что такое бензин октановое число как его повышают

Октановое число

Что такое октановое число бензина и как оно влияет на работу двигателя? Что значат обозначения: АИ-92, АИ-95, АИ-98? Какой бензин можно заливать в машину и к чему это может привести? В статье вы найдете простые ответы на сложные вопросы.

Что означает октановое число

Октановое число обозначает устойчивость топлива к самопроизвольному возгоранию (детонации). Чем больше октановое число, тем тем выше детонационная устойчивость, и чем меньше октановое число, тем ниже детонационная устойчивость бензина.

Высокое октановое число говорит о том, что топливо может выдерживать большее сжатие до наступления процесса детонации. Низкое октановое число свидетельствует о небольшой способности топлива к сжатию до наступления детонации.

Октановое число в маркировке бензина

Автомобильный бензин маркируется буквой «А», в отличие от авиационного, который имеет обозначение «Б». Буква «И» обозначает октановое число, которое получается лабораторным исследовательским методом.

Бензин маркируется в лабораториях, где испытуемая смесь сравнивается с эталонным образцом. Бензин, в составе которого находится 95% изооктана и 5% гептана, получает маркировку АИ-95. Цифра 95 говорит о процентном содержании устойчивого изооктана в составе бензина.

Бензин различных марок (АИ-92, АИ-95, АИ-98, экстра-, евро-) имеет не только разное октановое число, но и отличается особенностями производства, наличием антидетонационных присадок и различных добавок.

Как связаны октановое число, изооктан и гептан

Бензин в основном состоит из смеси двух углеводородов: изооктана и гептана. В качестве эталона для сравнения различных видов бензина между собой были определены два вещества: изооктан с детонационной стойкостью «100» и гептан, с детонационной стойкостью «0».

Изооктан не детонирует при максимальном сжатии, возникающем в стандартных бензиновых двигателях. Чистый изооктан без примесей можно считать бензином с октановым числом 100. Гептан детонирует при минимальном сжатии, поэтому имеет октановое число «0».

Поскольку бензин является смесью этих веществ, то его детонация будет напрямую зависеть от количества изооктана и гептана.

Октановое число бензина характеризует количественное соотношение изооктана к гептану. С практической точки зрения октановое число несет информацию о составе и качестве бензина, его эксплуатационных характеристиках, устойчивости к детонации, запасе хода, развиваемой мощности двигателя.

От чего зависит октановое число

Октановое число бензина напрямую зависит от его состава. Топливо на основе бензина — это смесь большого количества компонентов, которые добавляют к чистому бензину для улучшения его свойств. Очищенный бензин, получаемый из сырой нефти, имеет низкую устойчивость к детонации (40-60 единиц).

Самую маленькую детонационную устойчивость имеют линейные углеводороды. Для них характерно маленькое октановое число. Циклические углеводороды и углеводороды с разветвленным строением имеют высокое октановое число и высокую детонационную устойчивость.

Для повышения устойчивости топлива к воспламенению используют специализированные добавки и промышленные способы переработки нефти (риформинг и крекинг), позволяющие уменьшить долю углеводородов с линейным строением и увеличить долю разветвленных и циклических углеводородов в составе бензина.

Что такое детонация

Детонация в двигателе внутреннего сгорания представляет собой неконтролируемое самопроизвольное воспламенение топлива.

Пагубность детонации для двигателя

При обычном плавном сгорании топлива в цилиндре фронт пламени движется со скоростью 20-40 м/с, что позволяет бензину сгореть полностью. При детонации скорость фронта пламени возрастает до 2000 м/с, что подобно взрыву.

Гиперзвуковые ударные волны сдирают масляную пленку на стенках гильз, что увеличивает износ поршневых колец и цилиндров, двигатель перегревается.

Детонация выражается в появлении характерных металлических стуков (удары взрывной волны о стенки цилиндров в двигателе), перегреве и потере мощности двигателя. Детонация ведет к закоксовке камер сгорания и быстрому износу двигателя из-за нарушенной работы механизмов. Это крайне негативное и опасное явление, которое лучше избегать.

