Определение октанового числа: ГОСТ 8226-2015 Топливо для двигателей. Исследовательский метод определения октанового числа – ГОСТ 511-2015 Топливо для двигателей. Моторный метод определения октанового числа

  • 23.08.2020

Как определяют октановое число? | Нанотехнологии

Октановое число — это один из основных показателей качества бензина, который характеризует его стойкость к детонации. Детонация – это процесс самопроизвольного воспламенения горючей смеси не от искры свечи, а от теплоты сжимаемой поршнем части рабочей смеси, горение которой приобретает взрывной характер, сопровождается характерным металлическим стуком, повышением токсичности отработавших газов и температуры в цилиндрах двигателя. Многие говорят, что «стучат пальцы», это и есть звук от детонационной волны. При этом скорость распространения пламени в камере сгорания увеличивается с 20-30 м/с до 1000-2000 м/с. Мгновенное повышение температуры и возникновение ударных волн о стенки цилиндров может привести к перегреву и оплавлению днища поршней, могут прогореть прокладки головки блока цилиндров, идет разрушение поршневых колец, ускоренный износ вкладышей коленвала. Не стоит забывать, что на этот дополнительный разогрев используется топливо, но оно идет совершенно не на увеличение КПД двигателя. 

Октановое число определяется подбором смеси эталонных углеводородов – изооктана у которого октановое число равно 100 и н-гептана (нормальный гептан), у которого октановое число равно 0. При одинаковых условиях испытания детонационная стойкость равна детонационной стойкости испытываемого бензина. Процентное содержание изооктана в полученной смеси как раз и является октановым числом бензина.

У многих автомобилистов возникает вопрос, как определяют октановое число?

Определяют октановое число двумя методами:

— моторный метод
— исследовательский метод, на специальной моторной установке.

При моторном методе имитируются более жесткие условия работы двигателя, при которых топливная смесь после карбюрации нагревается до 150°С, а частота вращения выдерживается постоянной – 900 об/мин.
При исследовательском методе частота вращения снижается до 600 об/мин, а смесь не подогревается.

Технология определения октанового числа такова. Испытательный стенд – это одноцилиндровый двигатель внутреннего сгорания с карбюратором. Запускают его на исследуемом бензине, а уровень детонации фиксируют спецдатчики. После подбирается смесь эталонного топлива – изооктана и н-гептана, на котором двигатель работает так, как и на исследуемом топливе. Полученное процентное содержание изооктана в подобранной эталонной смеси и является характеристикой детонационной стойкости бензина. То есть если в смеси 95% изооктана, то и октановое число будет 95.

При моторном методе испытания режимы и параметры моторной установки позволяют выявить взрывчатые свойства бензина при эксплуатации автомобиля в городских условиях (движение с переменною скоростью). Исследовательский метод имеет менее жесткий режим испытания, что позволяет исследовать процесс сгорания бензина при эксплуатации авто при постоянных режимах работы мотора. Таким образом, октановое число по исследовательскому методу на 5-10 единиц выше, чем по моторному.
Октановое число определяют не одним методом, потому что двигатели бывают разными, и условия их работы тоже разные. Одно – сгорания топлива в двигателе тяжелого грузовика, другое – детонация в двигателе форсированного легкового автомобиля, у которого стрелка тахометра не выходит из красной зоны.
В советские времена, октановое число автомобильных бензинов А-72 и А-76 измерялось по моторному методу, а бензины АИ-93, АИ-95, АИ-98 испытывались по исследовательскому, потому добавлена буква «И» в обозначении марки бензина. Сейчас выпускаются пять типов бензина – А-76, А-80, А-92, А-95, А-98. За исключением А-76, все определяются по исследовательскому методу.
Так как двигатели стали технологично совершеннее и имеют высокую степень сжатия, то нужен высокооктановый бензин. Чтобы получить такое топливо переработкой нефти, затраты будут больше и в продаже оно будет значительно дороже, поэтому используются различные 
присадки
, повышающие октановое число.
Самым эффективным был тетраэтилсвинец. Он не только ядовит сам по себе, но и быстро выводит из строя каталитические нейтрализаторы и лямда-зонды, которые сейчас являются обязательными элементами конструкции автомобиля. Также применялись присадки на основе марганца, но сейчас они запрещены. Еще для повышения октанового числа иногда используют присадку – ферроцен. Плохо что она имеет в своем составе железо и создает трудноудалимый токопроводящий налет на свечах (красного оттенка цвет), который уменьшает срок их службы.
Так же антидетонационной присадкой является метилтретбутиловый эфир. В наше время он наиболее широко применяется в Украине, России и Европе.
Приблизительно определить октановое число можно, воспользовавшись специальными приборами, но погрешность измерения в октановых числах на 5-10 единиц. Точно можно проверить качество бензина только в лаборатории.

