Октановое число что это, показатели, как определить, как повысить, понизить

Октановое число измеряет соотношение изомеров и октана к гептану в данном бензине. Этот показатель позволяет определить эксплуатационные характеристики топлива, такие как запас хода, детонационная стойкость, мощность и т. д. Чтобы повысить или понизить октановое число, необходимо изменить соотношение изомеров и октана к гептану.

Октановое число бензина

В двух словах можно сказать, что рассчитывается способность топлива противостоять преждевременному воспламенению в двигателе. Для этого измеряется состав компонентов в бензине. Чем выше октановое число, тем надежнее процесс воспламенения. Для определения октанового числа проводятся лабораторные испытания. Если в смеси образца содержится 95% изооктана и 5% гептана, то бензин маркируется цифрой «95». Таким образом, можно определить количество негорючего изооктана.

Факторы, влияющие на октановое число

Бензин, получаемый из сырой нефти, может иметь низкое октановое число (до 60). Для его повышения используется ряд технологических процессов и присадок. Октановое число определяется количеством углеводородов с циклической и разветвленной структурой в топливе. Для его повышения на НПЗ используются процессы риформинга и крекинга, а также добавление в топливо специализированных присадок.

Неуправляемое горение: Детонация

Неконтролируемое сгорание топлива в двигателе называется детонацией. Это опасный процесс, так как он может привести к резкому повышению температуры и взрыву (скорость сгорания возрастает с 15 м/с до 1,5 км/с). Детонация может привести к закоксовыванию камеры сгорания, образованию ударных волн, перегреву, что приводит к ускоренному износу двигателя из-за нестабильной работы его деталей.

Детонация и качество топлива

Использование топлива с более низким октановым числом, чем рекомендует производитель, или приобретение бензина низкого качества, с легко испаряющимися компонентами, может привести к возникновению детонации.

Взаимосвязь N-гептана и изооктана с детонацией

Исследования детонации позволили выявить устойчивость воспламенения различных веществ. Скорость их воспламенения различна, и было установлено, что н-гептан является неустойчивым к воспламенению соединением, в то время как изооктан — относительно стабильным.

Определение октанового числа

Установлено, что для получения качественного топлива, устойчивого к давлению, необходимо большое количество изооктана и минимальное количество н-гептана. Для определения октанового числа используются два различных подхода: моторные испытания (например, запуск двигателя за городом) и исследования (запуск двигателя в городе). Результаты обоих подходов не совпадут, так как используются разные критерии оценки. Расхождение между показателями свидетельствует о горючести бензина. Таким образом, при покупке топлива следует обращать особое внимание на его детонационную стойкость, которая в разных странах различна.

Производительность измерений с помощью одноцилиндровых двигателей

Для проведения измерений используются одноцилиндровые двигатели различной мощности. Цель испытаний — выявить образец, наиболее близко соответствующий эталонной смеси по аналогичным показателям. Испытания проводятся для оценки бензина; эти машины работают путем поиска сравнения с эталонной базой. На корректность результатов влияют используемые производителем присадки к топливу.

Максимальная детонационная стойкость

Технологии развиваются быстрыми темпами, что привело к повышению стандартов для марок бензина. Эксперименты показали, что при использовании некоторых форсунок можно достичь детонационной стойкости до 140 единиц. Однако такой высокий уровень не является экологически чистым из-за присадок, содержащих металлоорганику. Неэтилированное же топливо может иметь высокое октановое число — до 109 единиц.

Стратегии повышения октанового числа

Верхний предел для авиационного топлива составляет 115 единиц, однако стандартом для современных автомобилей является 95–98. Гоночные автомобили могут требовать более высокого октанового числа, вплоть до 102. Как же повысить октановое число?

Первый вариант:Изменить технологический процесс. Введя катализаторы на основе рения, мы можем увеличить количество разветвленных углеводородов.

Второй вариант:Ввести присадки. Это могут быть соединения на основе свинца, оксигенаты или ароматика. Их можно подмешивать непосредственно в топливо или добавлять в процессе производства.

Альтернативная топливная смесь

Добавление таких присадок, как тетраэтилсвинец (запрещен из-за токсичности), а также эфиров, спиртов и ароматических углеводородов, позволяет повысить детонационную стойкость бензина на 10–12 пунктов. Это не оказывает положительного влияния на экологию, но увеличивает вероятность образования паровых пробок. Кроме того, при хранении качество топливной смеси со временем ухудшается.

Тетраэтилсвинец: мощный антидетонатор

Тетраэтилсвинец — мощный антидетонатор, известный своим высоким индексом вязкости. Это свойство позволяет повысить октановое число на 17 пунктов.