Причины возникновения детонации

Детонация может возникнуть при использовании бензина с более низким октановым числом, чем рекомендованным производителем двигателя, например, использование 80-го бензина для двигателя, рассчитанного на 95-й бензин.

Различные вещества имеют свою собственную устойчивость к детонации, одни более устойчивы, другие — менее. Так, гептан неусточив к возгоранию, а изооктан — устойчив. Поэтому более устойчивый к детонации бензин содержит небольшое количество гептана и большое количество изооктана.

Как определить октановое число

Есть несколько способов определения октанового числа бензина: лабораторные методы и самостоятельное определение.

Определение октанового числа лабораторными методами

Октановое число достаточно точно можно определить только лабораторными методами:

Эти два лабораторных метода дают два разных значения октанового числа для одной и той же пробы топлива.

В России принято учитывать значение октанового числа, полученное с помощью исследовательского метода. В США — берут среднее арифметическое от двух показателей. В разных странах принята своя система обозначения октанового числа бензина, что нужно учитывать, отправляясь на своей машине за границу.

Определение октанового числа самостоятельно

Октановое число можно определить с помощью специального прибора — октанометра, который дает очень примерное показание с большой погрешностью (в 5-10 единиц). Его можно приобрести в свободной продаже, но точного ответа на вопрос об октановом числе бензина он не даст.

Принцип действия октанометра основан на измерении диэлектрической проницаемости бензина и расчету октанового числа по калибровочной зависимости. Поэтому, можно сказать, что октанометр измеряет не октановое число, а импеданскую электропроводность бензина, которая зависит от количества высооктановых углеводородов.

Проще сказать, что измерить точно октановое число бензина самостоятельно невозможно.

Наиболее поплярные октанометры: ОКТИС, ОКТАНОМЕТР ПЭ-7300М, ОКТАН-ИМ, Digatron, SHATOX SX-100M.

Максимальное октановое число

Теоретически (и практически) возможно получение бензина с октановым числом 130-140 при добавлении присадок на основе металлоорганики (тетраэтилсвинца, ферроцена и других). По экологическим причинам использование металлорганических присадок запрещено.

Максимальное октановое число, которое может иметь автомобильный бензин без использования тетраэтилсвинца (неэтилированный бензин) — 109. Максимальное октановое число авиационного бензина — 115.

Для современных автомобилей выпускается бензин с октановым числом 92, 95 и 98. Для гоночных машин производится высокооктановый бензин со значением — 102.

Сгорание бензина с различным октановым числом

Скорость сгорания топлива напрямую зависит от октанового числа. При нормальной работе двигателя бензин внутри цилиндров должен мягко постепенно сгорать, а не взрываться. При таком режиме сгорания двигатель работает плавно и равномерно.

При использовании низкооктанового бензина, степень сжатия в цилиндре превосходит максимальное значение и топливная смесь самопроизвольно воспламеняется, т. е. детонирует раньше, чем свеча зажигания успевает подать искру.

При использовании высооктанового бензина степень сжатия топливной смеси в цилиндре не достигает требуемого значения, при котором происходит равномерное сжигание топлива. Бензин при этом будет гореть слишком медленно и не успеет сгореть до конца.

Как влияет на двигатель бензин с более низким октановым числом

Если по какой-то причине заправить автомобиль бензином, имеющим октановое число ниже, чем рекомендовано производителем двигателя (например, использовать Аи-92 вместо АИ-98), это не приведет ни к чему хорошему для двигателя.

При работе на низкоктановом бензине в цилиндрах возникает детонация, то есть самовоспламенение, раньше, чем искра свечи зажигания подожжет топливную смесь.

Через некоторое время эксплуатации машины возникнут посторонние звуки, идущие из мотора, снизится его мощность, увеличится расход бензина. Повысится температура двигателя, которая увеличит температуру в выхлопном катализаторе, что приведет к снижению его прочности.

В такой ситуации во время движения важно не допускать увеличения оборотов двигателя; на ближайшей заправке надо заправиться нужной маркой бензина.

Иногда низкооктановый бензин заливают в попытке съэкономить деньги, так как современные автомобили оснащены системами, позволяющими справится с таким топливом. Но, к сожалению, увеличенный расход топлива сводит на нет такой эксперимент. Экономии не получится, а нагрузка на двигатель увеличится.