В свою очередь мы можем предложить безопасную, безвредную, многофункциональную присадку в топливо – это присадка Формула АВ для бензина, дизеля и газа (пропан/бутан). Присадка разработана научно-производственным предприятием “SINTA”. Подробнее узнать о Формула АВ в топливо можно на нашем сайте.

7. Детонационная стойкость(дс). Октановое число. Методы определения октанового числа.

ДС топлива характеризует его способность сгорать в двигателе без детонации.ДС влияет на степень сжатия, мощность и экономичность ДВС, она оценивается октановым числом (ОЧ).

ОЧ — процентное (по объему) содержание изооктана в его смеси с нормальным гептаном при условии, что эта смесь при стандартном методе испытания обладает такой же детонационной стойкостью, как и исследуемое топливо.

ОЧ оценивается двумя методами, соответственно существует и две шкалы детонационной стойкости: моторная и исследовательская.

Моторный метод. Определение ОЧ осуществляется на специальной установке. Эта установка представляет собой одноцилиндровый 4-х тактный двигатель с устройством, позволяющим изменять степень сжатия во время работы от 4 до 10. Для определения ОЧ, постепенно увеличивая степень сжатия, доводят процесс сгорания до детонации, стандартной интенсивности. Стандартная интенсивность детонации – это такая детонация, при которой данные указателя детонации находятся в пределах, заданных ГОСТом. После установления стандартной интенсивности детонации приступают к сравнению испытуемого топлива со смесями эталонных топлив, октановые числа которых различаются не более, чем на 2 октановые единицы. Причем одна смесь должна детонировать сильнее, а другая слабее, чем исследуемое топливо. Октановые числа эталонных смесей известны.

Исследовательский метод. На установке опр-ют также и октановое число исследовательским методом (при других параметрах режима работы установки). Методика определения ОЧ по исслед. методу аналогична методике определения ОЧ по моторному методу. Фактическое ОЧ больше, чем число определенное моторным методом, и меньше, чем ОЧ по исследовательскому методу.

8. Способы повышения октанового числа. Основные типы антидетонационных присадок. Принцип действия выносителей.

Повысить ОЧ можно несколькими способами:

1. Получать бензин современными технологиями каталитического крекинга, риформинга и гидрокрекинга. У таких бензинов ОЧМ 75-80, а ОЧИ 80-90.

2. Добавлять в базовые бензины высокооктановые компоненты, такие как изооктан, алкилбензол, у которых ОЧМ около 100 ед. Таких компонентов добавляют в бензин до 40 %.

3.Добавление антидетонаторов – химических соединений, которые при незначительной их концентрации в топливе (десятые доли грамма на 1 кг топлива) существенно увеличивают его детонационную стойкость. Самый известный и эффективный антидетонатор – тетраэтилсвинец (ТЭС) – Pb(C2H5)4.

