Что такое октановое число

Октановое число, известное многим автомобилистам,— это ключевая техническая характеристика топлива, влияющая на работу автомобильного двигателя. В этой статье вы найдете ответы на все вопросы, связанные с этим понятием.

Определение октанового числа

Октановое число бензина показывает, насколько топливо устойчиво к детонации при запуске двигателя. Этот важный параметр характеризует устойчивость горючей жидкости к воспламенению без искры.

Риск самовозгорания

Чем больше октановое число, тем меньше риск внезапного воспламенения. Чем меньше показатель, тем больше вероятность возгорания топливно-воздушной смеси.

Функционирование двигателей внутреннего сгорания

Октановое число имеет решающее значение для нормального функционирования двигателя внутреннего сгорания. Когда поршень достигает высшей точки цикла, топливно-воздушная смесь испытывает огромное давление. Искра воспламеняет бензин, который заставляет поршень двигаться вниз, вращая вал двигателя.

Сила октана

Октановое число — это показатель способности бензина выдерживать давление до воспламенения. Чем выше октановое число, тем дольше топливо может находиться в сжатом состоянии до момента сгорания. Это приводит к улучшению работы двигателя, так как вырабатывается больше энергии, и к более плавной работе. Напротив, при более низком октановом числе топливо воспламеняется слишком быстро, что приводит к сбоям в работе двигателя.

Октановое число: Обзор

Октановое число определяется путем исследования автомобильного топлива. Первая буква «А» означает, что бензин специально разработан для использования в автомобилях. Вторая буква «И» — это октановое число, которое определяется в лаборатории. Для оценки проверяемых образцов их сравнивают с характеристиками гептана и изооктана (подробнее об этом ниже). АИ-95 подразумевает наличие 95% изооктана, остальное — гептан. В настоящее время распространены четыре вида топлива. Наиболее популярны АИ-92 и АИ-95. АИ-98, которое подходит для современных автомобилей с мощными двигателями, является самым качественным. Самое низкое октановое число — АИ-80.

Октановое число и автомобильное топливо

Бензин АИ-100 специально разработан для гоночных автомобилей, но на обычных заправках его обычно не найти. Топливо класса «Премиум» существует, но оно не имеет традиционной маркировки.

Как влияет октановое число

Чистый бензин производится из сырой нефти в процессе фракционирования и имеет низкую огнестойкость — 40–60 единиц. Для повышения детонационной стойкости в чистый бензин добавляют органические вещества, которые влияют на конечное октановое число.

Устойчивость к воспламенению

Углеводороды с прямой, линейной структурой обладают очень малой устойчивостью к воспламенению. Сложные структуры, такие как циклические или разветвленные, обладают наибольшей устойчивостью. Для повышения этого показателя производители топливных продуктов используют процессы риформинга и каталитического крекинга, повышающие концентрацию сложных углеводородов и снижающие количество линейных.

Связь между октановым числом, изооктаном и гептаном

Обычный бензин состоит из двух углеводородов: н-гептана (он же гептан) и изооктана. В лабораториях октановое число определяется путем сравнения свойств бензинов со стандартными эталонами. Такими эталонами являются изооктан с детонационной стойкостью 100 и гептан с нулевой стойкостью к воспламенению. Октановое число — это отношение гептановой и изооктановой фракций.

Определение детонации

Детонация — это эффект, наблюдаемый в двигателях с высокой степенью сжатия, когда топливно-воздушная смесь взрывается, а не сгорает. Изооктан, сжатый до максимума, не сгорает без посторонней помощи. А вот гептан вспыхивает при минимальном стимулировании. Чем больше изооктана, тем выше октановое число, тем лучше характеристики топлива. Этот показатель влияет на мощность двигателя, запас хода, шумность при работе.

Детонация: Неконтролируемая реакция воспламенения

Детонация — это реакция сгорания, протекающая без участия искры. Отсутствие контроля приводит к неконтролируемому воспламенению топливной смеси в двигателе автомобиля. Как правило, при нормальной работе двигателя искровое зажигание происходит, когда поршень цилиндра находится в наивысшей точке. При этом бензин воспламеняется с равномерным горением, выделяя значительное количество энергии. Однако при детонации воспламенение происходит преждевременно.

