Октановое число: что это? Октановое число бензина, керосина, дизельного топлива, прибор для измерения, как повысить и понизить

Октановое число знакомо любому автолюбителю. Этот показатель мы ежедневно видим на заправочных станциях, выбирая марку топлива – А-92, А-95, А-98. И, хотя слова «октановое число» знакомы многим, далеко не все владельцы автомобилей понимают значение присутствия этого числа в типе бензина. Разобраться в тонкостях параметров топлива можно даже не являясь профессионалом. В данной статье мы расскажем, зачем нужно октановое число обычному автомобилисту, как его рассчитывать и как правильно выбирать топливо, основываясь на этом показателе.

Содержание:

1. Что такое октановое число?
2. Октановое число бензина
3. Октановое число керосина
4. Октановое число дизельного топлива
5. Прибор для измерения октанового числа
6. Как повысить октановое число
7. Как понизить октановое число

Что такое октановое число?

Октановое число – это универсальный параметр, который обозначает уровень стойкости топлива к самовозгоранию. Наряду с химическим составом бензина, включая фракции и примеси, является основной характеристикой качества топлива.

Если говорить просто, то чем выше цифра в наименовании топлива, тем ниже вероятность самопроизвольной детонации во время движения транспортного средства. А чем реже происходит самовозгорание внутри отсека, тем меньшая нагрузка оказывается на двигатель. Дело в том, что во время движения машины поршень, приходя в максимальное верхнее положение, создает давление на топливную жидкость. Чем ниже октановый показатель, тем больше вероятность, что бензин самовоспламенится. Это создает дополнительную нагрузку на мотор транспортного средства. Внешне это выражается в постукивании во время движения со стороны двигателя. Регулярное использование бензина низкого качества может привести к поломке пускового механизма.

Октановое число напрямую зависит от органического состава горючего. Например, углеводороды с разветвленным строением и циклические углеводороды имеют более высокое ОЧ, чем линейные углеводороды. Исходная смесь для подсчета величины – это изомер октана (изооктан) + n-гептан в условиях работы двигателя внутреннего сгорания. В данном случае октановое число будет соответствовать процентному соотношению первого компонента ко второму. Для массового использования предлагается бензин с октановым числом в рамках от 70 до 95, что соответствует 70-95% содержанию изомера октана в изначальной смеси. Чем выше ОЧ бензина, тем лучше его взаимодействие с двигателем.

Топливо с октановым числом выше 95, включая 100, производится путем каталитической переработки нефтяных фракций в условиях изменения температуры и в процессе промышленной переработки бензиновых фракций. Результатом становится увеличение количества углеводородов с разветвленной и цикличной структурой, а следовательно, и стойкости к самодетонированию. Возможно также получение топлива с октановым числом выше 100 при использовании специальных присадок. В случае достижения октанового числа 100, количество n-гептана в смеси равно 0, в случае превышения 100 речь идет о возможной замене n-гептана металлорганическим соединением ТЭС. Из-за ядовитых свойств вещества его используют только в ограниченном перечне видов горючего.

Октановое число бензина

Октановое число бензина 92 и 95 – самое распространенное сегодня, что отражается в названии марок топлива АИ-92, АИ-95. Самую большую стойкость к возгоранию внутри камеры показывает АИ-98. Современный автопром, как российский, так и зарубежный, выпускает транспортные средства, двигатели которых могут эффективно работать только с высокооктановыми продуктами, поэтому бензин с октановым числом менее АИ-92 просто перестал быть нужным (за исключением отдельных областей вроде сельского хозяйства).

Стоимость бензина высокого качества с максимальным октановым показателем будет выше, чем у аналогов – поэтому у нечестных поставщиков продукции возникает умысел «разбавить» АИ-98 или АИ-95 менее качественным горючим, чтобы получить большую прибыль. В этой связи крайне важно заправлять автомобильные средства только в сетях проверенных АЗС, гарантирующих качество предоставляемого топлива. Особенно если ваш бизнес связан с транспортировкой, грузами или логистикой. Повышение октанового числа бензина самостоятельными усилиями не приносит ощутимой экономии, так как корректно этот процесс может проходить только в промышленной среде при соблюдении определенных условий хранения.

Существует взаимосвязь октанового числа бензина со степенью сжатия внутри двигателя. Любая таблица степени сжатия показывает – чем выше степень сжатия, тем больше вероятность самовоспламенения. При этом высокая степень сжатия гарантирует эффективную работу мотора. Это еще один довод в пользу заливки высокооктановых марок бензина.

Октановое число керосина

Бензин – это не единственный вид топлива, и наряду с ним по всему миру используются керосин и дизель, также имеющие свои уникальные характеристики. Все три состава выделяются из нефти, но имеют различную химическую структуру.

Керосин старше бензина, сейчас его используют для питания реактивных и авиационных объектов и в составе ракетного топлива. По своему составу керосин ближе к дизельному топливу, чем к бензину. Он состоит из нескольких алкановых углеводородов, не имеющих тройных и даже двойных связей. И это создает трудности в определении октанового числа данного вида топлива.