Тетраэтилсвинец. По своим антидетонационным свойствам не имеет себе равных. Но он очень токсичен. В чистом виде ТЭС применять нельзя, так как при его сгорании образуются нелетучие соединения свинца, которые откладываются на поверхности камеры сгорания и электродах свечей. Поэтому используют смесь ТЭС с выносителями – веществами, которые обеспечивают вынос соединений свинца с отработавшими газами. Смесь ТЭС с выносителями называется этиловой жидкостью. Бензин, смешанный с этиловой жидкостью, называется этилированным. ТЭС имеет ряд недостатков — нагар, засорение фильтров,коррозия, поломка нейтрализаторов.

Существует заменитель ТЭС – циклопентадиенилтрикарбонил марганца (ЦТМ). ЦТМ по антидетонационным свойствам близок к ТЭС, а по токсичности — не токсичнее бензина.

Недостаток ЦТМ состоит в том, что при сгорании бензина интенсивно образуется окись марганца на электродах свечей, что приводит к замыканию искрового промежутка. Но ЦТМ вызывает меньше отложений, чем ТЭС. При сильной освещенности ЦТМ разлагается, образуя в топливе хлопья нерастворимого в бензине осадка. Однако этот процесс можно замедлить и даже остановить, добавляя в топливо специальный краситель, защищающий ЦТМ от воздействия света. Нагар от ЦТМ вызывает калильное воспламенение.

Определение октанового числа расчетным методом

Одним из основных показателей качества автомобильных бензинов является их детонационная стойкость, от которой в наибольшей степени зависит надежность и продолжительность эксплуатации поршневых двигателей. Детонационная стойкость характеризует способность бензина сгорать в двигателе без детонации и оценивается в единицах октанового числа: чем больше октановое число, тем выше детонационная стойкость бензина. На рис. 1.3 представлена развернутая индикаторная диаграмма, т. е. зависимость изменения давления Р в цилиндре двигателя от угла поворота коленчатого вала φ

пв, при нормальном и детонационном сгорании смеси.

Рис. 1.3. Индикаторная диаграмма:

1 — нормальное сгорание; 2 — детонационное сгорание; ВМТ — верхняя мертвая точка

Рис. 1.4. Установка УИТ-65 для моторного определения октановых чисел бензина: 1 — пульт управления; 2 — аппаратура для измерения детонации; 3 — бак для подогрева всасываемого воздуха; 4 — конденсатор охлаждения; 5 — карбюратор; 6 — ресивер с водяным охлаждением; 7 — одноцилиндровый двигатель

Октановое число — условный показатель антидетонационной стойкости бензина, численно равный процентному содержанию изооктана С8Н18, октановое число которого принято за 100, в его смеси с н-гептаном С7Н16, октановое число которого равно 0, эквивалентной по детонационной стойкости испытываемому бензину. Смеси изооктана и н-гептана различных соотношений будут иметь детонационную стойкость от 0 до 100. Например, октановое число бензина равно 80. Это значит, что данный бензин по детонационной стойкости эквивалентен смеси изооктана и н-гептана, в которой изооктана 80%. Существуют два метода определения октанового числа: моторный и исследовательский. Моторным методом определяют октановое число на установке УИТ-65 (рис. 1.4), позволяющей изменять степень сжатия от 4 до 9, где сравнивают детонационную стойкость исследуемого бензина с эталонными образцами при температуре горючей смеси 150 °С и частоте вращения 900 мин

-1. Исследовательским способом детонационную стойкость определяют при температуре горючей смеси 25-35 °С (смесь не подогревается) и частоте вращения 600 мин-1. В этом случае в марке бензина присутствует буква «И». Например, АИ-92 — автомобильный бензин с октановым числом по исследовательскому методу не ниже 92.

Так как определение детонационной стойкости по моторному методу проходит в более жестких условиях, то результат будет несколько ниже, чем он был бы получен при определении по исследовательскому методу (табл. 1.2). В обоих случаях после прогрева двигателя постепенно увеличивается степень сжатия до появления детонации определенной стандартной интенсивности, определяемой по шкале указателя детонации.