Как влияет на двигатель бензин с более высоким октановым числом

Вопреки распространенному мнению, что бензин с более высоким октановым числом является более качественным и поэтому всегда лучше, это не так. Если залить в машину бензин с октановым числом выше рекомендуемого (например, залить АИ-98 вместо И-92), это также не несет ничего хорошего для двигателя.

Работа мотора на таком бензине также ведет к увеличению расхода топлива, снижению мощности, образованию нагара на свечах, поршнях и клапанах.

Использование высокооктанового бензина подразумевает большую степень его сжатия в цилиндрах для нормального процесса горения смеси. В двигателе, который не рассчитан на такое сжатие, происходит слишком медленное горение топлива. Бензин не будет успевать сгореть до конца.

Что далее приведет к перегреву выпускных клапанов. Если они прогорят, то потребуется капитальный ремонт двигателя, который займет много времени и денег.

Чтобы избежать негативных последствий езды на бензине с октановым числом, выше или ниже рекомендованного значения, лучше всего использовать бензин, подходящий именно для вашего двигателя.

Основной вывод о влиянии октанового числа бензина на расход топлива можно выразить так:

Способы повышения октанового числа

В настоящее время существует два способа увеличения октанового числа бензина

Значительным минусом бензина с присадками является его неустойчивость: присадки обладают высокой летучестью и быстро испаряются. При длительном хранении такой бензин теряет свои качества. Также высокая испаряемость некоторых добавок может привести к образованию воздушных пробок в топливной системе автомобиля. Самой безопасной присадкой является метилтретбутиловый эфир.

Добавление тетраэтилсвинца сейчас запрещено из-за его токсичности, хотя ранее он использовался в топливной промышленности.

Как повысить октановое число самостоятельно

В результате прямой перегонки нефти получается бензин с октановым числом, не превышающим 60 единиц. Для современных автомобильных двигателей такой бензин не подходит, поэтому в топливной промышленности применяют другие методы переработки нефти: риформинг, термический и каталитический крекинг, позволяющие достичь оптимального октанового числа бензина.

Сейчас бензин топливных марок АИ-76 и АИ-80 практически нигде не реализуется. Но если возникает ситуация, когда октановое число надо увеличить (например Аи-92 надо увеличить до АИ-98), сделать это можно самостоятельно, добавив к нему специальные добавки: присадки универсального типа и октан-корректоры. Присадки-антидетонаторы состоят из эфиров и спиртов и имеют октановое число 115-120 единиц.

Наиболее популярные добавки для увеличения октанового числа:

При самостоятельном использовании добавок бензину следует помнить, что они влияют не только на устойчивость топливной смеси к детонации, но и на другие технические характеристики бензина и работу двигателя.

Как понизить октановое число

В противоположной ситуации, когда требуется снизить октановое число, есть способы, позволяющие это сделать.

Современные методы переработки нефти позволяют получать высокооктановое топливо без добавления токсичных химических веществ, загрязняющих природу. Следует помнить, что высокооктановый бензин — это не всегда хорошо. Топливо не должно наносить вред двигателю автомобиля, поэтому лучше использовать бензин, рекомендованный производителем конкретной марки машины.

Источник

Знания недостаточно — мы
должны применить его
желания недостаточно – мы
должны действовать
Брюс Ли.

Октановое число, скорость горения топлива и качественный состав – характеристики, отличающие хорошее топливо для турбодвигателя.

Качественный состав означает производство бензина без нежелательных примесей, приводящих к отложению в камере сгорания карбона (нагара). Впоследствии эти отложения раскаляются и являются причиной калильного зажигания (pre-ignition). Для борьбы с нагаром можно использовать различные присадки, устраняющие нагар. Кстати, система впрыск вода/метанол, очень хорошо с этим справляется.

