», потому что у молекулы n-октана (C8h28) оно фактически оставляет -17!
«Октановая» оценка топлива основана на сравнении характеристики детонации с различных смесей n-гептана и изооктана. Например, оценка октановое 92 означает, что проверяемое топливо при нормальных условиях работы в стандартном двигателе, работает также как и смесь, которая состоит из 92 частей изооктана и восьми частей n-гептана. Числа выше 100 просто определяют потенциал работы лучше, чем у чистого изооктана.
Но, начиная с тех ранних дней, процедура стандартизации топлива разделилась на несколько типов испытаний, самые распространенные из которых, — исследовательское октановое число, моторное октановое число и компрессионное октановое число.
Тесты исследовательского октанового числа и моторного октанового числа используют один и тот же одноцилиндровый двигатель переменного сжатия, но отличаются от теста компрессионного октанового числа определяемого при более высоких оборотах мотора на его впуске.<
Далее, выдержка из автомобильного справочника о бензинах и их марках.
Автомобильный бензин
Для приготовления автомобильного бензина используют бензины прямой перегонки, бензины термического крекинга, бензины каталитического крекинга и каталитического риформинга, бензины коксования (для низкооктановых бензинов), алкилбензин, изопентан, толуол (для высокооктановых бензинов), бутан, бутан-бутиленовую фракцию, пентан-амиленовую фракцию и газовый бензин. Для повышения детонационной стойкости автомобильного бензина используют антидетонационные присадки, из которых самыми распространенными являются тетраэтилсвинец (ТЭС) и метилтретбутиловый эфир (МТБЭ). Используется в качестве топлива для двигателей внутреннего сгорания с искровым зажиганием.
Содержание серы в автомобильном бензине меняется от 0,05 до 0,1%. Автомобильный бензин изготовляют зимних и летних сортов, которые отличаются давлением насыщенного пара. Маркируют по октановым числам, замеренным по моторному или исследовательскому методу, или по обоим методам одновременно.
Выпускают автомобильный бензин марок А-72 (этилированный и неэтилированный, летний и зимний), А-76 (этилированный и неэтилированный, летний и зимний), А-80 (этилированный и неэтилированный), АИ-91 (неэтилированный, летний и зимний), А-92 (этилированный и неэтилированный, летний и зимний), АИ-93 (этилированный, летний и зимний), АИ-95 «Экстра» (неэтилированный летний) и АИ-95 (неэтилированный, летний и зимний).
В разных регионах мира используются разные марки автомобильного бензина. В Европе распространены марки «суперплюс» или «супер» (неэтилированный, летний и зимний), «премиум» или «европейский» (неэтилированный, летний и зимний), «немецкий» (этилированный, летний и зимний), «итальянский» (этилированный, летний и зимний), «регулар» (неэтилированный, летний и зимний). В США применяется автомобильный бензин марок «регулар», «мидгрейд», «премиум» и «суперпремиум». Все марки бывают как летние, так и зимние. В США применяется только неэтилированный или, вернее, малоэтилированный автомобильный бензин с содержанием свинца менее 0,0026 г/л. В Азиатско-Тихоокеанском регионе применяется автомобильный бензин марок 91RON, 92RON, 95RON, 97RON. Все они малоэтилированные (летние) с содержанием свинца до 0,01 г/л. Аббревиатура RON составлена из первых букв английских слов research octane number (октановое число по исследовательскому методу). При написании марок бензина используются разные значения октановых чисел, поэтому при подборе аналогов необходимо ознакомиться с описанием каждой марки. Производство автомобильного бензина в мире равно примерно 900 млн т в год, что составляет 30% от общего производства нефтепродуктов.
Автомобильный бензин марки А-72
Автомобильный неэтилированный бензин низкого качества с содержанием свинца не более 0,013 г/л. Содержит продукты термического и каталитического крекинга, коксования и пиролиза, прямогонный бензин и антиокислительные присадки. Плотность не нормируется. Октановое число по моторному методу — 72, по исследовательскому методу не нормируется.
Автомобильный бензин марки А-76
Автомобильный бензин низкого качества. Содержит продукты термического и каталитического крекинга, коксования и пиролиза, прямогонный бензин, антиокислительные и антидетонационные присадки. Самая распространенная марка бензина для использования в сельском хозяйстве.