Сложность в отделении одного алканового углеводорода от другого в керосиновой цепочке и непостоянность химического состава обработанных нефтепродуктов во время получения керосина не дают возможности точного цифрового выражения антидетонационных свойств топлива. Поэтому большинство исследователей, проводивших тестирование, утверждают, что у керосина октановое число просто отсутствует. Кроме того, воспламенение керосина происходит не моментально, как в случае с бензином, а постепенно – и время разнится в зависимости от типа мотора и объекта, который он питает.

По отношению к керосину более целесообразным становится подсчет цетанового числа (скорость воспламеняемости для топлива дизельного вида). Именно такую характеристику используют в отношении керосина для реактивных двигателей. От октанового числа цетановое отличается тем, что последнее это, по сути, отрезок времени, который проходит между впрыском топлива и его воспламенением.

Октановое число дизельного топлива

Как говорилось ранее, различия в химической структуре производных нефти определяет использование двух разных параметров для оценки антидетонационных свойств.

Дизельное топливо обладает низкой температурой воспламенения, поэтому целесообразно по отношению к нему использовать не октановое число, а цетановое. Оно определяет промежуток времени, за который происходит впрыскивание состава из струи и дальнейшее возгорание.

Определить цетановое число можно по такому же принципу, как и октановое, но с другой исходной смесью – гексадекан + альфа-метилнафталин, в стандартном соотношении объемная доля гексадекана составляет 100%, что соответствует цетановому числу 100. Чем выше цетановое число, тем лучше воспламеняемость топлива при запуске мотора, и тем оно качественнее.

Стандартный диапазон цетанового числа для дизеля– от 45 до 55. Значение выше 50 делает топливо пригодным для использования в зимнее время года. Сразу несколько российских стандартов ГОСТ запрещают использовать в холодную погоду и арктических условиях жидкости с ЦЧ ниже 48.

Прибор для измерения октанового числа

Октановое число бензина определяется двумя способами. Первый – это исследовательский метод, который реализуется в специальных лабораторных условиях. Таким путем тестируется бензин с номинальным октановым числом от 92 до 98.

Бензин с низким октановым числом, например 76, оценивается моторным методом, который описывает соответствующий ГОСТ. Отличия двух методов в применении температуры. Во время исследовательского тестирования не происходит нагревания смеси до высокой температуры +150 градусов и не требуется вращения мотора с высокой скоростью (600 оборотов против 900, используемых в моторном определении числа в соответствии с ГОСТ).

Испытуемая смесь сравнивается с изначальным образцом, описанным выше, с соотношением углеводороды / гептан, равному 100 / 0. Дальнейшее вычисление октанового числа происходит с помощью специальной установки.

Для рядовых автолюбителей остается использование октанометра, определяющего силу взаимодействия точечных зарядов, находящихся в диэлектрической среде бензиновой субстанции. Расчет октанового числа происходит с помощью калибровки, поэтому измеритель октанового числа выдает достаточную большую погрешность в 5-10 пунктов. В то же время моторное октановое число определяется с минимальной погрешностью.

Как повысить октановое число

Повышение октанового числа бензина происходит в промышленных условиях с помощью присадок. Улучшение качества состава обеспечивают так называемые антидетонаторы – чаще всего это спиртовые компоненты и реже - тетраэтилсвинец.

Из спиртовых компонентов используются метил и этил. Добавление этих составов в бензин с относительно низким октановым числом повышает параметр на несколько пунктов. Так, этиловый спирт в концентрации 10% позволяет «улучшить» маркировку бензина АИ-92 до АИ-95. Однако желание повысить класс топлива таким простым способом может, наоборот, привести к проблемам с механизмом:

• при неправильном хранении в субстанции появляется вода, что увеличивает расход топлива на ходу;
• вода в составе также может замерзнуть зимой – образуется лед;
• спирт косвенно влияет на повышение давления насыщенных паров, это способствует появлению пробок в трубопроводных магистралях механизма и их повышенному износу.

Тетраэтилсвинец является эффективным антидетонатором. Это вещество всего лишь в 0,05%-ой концентрации позволяет поднять октановое число минимум на 15 пунктов. Используется вместе с компонентами, которые обеспечивают удаление свинца из камеры сгорания посредством образования летучих соединений. Но даже это не позволяет полностью избавиться от свинцового вещества, опасного для нервной и других систем организма человека. Поэтому ТЭС в последнее время активно заменяют на ацетон, изопентан или неогексан.

Нетоксичное соединение с бензином гарантируют добавки эфирного сегмента, к которым относится метил-трет-бутиловый эфир. В концентрации до 15%, достаточной для работы, он поднимает октановое число на 12 пунктов. Требует особых условий хранения, особенно в теплое время года. МТБЭ часто выбирают производители топлива экстра-класса, решая, как повысить октановое число бензина до максимального.

Как понизить октановое число

Понижение октанового числа требуется для некоторых частных работ, в сельском хозяйстве или для заправки личного спортивного транспорта (к нему относятся, в частности, мопеды).

Самая распространенная ситуация – понизить октановое число бензина А-92 на 12 и более пунктов. Так, для сельскохозяйственной техники подходят маркировки бензина А-80, А-76 и А-72. Проще всего обеспечить канистрам с бензином доступ к кислороду – контакт с воздухом понижает октановое число соединения в среднем на 1/5 пункта в день.

Среди добавок можно использовать соединения серы или нефтяных растворителей, однако любая из них может негативно сказаться на работе двигателя.

Статьи по теме