Горящее топливо создает тепловое воздействие и давление на стенки цилиндра и его поршень, что приводит к взрыву бензина. В норме скорость движения пламени составляет от 15 до 40 метров в секунду. При детонации этот показатель возрастает до ошеломляющих 1500–2000 м/с.

Влияние детонации на двигатели

Последствия детонации для двигателей весьма плачевны. Она вызывает быстрое сгорание топлива, что приводит к перегреву основных компонентов. При этом возникают ударные волны, повышается температура двигателя и увеличивается давление на его отдельные детали.

Двигатель изнашивается, при работе слышен шум и странные звуки (похожие на удары металла о металл). Кроме того, снижается мощность, и двигатель не вырабатывает столько энергии.

Детонация: Происхождение явления

Явление детонации обусловлено несоответствием октанового числа топлива и характеристик двигателя. Мощный двигатель оказывает сильное давление на воздушно-топливную смесь; если октановое число ниже рекомендуемого, то дополнительная нагрузка может привести к сгоранию топлива до того, как свеча зажигания проскочит искру и поршень перейдет в пиковое положение.

Недобросовестность производителей

Производители часто проявляют небрежность, добавляя в нефть пропан, метан и другие вещества для временного повышения октанового числа. Эти компоненты являются летучими и быстро испаряются, что приводит к снижению октанового числа. Изучение октанового числа бензина является обязательным.

Определение октанового числа

Лабораторные методы

Для наиболее точного расчета октанового числа необходимо использовать лабораторные методы. Производители топливных смесей используют два метода:

Независимые методы

Помимо лабораторных методов, существуют независимые способы оценки октанового числа.

Двигатель

Объектом исследования является одноцилиндровый двигатель. Моделируются условия реального времени, воспроизводящие движение автомобиля по пригородному шоссе. Анализ проводится в соответствии с ГОСТом, при этом частота вращения двигателя составляет 900 оборотов в минуту, а температура топливно-воздушной смеси — 149°C.

Исследование

Полученное топливо сравнивается с эталоном, при этом определяется содержание изооктана и гептана в смеси. Двигатель работает в воссозданных условиях городской среды. Смесь дозируется при температуре всего 52°C, двигатель вращается со скоростью 600 оборотов в минуту. Исследования соответствуют ГОСТу.

Существенное различие в единицах измерения

В силу различий условий в России и США единицы измерения одних и тех же показаний не совпадают. Исследователи в России используют определенный метод, а в США — среднее значение двух величин.

При заправке автомобиля за рубежом необходимо помнить о расхождениях в единицах измерения. Для перевода показателей из одной системы в другую можно воспользоваться таблицей октановых чисел.

Определение октанового числа

Для независимого измерения октанового числа можно использовать специализированный прибор, называемый октанометром. Эти приборы широко представлены в магазинах, но даже самые современные и точные модели могут иметь погрешность до 5 единиц. Более старые и простые модели менее надежны и могут иметь погрешность до 10 единиц.

Октанометры

Октанометры — это приборы, определяющие диэлектрическую проницаемость топлива. Полученные результаты сравниваются с запрограммированными значениями, заложенными в прибор. Для обеспечения точности показаний необходима регулярная калибровка.

Важно

На самом деле октанометры измеряют не само октановое число, а электропроводность. На нее влияют не только линейные и циклические углеводороды, но и любые присадки, не имеющие прямого отношения к детонационной стойкости. Таким образом, получить независимое определение практически невозможно.

Максимальное октановое число

Октановое число может варьироваться от 130 до 140, однако оно достижимо только при добавлении металлоорганических соединений, таких как ферроцен и тетраэтилсвинец. Эти соединения считаются экологически вредными и поэтому во многих странах не разрешены к применению, в результате чего октановое число неэтилированного газа составляет 109. Авиационное топливо может достигать 115, а для гоночных автомобилей используется октановое число 102.