А-76 производят этилированный (желтого цвета) с содержанием свинца не более 0,17 г/л и неэтилированный (бесцветный) с содержанием свинца не более 0,013 г/л. Плотность не нормируется. Октановое число по моторному методу — 76, а по исследовательскому методу не нормируется, но обычно близко к 80. При определении экспортной цены бензина этой марки базисным сортом является Naphta со скидкой 10—12 долл. США за 1 т.
Автомобильный бензин марки А-80
Автомобильный бензин обычного качества. Содержит антидетонационные присадки. производят этилированный с содержанием свинца не более 0,15 г/л и неэтилированный с содержанием свинца не более 0,013 г/л. Содержание серы — не более 0,05%. Плотность — не более 0,755 г/смА-803. Октановое число по моторному методу — 76, а по исследовательскому методу — 80. Фактически — это бензин марки с немного улучшенными характеристиками.
Автомобильный бензин марки А-92
Автомобильный бензин обычного качества. Содержит антидетонационные присадки. Самая распространенная марка бензина в крупных городах РФ и Украины. производят этилированный с содержанием свинца не более 0,15 г/л и неэтилированный с содержанием свинца не более 0,013 г/л. Содержание серы — не более 0,05%. Плотность — не более 0,77 г/смА-923. Октановое число по моторному методу — 83, а по исследовательскому методу — 92. По качеству близок к европейской марке «регулар» и азиатской 92RON, но содержит на 30% больше свинца.
Автомобильный бензин марки АИ-91
Автомобильный бензин обычного качества. Содержит антидетонационные присадки. производят неэтилированный (бесцветный) с содержанием свинца не более 0,013 г/л. Содержание серы — не более 0,1%. Плотность не нормируется. Октановое число по моторному методу — 82,5, а по исследовательскому методу — 91. По качеству близок к европейской марке «регулар» и азиатской 91RON, но содержит на 30% больше свинца.
Автомобильный бензин марки АИ-93
Автомобильный бензин обычного качества. Этилированный АИ-93 готовят на основе бензина каталитического риформинга мягкого режима, с добавлением толуола и алкилбензина. Для повышения давления паров добавляют фракцию прямой перегонки с температурой кипения до 62°С или бутан-бутиленовую фракцию. Неэтилированный АИ-93 готовят на основе бензина каталитического риформинга жесткого режима с добавлением алкилбензина, изопентана и бутан-бутиленовой фракции. Содержит антидетонационные присадки.
АИ-93 производят этилированный (оранжево-красного цвета) с содержанием свинца не более 0,37 г/л и неэтилированный (бесцветный) с содержанием свинца не более 0,013 г/л. Содержание серы — не более 0,1%. Плотность не нормируется. Октановое число по моторному методу — 85, а по исследовательскому методу — 93. Специально для экспорта производился этилированный АИ-93 без добавления красителя, с содержанием свинца не более 0,15 г/л и серы не более 0,001%. При определении экспортной цены бензина этой марки базисным сортом является европейский «регулар».
Автомобильный бензин марки АИ-95
Автомобильный бензин улучшенного качества. Готовят на основе бензина каталитического крекинга легкого дистиллятного сырья с изопарафиновыми и ароматическими компонентами и добавкой газового бензина. Содержит антидетонационные присадки. производят неэтилированный (бесцветный) с содержанием свинца не более 0,013 г/л. Плотность не нормируется. Октановое число по моторному методу — 85, а по исследовательскому методу — 95. По качеству близок к европейской марке «премиум» и азиатской 95RON, но содержит на 30% больше свинца.
Автомобильный бензин марки АИ-95 «Экстра»
Автомобильный бензин улучшенного качества. Готовят на основе бензина каталитического крекинга легкого дистиллятного сырья с изопарафиновыми и ароматическими компонентами и добавкой газового бензина. Содержит антидетонационные присадки.
АИ-95 производят неэтилированный (бесцветный), свинец в нем отсутствует. Плотность — не более 0,720 г/см3, содержание серы — не более 0,05%, давление насыщенных паров — не менее 53,3 кПа (400 мм рт. ст.). Октановое число по моторному методу — 85, а по исследовательскому методу — 95. По качеству близок к европейской марке «премиум» и азиатской 95RON, но лучше, так как не содержит свинца.