Ясно, что октановое число напрямую связано с детонацией. Чем оно больше, тем меньше вероятность проявления детонации. Теперь самое время поговорить об этом на примере турбированных двигателей, т.к. детонация является основной причиной осыпания перегородок в поршнях, перегревов мотора и т.д.
Увеличение температуры в камере сгорания прямая дорога к детонации. Одной из причин этого является повышение давления в КС (увеличение степени сжатия или поднятие наддува). При форсировании турбомоторов эту проблему многие решают следующим образом:
— уменьшение степени сжатия
— уменьшение углов опережения зажигания
— использование более богатых смесей
Все эти процедуры направлены на то, чтобы увеличить буст, наддув. Однако все вышеуказанные приемы, к сожалению, приводят к уменьшению мощности двигателя. Если уменьшение степени сжатия и углов понятно большинству, то о богатой смеси стоит поговорить отдельно.
Для чего производители используют очень богатую смесь (на сток субару СТИ может быть и 10.0/1)? Да все очень просто – охладить КС и поршня и тем самым обезопасить двигатель от возникновения детонации. Но там и нет большого наддува – 1 бар, да это тьфу, смешно.
Ход мысли многих тюнеров – охладить и поднять наддув, понятен. Но есть одна проблема богатая смесь существенно поднимает температуру выхлопных газов, а они, в свою очередь, температуру в камере сгорания и, как следствие, порог детонации приближается.
Многие для борьбы с такими явлениями усиливают поршневую двигателя. Поверьте, я ничего не имею против кованых поршней и т.д., но мне кажется всему свое время, тем более, что ковка кардинально проблему дерьмового бензина не решит. Да, конечно, она позволит какие-то пропуски детонации, но не больше. Предлагаю посмотреть на рисунок.
Так выглядит детонация:

А теперь предлагаю посмотреть на график

Источник

Октановое число: что это такое и его как определить

Октановое число – это одна из основных характеристик топлива, помогающая определить склонность топлива к воспламенению. Вместе с химической стабильностью, фракционным составом и содержанием примесей данный показатель сигнализирует о качестве горючего вещества.

Что такое октановое число

Октановое число – это показатель, который обозначает степень стойкости топлива к возгоранию под напором сжатия. От присвоенного топливу ОЧ зависят его качество и стоимость. Данный показатель встречался всем водителям, хоть раз заправлявшим машину на автозаправке. Современная классификация бензинов основывается на присваиваемом им октановом числе:

92, 95, 98 и т.д. – это процентное соотношение содержания изооктана по отношению к к гептану. К примеру, в топливе Нормаль на изооктан приходится 80% от общего состава. А в топливе ЭКТО – все 100%. Чем выше содержание изомеров октана, тем выше устойчивость топлива к воспламенению.

У каждого ОЧ есть своя мера сжатия (соотношение объема цилиндра к объему камеры сгорания). Степень сжатия и октановое число – взаимосвязанные показатели. Чем выше ОЧ, тем выше степень сжатия. Ее повышение улучшает две характеристики топлива: уровень мощности и расходование топлива.

От чего зависит октановое число

Топливо – это многокомпонентный состав, получаемый путем фракцирования сырой нефти. В необработанном виде бензин отличается низкой детонацией (максимальное значение – 60 единиц). Низкое детонационное число приводит понижает и качество топлива. Низкооктановый бензин приводит к обильному черному выхлопу из трубы и резким звукам, доносящимся из двигателя.

Это значит, что бензин в цилиндрах детонирует (или сгорает) со скоростью от 2 000 м/с, вместо положенных 15–60 м/с. Детонационная волна неоднократно отражается от стенок цилиндра, что приводит к понижению мощности двигателя и его ускоренному износу. Чтобы, предотвратить этот процесс используют антидетонаторы: тетраэтилсвинец или спиртовые составы.

А также на октановом числе топлива сказываются углеводороды с циклическим и разветвленным строением. Чем больше углеводородов, тем выше качество бензина. Для увеличения этого показателя прибегают к специальным операциям: риформингу и крекингу.

Как измерить октановое число

Расчет показателя проводится в лабораторных условиях на основании двух критериев:

Значения этих показателей не совпадают, поскольку получаются на основании разных систем измерений. У основных марок бензина Аи-92, Аи-95 и Аи-98 значения, получаемые исследовательским методом всегда меньше значений, получаемых моторным. Разница между этими двумя методами имеет свое название – чувствительность топлива.