Таблица 1.2. Октановые числа бензинов различных марок

Определение октанового числа

А-76

АИ-80

АИ-91

АИ-92

АИ-93

АИ-95

АИ-9

АИ-98

По моторному методу

76

76

82,5

83

85

85

85

88

По исследовательскому методу

80

91

92

93

95

96

98

Установлена примерная зависимость между требуемым октановым числом бензина, степенью сжатия и диаметром цилиндра двигателя:

ОЧ= 125,4-413/ε + 0,183D, (1.4)

где ОЧ — октановое число; ε — степень сжатия; Dдиаметр цилиндра.

Для увеличения степени сжатия на единицу необходимо повысить октановое число на 4-8 единиц. Октановое число зависит не только от степени сжатия. Заметное влияние оказывают температура окружающей среды, атмосферное давление и влажность. Так, октановое число может быть снижено на единицу при уменьшении температуры воздуха на 10 °С или атмосферного давления на 10 мм рт.ст. Например, если при температуре окружающей среды -20 °С и атмосферном давлении 760 мм. рт.ст. двигателю был необходим бензин с октановым числом 90, то при температуре окружающей среды -10°С и атмосферном давлении 700 мм. рт.ст. достаточно использовать бензин с октановым числом 80.

Кроме того, октановое число может быть приближенно подсчитано по формулам (полученное значение ориентировочно соответствует октановому числу, определенному по исследовательскому методу):

, (1.5)

, (1.6)

где tcp — средняя температура разгонки топлива; tнк — температура начала кипения топлива ; tкктемпература конца кипения топлива ; ρ20 — плотность топлива при 20°С, г/см3.

Для бензинов с октановыми числами выше 62 рекомендуется следующая эмпирическая формула:

(1.7)

где t10%, t90% — температуры перегонки 10%-ных и 90%-ных фракций бензина.

Исследовательский метод определения октановых чисел бензино

    М. м. — моторный метод и. м. — исследовательский метод определения октанового числа бензинов. [c.299]

    В настоящее время для оценки детонационной стойкости автомобильных бензинов в лабораторных условиях пользуются специальными установками с одноцилиндровыми двигателями. В СССР до 1949 г. для оценки октановых чисел автомобильных бензинов применялся моторный метод (ГОСТ 511—46). В 1949 г. авиационной промышленностью была разработана [ 1 ] конструкция и организовано серийное производство отечественной одноцилиндровой установки для испытания топлив ИТ9-2. В дальнейшем, в связи с изменением технологии нефтепереработки и выпуском новых моделей двигателей в СССР, так же как и в других странах, возникла необходимость в применении менее жесткого, чем моторный, метода оценки октановых чисел. В 1959 г. на базе установки ИТ9-2 была сделана отечественная установка для исследовательского метода определения октанового числа, получившая индекс ИТ9-6 [1, 12]. [c.91]


    Исследовательский метод определения октанового числа (ГОСТ 8226-82) состоит в том, что детонационную стойкость испытуемого бензина сравнивают с детонационной стойкостью эталонной смеси подбором соотношения в ней изооктана с гептаном. Сравнительное испытание проводят на стандартной одноцилиндровой установке УИТ-65, позволяющей изменять степень сжатия, а начало детонации фиксировать электронным датчиком. Испытание проводят с частотой вращения вала двигателя 600 6 об/мин с постоянным углом опережения зажигания 13 при температуре воздуха, поступающего в карбюратор, 52 1 °С. Получаемое исследовательским методом октановое число (ОЧ ) соответствует относительно мягким условиям работы двигателя (городская езда автомобилей с небольшими нагрузками). [c.181]

    Октановое число диизобутилена равно 82 по моторному и 95 по исследовательскому методу, а октановое число изооктана равно 100 при определении по любому испытательному методу, тем не менее добавление 1 г-моля (112 г) первого углеводорода к 1 л бензина более повышает его антидетонационные свойства, чем добавка 1 г-моля (114 г) второго углеводорода. Это явление объясняется тем, что у диизобутилена выше так называемая октановая смесительная характеристика. [c.419]