Что такое октановое число в бензине?
Любой, кому хотя бы раз доводилось заправлять топливный бак или запасную канистру бензином, знает, что он бывает разных сортов, от обычного неэтилированного до дорого бензина премиум –класса. Каждый «букет» имеет свой номер (80, 92, 95) , который соответствует его октановому числу, но что это значит? Что такое октановое число и какова его функция? Чтобы найти ответы на эти вопросы, мы обратились к экспертам в области топлива.
Не так давно мы опубликовали статью, повествующую о высокотехнологичных топливных баках. В ней мы затронули тему топливной системы автомобиля, и решили на ней не останавливаться, а пойти еще глубже, выяснив какие сорта топлива, заливаемого в наши баки, существуют, а также по каким признакам квалифицируются. Оказалось, что квалифицирующим признаком в привычном для нас топливе является октановое число. Что это такое и «с чем его едят», мы не знали, потому реши разобраться в этом вопросе более подробно. Чтобы понять функцию октана, который, по сути, является химической стойкостью бензина к самовоспламенению – чем выше число, тем меньше вероятность взрыва под большим давлением – для начала вы должны знать основы функционирования бензинового двигателя внутреннего сгорания. Если вы уже знакомы с поршнями, клапанами и свечами зажигания , не стесняйтесь и смело пропускайте следующие три абзаца, если нет, пожалуйста, продолжайте чтение для быстрого ознакомления с двигателем внутреннего сгорания. Без этого, понять что такое октановое число не получиться.
Как работает двигатель автомобиля?
Двигатели, которые вы можете найти практически в каждом современном транспортном средстве, работают по принципу, известному как четырехтактный цикл. В каждом двигателе есть поршни, которые перемещаются вверх и вниз внутри цилиндра. Поршни прикреплены к шатунам, которые вращаются на коленчатом валу. Сила, приложенная к этим частям при помощи трансмиссии, является тем, что в конечном итоге заставляет двигаться колеса вашего автомобиля, чтобы доставить вас вовремя на работу.
Что же это за четыре такта в этом важнейшем процессе? Если говорить о них в порядке их возникновения, то речь идет о такте впуска, сжатия, рабочем такте и такте выпуска.
Цикл начинается, когда поршень начинает движение вниз по цилиндру. Этот процесс называется тактом впуска. Как только он опускается, точно контролируемая смесь воздуха и паров топлива всасывается в цилиндр через открытый впускной клапан. Далее впускной клапан закрывается и поршень начинает свое движение вверх, такт сжатия, когда происходит сжатие воздушно-топливной смеси. Как только поршень достигает вершины своего путешествия, свеча зажигания выдает искру, которая воспламеняет воздушно-топливную смесь путем мощного взрыва. В этот момент происходит рабочий такт двигателя. Сила, образованная в результате взрыва, опять толкает поршень вниз и обеспечивает движущую силу, которая заставляет двигатель работать, а автомобиль двигаться. Как только поршень достигает дна, ему самое время опять подниматься. В игру вступает такт выпуска, во время которого все горячие, оставшиеся газы после процесса сгорания выталкиваются через уже открытые выпускные клапаны. Как только поршень опять достигает своей верхней точки, открываются впускные клапаны и весь процесс начинается сначала. Представьте себе, с какой скоростью все это происходит, когда вы мчитесь по шоссе!
Надеемся, что мы все доходчиво объяснили; если же вы любите докопаться до сути (как Пастернак), тогда рекомендуем ознакомиться с нашим более подробным материалом на эту тему, под названием «Как работает двигатель автомобиля? А также основные причины неполадок и перебоев в машине». Теперь мы добрались до главного, к тому, из-за чего затевалось написание данной статьи – узнать какую роль октановое число играет для двигателя автомобиля или попросту говоря, что такое октановое число?
Итак, что же это за понятие – октановое число?
Стивен Расс, технический руководитель отдела разработки двигателей в компании Ford Motor, является топливным экспертом. По его словам, «октановое число это просто мера химической стойкости бензина к автоматическому зажиганию». Он также сказал, что «бензин с более высоким октановым числом является более устойчивым к самовозгоранию».