Способы повышения октанового числа

Введение в процесс нефтепереработки катализаторов с рением — один из способов повышения октанового числа. Этот химический элемент повышает концентрацию углеводородов с разветвленной структурой, что делает топливо более эффективным.

Исторически для повышения октанового числа использовались такие присадки, как тетраэтилсвинец, однако в настоящее время его применение запрещено из-за токсичности. Другие присадки, такие как эфиры, ароматические углеводороды и спирты, считаются более экологичными и позволяют повысить октановое число на 10–12 единиц.

Варианты повышения октанового числа

Для повышения октанового числа выпускаются различные препараты, такие как октан-корректоры, антидетонаторы, универсальные смеси со спиртами и эфирами. Однако влияние этих добавок на топливо ограничивается максимум 2–6 пунктами. Среди наиболее популярных на рынке добавок можно назвать Totek UMT, Astrohim Octane Plus, Octane Plus Hi Gear, Lavr Next Octane Plus и Octane Plus Liqui Moly.

Понижение октанового числа

Для тех, кто имеет старый автомобиль, работающий на топливе с низким октановым числом, существует несколько способов понизить октановое число.

Выветривание

Самый простой способ снизить октановое число — оставить топливный бак открытым и дать летучим веществам испариться. Это позволяет снизить октановое число в среднем на 0,5 единицы в день.

Состав керосина: Контроль качества является ключевым моментом

Когда речь идет о составе керосина, бывает непросто определить правильные пропорции. Поэтому контроль качества очень важен. Несмотря на это, керосин может негативно влиять на современные двигатели, что может привести к их неисправности.

Если в бак заливается бензин с более низким октановым числом, то это влияет на скорость воспламенения и сгорания топливно-воздушной смеси. Обычно этот процесс запускается искрой и высвобождает энергию медленно и контролируемо. Поэтому необходимо соблюдать октановое число, установленное производителем машины/двигателя — в соответствии с технической документацией.

Недостаточное октановое число

При слишком низком октановом числе возникает детонация. Это неожиданное сгорание бензина, которое происходит преждевременно и сопровождается выделением ограниченного количества энергии.

Более высокие октановые числа

И наоборот, при слишком высоком октановом числе давление в цилиндре не достигает оптимального уровня для полного сгорания топливно-воздушной смеси. Это приводит к замедленному и неполному сгоранию топлива.

Более низкие октановые числа могут снижать производительность двигателя

При использовании бензина с низким октановым числом снижается мощность двигателя, что сопровождается отчетливым металлическим стуком. Расход топлива также увеличится. Нагрев двигателя приводит к ослаблению катализатора отработавших газов и сокращению срока его службы. Некоторые современные автомобили оснащены системами предупреждения детонации, что может позволить использовать топливо с более низким октановым числом, чем указано производителем. Это позволяет сэкономить деньги, но при этом расходуется больше топлива, а производительность двигателя падает.

Опасности использования топлива с высоким октановым числом

Принято считать, что топливо с более высоким октановым числом полезно. Однако если использовать топливо с октановым числом, превышающим рекомендуемое, это может привести к негативным последствиям. В цилиндре не будет происходить необходимого сжатия, что приведет к неполному сгоранию топливно-воздушной смеси.

Постоянное использование высокооктанового бензина может привести к снижению мощности двигателя, увеличению расхода топлива, большим затратам на покупку бензина на АЗС, образованию нагара на поршнях, клапанах и свечах зажигания, нагреву выпускных клапанов, которые могут выйти из строя и потребовать дорогостоящего ремонта.

Значение октанового числа

Октановое число — это оценка устойчивости топлива к неконтролируемому воспламенению, или детонации. Этот показатель определяет мощность двигателя и его эксплуатационные возможности. Поэтому очень важно правильно выбрать бензин, чтобы автомобиль хорошо работал, а его двигатель служил долго и был максимально эффективным.