    Испытания бензина по исследовательскому методу проводятся при менее напряженном режиме работы двигателя, чем по моторному методу. Поэтому октановое число бензина, определенное по исследовательскому методу, обычно несколько выше, чем октановое число, определенное по моторному методу. Разницу в октановых числах бензина, найденных этими двумя методами, называют чувствительностью бензина. Чувствительность бензина определяется его химическим составом. [c.93]

    Для более точной оценки детонационной стойкости бензинов, главным образом для исследовательских целей, разработаны методы определения октанового числа на полноразмерных двигателях в стендовых условиях (фактическое октановое число) и в дорожных условиях непосредственно на автомобиле (дорожное октановое число). Внимание многих исследователей привлекает проблема создания безмоторных методов оценки детонационной стойкости бензинов. Действительно, если детонационная стойкость бензинов зависит от окисляемости углеводородов в паровой фазе в условиях предпламенных реакций, очевидно, изучая это свойство непосредственно в модельных условиях, можно определять октановые числа, не прибегая к помощи двигателя. [c.12]


    Октановое число бензина. Существует два метода определения октанового числа (о.ч.) — моторный и исследовательский. О.ч. бензина А-76 определяют по моторному методу, а бензинов АИ-92, АИ-95 — по исследовательскому. [c.364]

    Для более точной оценки детонационной стойкости бензинов, главным образом для исследовательских целей, разработаны методы определения октанового числа на полноразмерных двигателях в стендовых условиях — фактическое октановое число и в дорожных условиях непосредственно на автомобиле — дорожное октановое число. [c.105]

    Длительное время основной характеристикой детонационной стойкости автомобильных бензинов являлось октановое число, определяемое моторным методом. Лабораторными исследованиями и дорожными испытаниями было установлено, что октановое число, полученное этим методом, не всегда надежно характеризует детонационную стойкость автомобильных бензинов. Поэтому е 1948 г. был разработан исследовательский метод определения октановых чисел автомобильных бензинов. [c.56]

    Определение октанового числа бензинов исследовательским методом. Переоборудование установки УИТ-65 для работы по исследовательскому методу. ………………… [c.213]

    Из табл. 2 видно, что определение октановых чисел бензинов по исследовательскому методу ведется в менее напряженных условиях, чем по моторному методу. Поэтому октановые числа бензинов, определенные исследовательским методом, выше, чем моторным. [c.16]

    Допускаемые расхождения при параллельных определениях октанового числа по моторному и исследовательскому методам одного и того же образца бензина на одной установке составляют 0,5 октановой единицы, а при определении на разных установках 1,0 октановой единицы от среднего арифметического значения сравниваемых результатов. [c.33]

    В институте нефти Великобритании изучалась возможность определения антидетонационных свойств по характеристике самовоспламенения капель бензина [41]. Установлено, что температура самовоспламенения топлива при постоянном времени задержки воспламенения, или величина задержки воспламенения капель топлива при постоянной температуре практически линейно зависят от октанового числа бензина в интервале октановых чисел 82-90 (по моторному методу) и 94-100 (по исследовательскому методу). Таким образом, можно ожидать, что перспективные лабора

Октановое число — это… Что такое Октановое число?

Указание октановых чисел на американской АЗС.

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.