Так что же, по сути, делает это октановое число? Помните, чуть выше мы объясняли, как во время такта сжатия поршень сжимает воздушно-топливную смесь? Если эта смесь окажется под слишком высоким давлением она может спонтанно воспламениться, что является серьезной проблемой, если смесь загорается до того, как свеча зажигания дает искру.
Самовоспламенение, более известное как «детонация» (детонационное сгорание топливной смеси), может привести к отчетливо слышимому шуму. Этот потенциально разрушительный грохот звучит как звон монет, которые вы забрасываете в пустую копилку.
По словам Билла Стадзински, топливного специалиста из General Motors, самовоспламенение может привести к «волнам высокого давления, которые сталкиваются друг с другом, и именно это вызывает стук и звон, который вы слышите».
Помимо шума, детонация может нанести ущерб внутренним компонентам двигателя. Представьте себе, самовоспламенение может расплавить отверстия в поршнях и даже согнуть шатуны, что приведет к неминуемой поломке двигателя. К счастью Расс заверил нас, что «такое в наше время случается редко» благодаря передовым компьютерным блокам управления двигателем.
«В наших автомобилях установлены детонационные датчики», уверил нас Стадзински. Это небольшие электронные преобразователи, прикрепленные к блоку двигателя, которые прислушиваются к конкретным звуковым частотам, характерным для детонации. Если датчики обнаруживают такие частоты, модуль управления трансмиссией выполняет ряд действий, чтобы опять вернуть контроль над сгоранием воздушно-топливной смеси. Блок может понизить уровень наддува в двигателях с наддувом и турбонаддувом, потянуть время возникновения искры в свечах зажигания или обогатить воздушно-топливную смесь, чтобы предотвратить внутренние повреждения двигателя.
Высокая степень сжатия позволяет двигателю создавать больше мощности при сжигании меньшего количества топлива. Степень сжатия, по сути, это показатель того, как плотно сжата воздушно-топливная смесь внутри цилиндра. Степень сжатия большинства современных двигателей составляет приблизительно 10 к 1, но она может быть и выше, например 12 к 1 и больше, если речь идет о двигателе с прямым впрыском топлива. А в двигателях с наддувом степень сжатия может быть наоборот немного ниже.
Автопроизводители постоянно должны помнить о тонкой грани, которая не приведет к самовоспламенению. Именно здесь в уравнение вписывается октановое число. Двигатели с более высокой степенью сжатия, – которые обычно встречаются в высокопроизводительных спортивных автомобилях – практически всегда нуждаются в топливе с более высоким октановым числом, которое снижает вероятность самовоспламенения. По словам Расса, бензин с более высоким октановым числом «никаким образом не влияет на эффективность расхода топлива».
Напомним, что более высокое давление внутри цилиндра требует топлива с более высоким октановым числом, чтобы предотвратить повреждения двигателя, которые могут быть вызваны самовоспламенением, что в свою очередь приведет к основным признакам неисправности двигателя. Но никто не застрахован от ошибок. Что же будет, если вы залили в свой автомобиль неправильный сорт топлива?
«Если вы обладатель автомобиля, который требует топлива премиум класса, а вы в него влили бензин с октановым числом 87 и начинаете отчетливо слышать удары во время движения, то вам нужно будет обращаться с автомобилем как с ребенком до тех пор, пока вы не доберетесь до ближайшей заправочной станции», сказал Стадзински, при этом добавив, что «даже если вы не слышите отчетливого стука, реакция в автомобиле все же идет». Происходит снижение производительности, увеличивается расход топлива, большое количество тепла отправляется в выхлопной катализатор, что снижает его прочность. Если же вы прочли эти строчки и махнули рукой, решив и дальше «кормить своего железного коня» бензином с октановым числом, меньшим, чем вам рекомендовал автопроизводитель, ремонта автомобиля не избежать.
Итак, как же высчитывается октановое число?
По словам Садзински, существуют два основных отдельных теста, чтобы определить те числа, которые вы видите на заправках. Возможно вы уже замечали эту формулу (R+M)/2. Как правило, ее пишут на заправочных станциях. «R» означает «research octane number» или «октановое число бензина по исследовательскому методу», а «М» означает «motor octane number» или «октановое число бензина по моторному методу». Каждый из этих методов является одним из тестов, которые мы упомянули выше. Среднее значение разработано для того, чтобы предоставить каждому водителю приемлемый рейтинг сортов бензина. Потребности в топливе минивэна, который еще буксирует за собой прицеп через горный перевал в пустыне, сильно отличаются от потребностей небольшого легкового автомобиля, который преимущественно ездит на уровне моря.