При проведении исследований применяют одноцилиндровые моторы, работающие с разной мощностью. Смысл проведения экспериментов состоит в сравнении образцов со смесью-эталоном. «Выигрывает» тот образец, чьи показатели наиболее приближены к нормативам. Для самостоятельного изменения октанового числа берутся экспресс-тесты, автоматически сравнивающие полученные данные с эталонной базой.

Наиболее близким к реальности считаются две меры:

Дорожный показатель высчитывается у движущегося автомобиля. Для расчета фактического используется агрегат, который устанавливается в процессе стендовых испытаний.

В процессе измерения ОЧ всегда присутствуют погрешности. В лабораторных условиях исследователи ориентируются на эталонный образец. В разных центрах эталоны разные, что сказывается на конечном результате. В качестве установок для измерения октанового числа используются отечественные и зарубежные приборы:

Детонационная стойкость

Детонационная стойкость – это способность топлива противостоять возгоранию при максимальном сжатии в камере сгорания цилиндра. У бензинового и дизельного горючего устойчивость к детонации определяется разными параметрами:

Если с вопросом о том, что такое октановое число бензина, все понятно, то характеристики дизеля остаются загадочными. Чтобы лучше понять работу этого горючего вещества, необходимо ввести новый термин.

При работе с дизелем применяется понятие «цетановое число». Данный показатель выделяет склонность топлива к воспламенению, основанную на продолжительности задержки горения рабочей смеси. С повышением цетанового показателя уменьшается задержка, что приводит к плавному и спокойному горению дизеля.

Под нормальным ОЧ понимается горение, при котором от свечи фронт пламени в цилиндре распространяется в разные стороны на скорости от 20 до 50 м/с. Характер горения топлива зависит от двух факторов:

На устойчивость топлива к воспламенению влияют два вещества:

Пропорции этих соединений в топливе определяют его качество и способность противостоять повышенному давлению. В хорошем бензине содержится много изооктана, в то время как присутствие n-гептан минимально.

Октановое число для нефтепродуктов и газопродуктов

Таблица 1. ОЧ для бензина

Повышение и понижение октанового числа

Представление о том, что высокое октановое число всегда лучше низкого неверно. Каждый вид топлива предусматривает свой оптимальный уровень октана. Для изменения ОЧ производители используют два метода: пересмотр технологии изготовки топлива и добавление новых компонентов.

Как повысить октановое число

Увеличение детонационной устойчивости происходит следующим образом:

Скорректировать показатели топлива можно и в домашних условиях. Перед тем как повысить октановое число бензина, вам понадобятся специальные средства, которые продаются в специализированных магазинах.

Таблица 2. Средства для повышения ОЧ

При изменении изначальной формулы бензина следует учитывать, что используемое вещество меняет не только степень сопротивляемости воспламенению. Изменяются и другие характеристики топлива, влияющие на работу двигателя внутреннего сгорания.

Как понизить октановое число

Производство низкооктанового топлива сегодня мало распространено. Однако техника, потребляющая такие составы, осталась. Для понижения ОЧ прибегают к следующим методам:

Присадки – это препараты, добавляемые в состав топлива для улучшения его характеристик. Формула присадки решает три задачи: повышает износостойкость, улучшает горение и увеличивает период службы горючего. В составе таких препаратов присутствует металлоорганика, которая понижает ОЧ.

Как подобрать оптимальное топливо для своего авто

Автомобилисту не приходится самостоятельно выбирать бензин для своей машины. Компании, выпускающие автомобили, указывают в рекомендациях к каждой модели топливо с точным ОЧ. Такой ход совершается, чтобы пользователи не задавались вопросом: октановое число бензина: что это такое и как его подобрать.

ОЧ определяют на основании технических показателей еще на стадии производства транспорта. Все, что нужно от владельца машины – следовать указаниям. Если же водитель подбирает топливо, которое не подходит его автомобилю, он может столкнуться с двумя проблемами:

Знания о том, как вычисляется октановый показатель и от каких переменных зависит, не нужны водителю на дороге. Однако базовые представления об ОЧ важны, поскольку доступно объясняют автомобилисту, что экспериментировать с бензином не стоит. Для каждого двигателя предусмотрена своя формула топлива, которая удлиняет машине жизнь и улучшает качество езды.

Источник