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

Вещество ОЧМ ОЧИ
Метан 110,0 107,5
Пропан 100,0 105,7
н-бутан 91,0 93,6
Изобутан 99,0 101,1
н-пентан 61,7 61,7
Изопентан (2-метилбутан) 90,3 92,3
Изогексан (2,2-диметилбутан) 93,4 91,8
2,2,3-Триметилбутан 101,0 105,0
н-Гептан 0 0
Изооктан (2,2,4-триметилпентан) 100 100
1-Пентен 77,1 90,9
2-Метил-1-бутен 81,9 101,3
2-Метил-2-бутен 84,7 97,3
Метилциклопентан 80,0 91,3
Циклогексан 77,2 83,0
Бензол 111,6 113,0
Толуол 102,1 115,7
Бензины прямой перегонки 41-56 43-58
Бензины термического крекинга 65—70 70—75
Бензины каталитического крекинга 75—81 80—85
Бензины каталитического риформинга 77—86 83—97
Бензин Н-80((ОЧИ+ОЧМ)/2)) 76[t 1] 84
Бензин АИ-92 83,5[t 1] 92
Полимербензин 85 100
Алкилат 90 92
Алкилбензол 100 107
Этанол 100 105
Метил-трет-бутиловый эфир 117[t 2]
  1. 1 2 Ориентировочно, может слегка варьироваться в зависимости от состава конкретных образцов бензина.
  2. Октановое число было определено при смешении с бензином.

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.

См. также

Примечания

  1. Рыбальчик В. С., Поляков С. В., Герасименко В. Ф. ГЛАВА XII Топлива, масла и охлаждающие жидкости § 121. Оценка детонационной стойкости топлив // Теория поршневых авиационных двигателей / под ред. А. А. Добрынина. — М.: Воениздат, 1955. — С. 339. — 352 с.

Литература

  • Гуреев А. А., Жоров Ю. M., Смидович E. В. Производство высокооктановых бензинов. М. 1981;
  • Гуреев А. А., Серёгин Е. П., Азев В. С. Квалификационные методы испытания нефтяных топлив. М. 1984.
  • http://www.lib.tpu.ru/fulltext/v/Bulletin_TPU/2011/v318/i3/16.pdf

Ссылки

Определение октанового числа — Область применения и сущность метода

  1. Главная
  2. Определение октанового числа
  3. Область применения и сущность метода

Применение методов определения детонационной стойкости бензинов и их компонентов устанавливается и стандартах и технических условиях на моторные топлива. Сущность определения октанового числа топлива по моторному и исследовательскому методам едина и заключается в сравнении испытываемого топлива с эталонными топливами, октановые числа которых известим.

В процессе испытания попеременным переключением двигателя с испытуемого образца па эталоны подбирают такую смесь эталонов, которая детонирует так же, как испытуемый образец бензина.

В качество эталонных топлив применяют два индивидуальных углеводорода: изооктан (2,2,4-триметилпентан, С8Н18) и нормальный гептан (C7H16), имеющие близкие физико-химические свойства и резко отличающиеся по детонационной стойкости.

Детонационная СТОЙКОСТЬ изооктана условно принята за 100 единиц, а нормального гептана — за 0.

Составляя смеси изооктана с нормальным гептаном, можно получить эталоны с детонационной стойкостью от 0 до 100. Процент изооктана в смеси с нормальным гептаном обозначает октановое число. Следовательно, октановое число бензина характеризует его детонационную стойкость и численно равняется процентному (по объему) содержанию изооктана в такой смеси с нормальным гептаном, которая при стандартных условиях испытания на специальном двигателе детонирует так же, как и испытуемый бензин.

Октановое число выше 100 указывает на то, что в изооктан необходимо добавить определенное количество тетраэтилсвинца, чтобы полученная смесь была эквивалентна по интенсивности детонации испытуемому топливу при сравнении в стандартных условиях испытания.Моторный и исследовательский методы различаются в основном условиями проведения испытания.

Например, число оборотов двигателя по моторному методу 900 об/мин, а по исследовательскому 600 об/мин; угол опережения зажигания в первом случае будет переменный от 19° до 26° (в зависимости от степени сжатия) до ВМТ, во втором — постоянный 13° до ВМТ; топливо-воздушная смесь при исследовательском методе не подогревается, а при моторном — должна иметь температуру 149°С и т.д. Эти отличия в режиме работы двигателя и обуславливают различные величины октановых чисел бензинов по указанным двум методам.