По словам Садзински, научно-октановый тест отдает предпочтение большим, более старым транспортным средствам – автомобили и небольшие грузовики с двигателями большого объема и без наддува. Для таких двигателей характерна более высокая температура в цилиндре, чем для двигателей, октановое число для которых рассчитывается по моторному методу. Такой тест больше ориентирован на небольшие, эффективные двигатели с турбонаддувом.
Но так как наш эксперт американец, то и рассказал он нам об «американском» октановом числе, для расчета которого используется среднее значение двух методов. Но Садзински обратил наше внимание на то, что «в мире нет одного согласованного стандарта расчета октанового числа, поэтому остальной мир, Россия в том числе, использует только октановое число бензина по исследовательскому методу».
Если вы когда-либо были в Европе, то возможно, замечали надпись «95 RON» на их заправочных станциях. RON, конечно, означает «research octane number».
По словам Садзински, интересен тот факт, что в Европе самым распространенным является бензин с октановым числом 95, что в пересчете на американскую систему дает 90. А это значит, что европейские транспортные средства должны быть откалиброваны, чтобы ездить на самом распространенном американском бензине с октановым числом 87, и наоборот.
В нашей стране не так много обладателей автомобилей американских производителей, и им не следует беспокоиться по поводу калибровки двигателя. Но если вы задаетесь вопросом, какой же бензин лучше всего подходит для вашего автомобиля, то лучше всего следовать тем рекомендациям, которые производитель отобразил в руководстве по пользованию автомобилем. Рекомендуемый сорт бензина поможет вашему железному коню показать самую лучшую производительность.
Надеемся, мы смогли ответить на ваш вопрос, что же такое октановое число, и для чего нужен этот показатель в топливе. Если у вас остались еще какие-то вопросы на эту тему, можете смело оставлять их в комментариях под этой статьей, на все мы постараемся ответить.
Что такое октановое число бензина?
Большинство автомобилистов, заправляя свою машину на АЗС, ориентируется на марки бензина – 80й, 92й, 95й или 98й. Однако каким образом топливо разделяется на эти номера, знает далеко не каждый. В основе этого лежит понятие «октановое число бензина».
Октановое число
Октановым числом считается коэффициент химической устойчивости горючего к воспламенению. Его можно назвать также уровнем детонации, при достижении которого происходит воспламенение бензина внутри камеры сгорания. Если топливо загорается раньше положенного, когда клапаны не раскрыты, а цилиндром еще не достигнута верхняя точка, мотор будет существенно терять в мощности и сбоить. Наличие в бензобаке горючего с таким октановым числом значительно влияет на износ внутренних компонентов силового агрегата автомобиля, разрушая клапана, сёдла и образуя толстый слой нагара.
Как высчитывается октановое число
Специалисты автохимической промышленности получают то или иное значение октанового числа смещением некоторых составных частей бензина. Так основную роль в этом процессе играют два вещества: изооктан, имеющий абсолютную детонационную стойкость при высоком давлении, и Н-гептан, самодетонирующийся компонент с крайне низкой сопротивляемостью воспламенения. Условные коэффициенты этих частей принято считать за 100 и 0 единиц соответственно. Смешивая их в различной пропорции можно менять октановое число бензина в ту или иную сторону.
Измерить октановое число топлива можно с помощью октанометра. Это небольшой специализированный прибор бытового уровня. К сожалению, точных измерений с помощью него провести невозможно ввиду большой погрешности, достигающий значений в 5-10 единиц. Выяснить октановое число можно лишь лабораторными методами: моторным или исследовательским. Российские автозаправочные станции указывают на своих колонках коэффициент, рассчитанный с помощью исследовательского метода.
Использование горючего с низкими октановыми числами
Мы уже упоминали чуть выше, при попадании внутрь двигателя авто бензина с низким октановым числом может наблюдаться значительная просадка мощности его работы. Если мотор не глохнет, но существенно потерял в динамике, ничего страшного. В течение такой поездки необходимо лишь избегать резких ускорений, влияющих на появление детонации внутри него.