Однако в чистом виде этот реагент не используется из-за того, что при сгорании образуется оксид свинца, приводящий к образованию нагара на деталях двигателя. Поэтому тетраэтилсвинец обычно смешивают с дибромпропанолом, бромистым этилом или дирометаном, чтобы уменьшить количество побочных продуктов образования оксида свинца и минимизировать нагрузку на элементы двигателя.

Повышение октанового числа

Повысить октановое число можно путем добавления в бензин определенных элементов. Наиболее популярными являются:

• Lavr Next Octane Plus — повышает октановое число до 6 пунктов;

• Astrohim Octane Plus — повышает октановое число на 3–5 пунктов;

• Octane Plus — может повышать на 2–2,5 балла;

• Liqui Moly Octane Plus — может увеличить его на 2–5,5. При использовании любого из этих веществ изменяется не только детонационная стойкость, но и другие свойства бензина, влияющие на работу двигателя внутреннего сгорания.

Понижение октанового числа

Низкооктановое топливо встречается довольно редко, однако техника, работающая на нем, все же существует. Для снижения октанового числа используются следующие способы:

• Введение керосина. Сложность заключается в том, чтобы найти правильные пропорции.

• Естественное снижение. Компоненты, используемые в смеси, содержат испаряющиеся вещества. Открыв топливные баки, можно получить низкооктановый бензин. Скорость снижения составляет примерно 0,5 единицы в сутки.

Обеспечение контроля качества и октанового числа

При использовании этих методов необходимо следить за качеством и октановым числом. Производитель автомобиля указывает, какое октановое число необходимо использовать для достижения технических характеристик. Несмотря на то что автомобиль может быть оборудован системой предотвращения детонации, пренебрежение указаниями производителя может привести к увеличению расхода топлива, снижению мощности двигателя, появлению металлического звона, сбоям в работе системы зажигания и охлаждения.

Использование бензина: Учет октанового числа

Не рекомендуется использовать топливо с октановым числом выше рекомендованного производителем. Это может привести к увеличению расходов на топливо и неполному сгоранию топлива.

Измерение октанового числа

Процесс измерения детонационной устойчивости осуществляется путем сравнения пропорциональной калибровочной зависимости с эталонным образцом. Этот метод возможен благодаря технологии компандирования, используемой при производстве бензина.

Недостатки определения качества топлива

Невозможно определить характеристики топлива, которое невозможно идентифицировать; не существует единой модели для топлива, полученного различными способами (крекинг, риформинг); для топлива с различными октановыми числами необходимо создавать различные измерительные приборы, откалиброванные под конкретные эталонные образцы.

Приборы для измерения качества топлива

Для измерения качества топлива выпускаются различные приборы отечественного и зарубежного производства, такие как OCTIS и Digatron. Специальные установки, такие как OCTANE-IM, OCTANOMETER PE-7300M, SHATOX SX-100M, работают по одному принципу: сравнение с эталонными показателями для определения октанового числа. Однако поскольку топливо разных производителей различается, то и показания будут отличаться. Чтобы избежать этого, необходимо использовать в качестве эталона топливо одного производителя или проводить калибровку.

Мифы об октановых числах

В связи с тем, что большинство автовладельцев имеют ограниченное представление о возможностях топлива, возникло множество мифов. Рассмотрим некоторые из наиболее распространенных:

Миф 1

Считается, что более высокая температура сгорания топлива приводит к улучшению работы двигателя. Однако это не так, поскольку температура и тепло, выделяемые всеми видами топлива, по сути, одинаковы.

Миф 2

Использование высокооктанового бензина не улучшает мощность двигателя, так как температура и выделяемое тепло остаются одинаковыми независимо от марки топлива.

Портативные приборы показывают точное количество октана

Стендовые испытания — единственный способ получить постоянные результаты. Остальные измерения являются лишь приблизительными, поскольку на них влияют многочисленные переменные. Топливо 92 не содержит никаких присадок и безопасно для двигателя. Если октановое число больше 90, то в топливе содержатся элементы, которые полностью сгорают. В результате двигатель не повреждается.

Октановое число

Октановое число является определяющим фактором качества топлива. Однако лучшим показателем качества является не только денотат, но и отсутствие загрязняющих веществ. Изооктан является стандартом денотации и используется для классификации топлива. Хотя октан не может быть физически добавлен в топливную смесь из-за его меньшей нестабильности по сравнению с н-гептаном, он все же является наиболее важным компонентом.

Качественное топливо для бесперебойной работы Вашего автомобиля

Благодаря развитию современных технологий появилась возможность приобретать топливо высшего качества, не содержащее вредных химических веществ. Наиболее важным фактором является то, что топливо должно обеспечивать бесперебойную работу двигателя. Октановое число при этом играет важную роль. Однако не стоит пробовать и экспериментировать с бензином с более или менее высоким октановым числом. Только использование проверенного топлива может гарантировать длительную и надежную работу двигателя, предотвратить выход из строя отдельных систем и сбои в работе двигателя.