Определение октановых чисел проводится при стандартной интенсивности детонации, которую устанавливают изменением степени сжатия, когда двигатель работает на испытуемом образце топлива, а состав топливо-воздушной смеси соответствует максимальной детонации. Замер интенсивности детонации производится аппаратурой, состоящей из магнитострикционного датчика, электронного устройства (детонометра) и указателя детонации. Когда показания указателя детонации при работе на испытуемом топливе находятся между показаниями, полученными при работе двигателя на двух эталонных смесях, отличающихся друг от друга не более чем на две октановые единицы, то октановое число топлива определяется путем интерполяции. Октановое число бензина, определенное по моторному методу, обозначают о.ч./М, а по исследовательскому – о.ч./И.


2.5. Определение октанового числа бензина

Детонационную стойкость бензина, которую оценивают по октановому числу, определяют сравнением топлива с двумя эталонными : изооктаном, детонирующий при высокой степени сжатия (его октановое число принято за 100), и нормальным гептаном, который детонирует при самых низких степенях сжатия (его октановое число принято за ноль).

Октановое число – это показатель детонационных свойств бензинов, численно равных процентному (по объему) содержанию изооктана в смеси его с нормальным гептаном, которая эквивалентна по детонационной стойкости испытуемому бензину.

Оценка детонационных свойств бензинов производится на установках с одноцилиндровым двигателем с переменной степенью сжатия (E = 4 – 10)

Приближенно октановое число по исследовательскому методу можно определить но, формуле:

ОЧ = 120 – 2*t0ср – 58 / 5 *ρ200 (9)

где t 0ср – средняя температура разгонки:

t0ср = t0нп + t0кп / 2 (10)

2.6. Определение кислотности бензина

Стандартом на бензины допускается небольшое содержание в них органических кислот, активно воздействующих на цветные металла; свинец, цинк, медь (но не алюминий). Образующиеся при этом нерастворимые в топливе мыла могут забить фильтр и жиклёры нарушить подачу бензина. Кроме того, кислые соединения способствует образовании нагаров в двигателе и осадков в топливе, вызывают коррозии топливных баков, деталей двигателя и топливоподающей системы.

Кислотностью называется количество едкого кали (в мг), необходимое для нейтрализации 100 мл топлива.

Рисунок 4- Определение кислотности бензина:

а) титрование смеси топлива и спирта раствором КОН; б) экстрагирование кислот спиртом (подготовительная . операция перед титрованием)

2.6.1. Проведение испытаний

Определение кислотности бензина заключается в извлечении кислых соединений спиртом и титрования ах раствором едкого кали (рисунок №4).

2.6.1.1. В коническую колбу ёмкостью 250 мл налить 50 мл 85%-ного этилового спирта, закрыть колбу пробкой со вставленным в неё обратным холодильником, а кипятить содержимое в водяной бане в течение 5 минут для удаления углекислот.

2.6.1.2. В прокипяченный горячий спирт добавить несколько капель 1%-ного спиртового раствора фенолфталеина в быстро нейтрализовать 0,05 Н раствором КОН до появления розовой окраски.

2.6.1.3. В колбу с нейтрализованным спиртом добавить 50 мл испытуемого бензина, закрыть пробкой с обратным холодильником и вновь прокипятить смесь в течение 5 минут, периодически взбалтывая.

2.6.1.4. После кипячения в смесь добавить 4-5 капель раствора фенолфталеина и титровать 0,05 нормальным раствором КОН при непрерывном интенсивном взбалтывании до первого появления розовой окраски.

Кислотность подсчитывается по формуле:

К = V*T*100/V/ , мг/100 мл (11)

где V — объем 0,05 нормального раствора КОН, пошедший на титрование, мл;

Т — титр 0,05 Н раствора едкого кали, мг/мл;

V/— объём бензина, взятого для испытания, V = 50 мл.

admin

E-mail : admin@volonter61.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о