Когда же функционирование силового агрегата сопровождается звонкими посторонними звуками, возгорание смеси происходит раньше положенного. Такая работа будет наносить колоссальный вред выпускным клапанам, поршням и выхлопной системе.
Применение бензина с высокими октановыми числами
Специалисты настоятельно рекомендуют не заливать высокооктановое топливо в двигатели, которые для него не рассчитаны. Как правило, они имеют точную настройку фаз открытия впускных и выпускных клапанов, однако при использовании плохо воспламеняемого бензина, фазы будут нарушены. Итогом чего станет необходимость проведения полной перенастройки системы, а возможно, замена некоторых её деталей.
Время, за которое бензин будет прогорать, увеличится. Это потребует проведения настройки поршневой таким образом, чтобы временной промежуток расширения объема поршня и цилиндра был одинаковым с продолжительностью прогорания топлива, причем этот процесс должен проходить при закрытых клапанах. На практике опоздание воспламенения горючего также приводит к потере мощности. Именно поэтому автопроизводители рекомендуют заливать бензин с высоким октановым числом лишь в те модели, в которых произведена именно заводская настройка двигателя.
Применение какого топлива будет расти
Октановое число прямым образом влияет на быстроту прогорания топливной смеси. Более высокие значения данного коэффициента позволяют бензину гореть равномерно, без образования ударных нагрузок и возникновения резонансных детонаций внутри камер сгорания. Мотор при этом сохраняет ровную плавную работу. В наши дни автомобильные концерны делают ставку на моторы, работающие именно на высокооктановом топливе. Эта тенденция помогает предположить, что наибольшая потребность в ближайшей перспективе будет в бензине с высокими октановыми числами.
Что такое октановое число бензина 🚩 Авто 🚩 Другое
В результате фракционной перегонки нефти под воздействием разных температур получаются всевозможные виды топлива (в том числе и бензин), смазочные материалы, а также продукты для нефтехимического синтеза. Это, бесспорно, знают все, кто бывал на уроках химии в школе. Однако, подъезжая к автозаправке, вы наверняка не раз обращали внимание на загадочные цифры, подразделяющие бензин на разные виды. В чем же их реальное различие?
Эти самые цифры в маркировках бензина обозначают его октановое число. Это основной критерий, по которому классифицируются различные виды бензина. Термин «октановое число» характеризует свойство топлива свободно сгорать в двигателе с учетом разнообразных условий. Чем выше это число, тем бензин более устойчив к самовоспламенению при сжатии. Однако получить при производстве высокооктановый бензин несколько сложнее, кроме того, он должен быть достаточно чистым.
Каждый двигатель создается для работы на топливе с определенным октановым числом. В России большая часть автовладельцев использует Аи92. Такие виды бензина, как Аи95 и Аи98, как правило, позволяют себе владельцы авто «премиум» класса. Дизельное топливо и Аи80 пользуются еще меньшим спросом.
Определение устойчивости бензина к детонации производится с помощью стандартных смесей. Дело в том, что бензин эквивалентен смеси изооктана и гептана. Соответственно, если октановое число бензина будет равно 92, он будет самовоспламеняться как состав из 92% изооктана и 8% гептана.
При производстве различных видов бензина используется метод смешивания компонентов топлива. Иначе этот процесс называется «компаундирование». В результате всех необходимых процессов должны получиться продукты, полностью соответствующие государственным стандартам и обладающие точным октановым значением.
Первичная фракционная перегонка нефти выдает бензин с октановым показателем в пределах 70. Качество бензина повышается не только с применением компаундирования, но и благодаря использованию специальных добавок-антидетонаторов. Ранее в целях улучшения детонационных свойств топлива использовался тетраэтилсвинец. При всем том, что для человека это вещество является сильным ядом. В настоящее время в качестве высокооктановых добавок применяются ферроцен или метилтретбутиловый эфир, не обладающие такой огромной токсичностью.
Что такое октановое число: пособие для начинающих
Октановое число – определяет детонационную стойкость автомобильного бензина и выступает главной его характеристикой. В соответствии с определением, детонация – это процесс сгорания топлива в цилиндре двигателя машины, при котором пламя в цилиндре распространяется со скоростью во много раз превышающую скорость распространения пламени при обычном состоянии. Другими словами, при детонации происходит так называемый взрыв, вызывающий резкие удары, которые в свою очередь могут привести к износу двигателя. В простонародье такой грохот называют «стук пальцев».
Детонационные свойства бензина определяют по следующему принципу. Исследуемое топливо заливают в мотор содержащий один цилиндр и доводят его до состояния детонации. Путем подбора смеси, состоящей из двух видов углеводородов, изооктана и но-гептана проводят воздействие на цилиндр. Отметим, что детонационная стойкость изооктана совершенно не склонена к детонации, а но-гептана и вовсе приравнена к нулю. В результате процентное содержание изооктана в смеси подверженное детонации при одинаковой степени сжатия исследуемого топлива и будет называться октановым числом (ОЧ).
Согласно принятым нормам в России автомобильным бензинам присвоена буква «А», после которой указывается цифра. Данная цифра и соответствует октановому числу бензина. Бензины в обозначении которых присутствует буква «И» называются высокооктановыми и определяются по исследовательскому методу. Правда, далеко не всем видам бензина определенным по исследовательскому методу присваивается буква «И», допускается выпуск бензинов А-80, А-92 и А-96. За пределами нашей страны результаты измерения обозначают как MON (моторный метод) и RON (исследовательский метод).
Отличия данных методов заключаются в условиях проведения испытаний. Моторный метод предполагает создание высокой температуры и больших оборотов. Соответственно определенное октановое число по моторному методу значительно ниже, чем по исследовательскому. Например, если определить октановое число бензина Аи-98 по моторному методу, то оно бы равнялось 88.
От сюда делаем вывод, что можно предположить существование бензинов с октановым числом более 100, что теоретически кажется невозможным (однако, такие бензины существуют и используются в авиации). Моторный и исследовательские методы по результатам замеров в прямой зависимости не состоят. В зарубежной практике, в Америке октановое число не используется, а применяется октановый индекс. Октановый индекс – это среднее арифметическое двух составляющих MON и RON. Так что американский 91 бензин соответствует нашему 95 и имеет одно октановое число.
Двигатели сегодня имеют достаточно высокую степень сжатия, соответственно для них необходим бензин содержащий высокое октановое число. Нефтепереработка и выработка подобного топлива стоит не дешево, в виду использования самых разнообразных присадок, способных повысить октановое число. Наиболее эффективным считался тетраэтилсвинец, который использовался практически повсеместно. Он быстро выводит из строя каталитические нейтрализаторы и датчики без которых сегодня не эксплуатируется ни одна конструкция автомобиля. Мало того, сам по себе тетраэтилсвинец очень ядовит.
В старых моделях автомобилей осадок свинца используется в качестве смазки, поэтому необходимо параллельное использование специальных добавок, купить которые можно в любом автомобильном магазине. Отметим, что только авиационный бензин на сегодняшний день может быть легально этилированным. Добавим, что для увеличения октанового числа так же используется ферроцен. В составе данной присадки имеется железо, которое создает налет на свечах, удалить который практически не возможно, в результате срок их эксплуатации уменьшается от пяти до семи тысяч пройденных километров.
На территории стран бывшего СНГ довольно частое применение имели присадки на основе марганца, но на сегодняшний день они под запретом. Сегодня наиболее широкое применение на территории России и в европейских странах присуще метилтретбутиловому эфиру (МТБЭ), который является абсолютно безвредной антидетонационной добавкой для двигателя автомобиля.
В кругах автомобильных владельцев бытует мнение о том, что «залить двадцать литров 98-го бензина» невероятно необходимая вещь для машины, однако это большое заблуждение. Как показывает практика использование топлива с октановым числом выше рекомендуемого не имеет ни какого смысла. Современные автомобили предполагают использование различных видов топлива с разным октановым числом, однако работа на высокооктановом топливе не существенно увеличивает их мощность и экономичность не более, чем на 5 процентов. А для машин с простыми двигателями это вообще не дает ни каких преимуществ. Подведя итого, хочется сказать, что к большому сожалению на сегодняшний день потребитель не в силах определить качество топлива. И все советы тут не имеют явного смысла. Поэтому, единственным критерием достойного качества бензина может выступать та или иная АЗС. Где после заправки автомобиля, ваша машина будет «нестись, как стрела».
Как проверить качество топлива на заправке:
