Что такое октановое число химия
Что такое октановое число
Октановое число (ОЧ) — это мера детонационной стойкости горючего, которое используют для двигателей внутреннего сгорания с внешним типом смесеобразования. В большинстве случаев его применяют для маркировки бензина, и для автовладельцев оно выражено привычными числовыми значениями 80, 92, 95 и 98 на автозаправках. Все ОЧ соответствуют разным типам двигателя и от этого напрямую зависят эксплуатационные характеристики автомобилей.
Что означает октановое число
Октановый показатель говорит о химической стойкости топлива к возгоранию, т.е. существует прямая зависимость: чем выше ОЧ-показатель, тем более устойчиво топливо к самопроизвольному загоранию, тем большее сжатие оно способно выдерживать до детонации.
Сам термин не раскрывает, что такое октановое число, потому что в качестве эталонного топлива принята смесь изооктана (а не октана) и н-гептана. Эти 2 органических соединения были выбраны как эталонные благодаря их свойствам:
- Изооктан не взорвется самопроизвольным образом даже при степени сжатия намного выше той, которая создается в бензиновых двигателях стандартного строения. Т.е изооктан без каких-либо примесей можно считать бензином с ОЧ 100.
- Гептану для самопроизвольного взрыва достаточно даже малого сжатия.
Таким образом, ОЧ — это своеобразная шкала, показывающая процентное соотношение долей изооктана и н-гептана. Такое определение означает, что бензин, обозначаемый маркой А-95, будет характеризоваться детонационными свойствами, аналогичными 95% смеси изооктана и н-гептана.
Как определить октановое число бензина
В большинстве случаев степень ОЧ определяется 2 методами: исследовательским (ОЧИ) и моторным (ОЧМ). Оба способа относятся к лабораторным и должны соответствовать ГОСТам 511/82 (для ОЧМ) и 8226 (для ОЧИ). Измерение ОЧИ основано на работе двигателя в режиме более низкой (по сравнению с ОЧМ) нагрузки, поэтому его номинальное значение получается больше, чем ОЧМ. Условно можно считать, что ОЧИ — это топливная характеристика при эксплуатации автомобиля в условиях города, а ОЧМ — на шоссе.
В РФ приняты обозначения, соответствующие измерениям, проведенным исследовательским методом, а, например, в Америке берут среднее арифметическое от ОЧМ и ОЧИ. Таким образом, в разных странах маркировки могут различаться, и это нужно учитывать в путешествиях на личном транспорте, чтобы не повредить двигатель.
Степень ОЧ измеряют и самостоятельно, при помощи специальных приборов — октанометров, которые можно найти в свободной продаже. Однако важно понимать, что с их помощью нельзя узнать непосредственно ОЧ, речь идет об измерении импедансной электропроводности бензина (т.е. его диэлектрической проницаемости). Этот параметр имеет некоторую корреляцию с суммарным количеством высокооктановых ароматических углеводородов, т.к. они резко выделяются диэлектрической проницаемостью на фоне других углеводородов, которые содержатся в бензине.
Однако прямой функциональной зависимости здесь не существует. Получается, что измеряется одно, а за результат выдается совсем другое. Из-за этого возможны ошибки, когда, например, при измерении таким прибором ОЧ бензина высокого экологического класса, содержащего мало токсичных производных бензола, но достаточно много относительно безвредных высокооктановых алканов, аппарат покажет существенное занижение необходимого параметра.
Более надежны экспресс-анализаторы, работающие на основе интегрального химического состава. Но они должны быть настроены под технологические процессы производства бензина, т.к. эти параметры оказывают существенное влияние на конечный результат. Без учета этих деталей возможны ошибки. К тому же, такие приборы стоят дорого и доступны не каждому.
Степень сжатия и ОЧ
Соответствие степени сжатия ОЧ регламентируется различными ГОСТами. Соответствующие значения можно посмотреть в таблице.
| Марка бензина | ОЧИ | ОЧМ | Степень сжатия |
| А-72 | — | 72 | 7 |
| А-76 | — | 76 | 7.5 |
| АИ-80 | 80 | 76 | 8 |
| АИ-91 | 91 | 82.5 | 9 |
| АИ-92 | 92 | 83 | 9.2 |
| АИ-93 | 93 | 85 | 9.3 |
| АИ-95 | 95 | 85 | 9.5 |
| АИ-96 | 96 | 85 | 9.6 |
| АИ-98 | 98 | 87 | 10 |
Влияние бензина с октановым числом выше или ниже рекомендуемого производителем на двигатель
Если автомобиль, двигатель которого рассчитан на 95 или 98 бензин, заправить топливом с низким ОЧ, вскоре можно будет заметить нехарактерные для него шумы. Понизится производительность мотора, вырастет потребление топливной смеси, а в выхлопной катализатор начнет поступать тепло, которое снизит его прочность. Если такая ситуация произошла, следует не торопясь, следя за числом оборотов, доехать до ближайшей АЗС и залить необходимую марку бензина.
О вреде марок с низким ОЧ знают многие автовладельцы и стараются избегать их. Однако существует и другая опасность, которая заключается в заблуждении, что высокооктановое топливо всегда лучше, что это просто более качественный бензин. Однако это не так.
Завышенное по сравнению с рекомендованным ОЧ станет причиной перегревания седел и тарелки выпускного клапана. Клапаны быстро прогорят и потребуется длительный ремонт двигателя по высокой цене. Аналогично предыдущей ситуации возрастет расход топлива, КПД начнет снижаться, на поршнях, клапанах и электродах свечей зажигания появится нагар.
Во избежание всех этих проблем в топливный бак можно заливать только бензин, рекомендованный производителем.
Сгорание бензина с разной величиной октанового числа
Скорость сгорания бензина напрямую связана с величиной ОЧ. Высокооктановое топливо характеризуется плавным и длительным временем сгорания. Двигатель при этом работает более плавно и равномерно по сравнению с рассчитанными на низкооктановое топливо моторами. И наоборот, чем ниже октановый показатель, тем меньший период нужен для воспламенения бензовоздушной смеси. Это влияет на расход топлива, т.к. быстрое сгорание означает и более быстрое поступление бензина в камеру сгорания.
Однако нужно учитывать, что простым увеличением ОЧ нельзя добиться экономии, т.к. еще нужно учитывать конструктивные особенности двигателей.
В чем заключается пагубность детонации для двигателя
Детонационная стойкость представляет собой способность топлива воспламеняться, а затем сгорать в цилиндрах автомобильного двигателя, минуя нежелательные взрывные процессы. Хотя детонационное сгорание бензовоздушных смесей не разрушит полностью двигатель, подобно тротиловой шашке, все же следует учитывать, что при детонации фронт пламени может распространяться со скоростью примерно 2000 м/с (вместо необходимых 20-40 м/с), что можно сравнить с действием классической взрывчатки.
Все это приводит к звенящим постукиваниям, последствия которых могут оказаться разрушительными для двигателя: масляная пленка на стенках гильзы сдирается гиперзвуковыми ударными волнами, увеличивая износ поршневых колец и цилиндров. Дымность выхлопа возрастает, мотор начинает перегреваться, его мощность снижается, разрушаются камера сгорания и поверхность поршня. Как следствие, все эти факторы снижают нормальный срок эксплуатации двигателя.
Повышение и понижение октанового числа бензина
Бензин, который получают из нефти методом простой перегонки, называют прямогонным. Этот сорт характеризуется низким ОЧ в пределах от 41 до 56. Для современных двигателей такое топливо не подходит, поэтому в промышленных условиях используют методики риформинга, а также каталитического и термического крекинга для повышения ОЧ до принятых стандартов.
Но иногда возникают бытовые ситуации, когда необходимо повысить или понизить степень октанового числа. Например, современные АЗС уже почти не реализуют топливные марки 76/80, но техника, рассчитанная на низкооктановый бензин, все еще есть, поэтому существует и потребность в таком топливе.
Может возникнуть и обратная ситуация, когда двигатель рассчитан на высокооктановый бензин 95/98, а на заправке есть только 92 марка бензина. На помощь приходит современная химия, которая позволит сберечь двигатель, самостоятельно повысив ОЧ с помощью специальных веществ — присадок универсального типа и отан-корректоров.
Самые распространенные присадки
Для превращения бензина в низкооктановый чаще всего используют добавление керосина. Недостаток метода заключается в сложности подбора нужных пропорций. Несмотря на несовершенство бытовых измерительных приборов, для увеличения точности рекомендуется определять ОЧ получаемой смеси с помощью октанометров.
Для повышения ОЧ современного бензина используют специальные присадки, которые также называют антидетонаторами, состоящие из спиртов и эфиров, максимальное ОЧ которых может достигать 120. Примерами наиболее распространенных присадок являются:
- Октан Плюс от американского производителя Hi Gear — способен увеличить ОЧ на 5-6 единиц, способствует снижению расхода топлива и износа клапанов и поршневых колец.
- Octane Plus от популярного немецкого производителя Liqui Moly — повышает ОЧ от 2 до 5,5 единиц. Важным фактором является марка используемого бензина: для одинакового объема топлива ОЧ марки 92 повысится больше, чем ОЧ 95 бензина.
- Тотек УМТ российского производства кроме повышения ОЧ способствует увеличению КПД двигателя, снижению расхода топлива, удалению влаги в топливной системе, а также защищает рабочую поверхность клапанов и форсунок от нагара и т.п.
Кроме этих присадок автовладельцам предлагается большое количество и других средств с различными характеристиками, но следует учитывать, что все присадки характеризуются высокой испаряемостью, поэтому современное топливо с их высоким содержанием не подходит для длительного хранения.
Октановое число
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.
Содержание
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 | ||
| 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] |
- ↑ 12 Ориентировочно, может слегка варьироваться в зависимости от состава конкретных образцов бензина.
- ↑ 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.
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
- От чего зависит октановое число
- Как измерить октановое число
- Детонационная стойкость
- Октановое число для нефтепродуктов и газопродуктов
- Повышение и понижение октанового числа
- Как повысить октановое число
- Как понизить октановое число
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:
| Название | Октановый показатель |
| Нормаль | АИ-80 |
| Регуляр | АИ-92 |
| Премиум | АИ-95 |
| Супер | АИ-95+ |
| Экстра | АИ-98 |
| ЭКТО | АИ-100 |
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:
- исследовательского ОП (аналогичен работе двигателя в городе);
- моторного ОП (аналогичен работе двигателя загородом).
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:
- фактическое ОЧ;
- дорожное ОЧ.
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:
- Октан-ИМ;
- Октанометр ПЭ-7300М;
- Shatox SX-100M и другие.
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:
- Бензин – качество состава основывается на прямой пропорциональности: чем выше ОП, тем лучше топливо. Низкооктановое горючее перегревает двигатель и постепенно разрушает его.
- Дизель – качество состава основывается на обратной пропорциональности: чем ниже ОП, тем хуже топливо. Быстрое воспламенение позволяет горячей смеси гореть более плавно, приводя к стабильной работе двигателя.
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:
- химическая формула бензина – пропорции углеводородных групп;
- фракционный состав – степень испаряемости.
На устойчивость топлива к воспламенению влияют два вещества:
- n-гептан – неустойчив к возгоранию;
- изооктан – устойчив к возгоранию.
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
| Бензин | ОЧ исследовательское | ОЧ моторное |
| А72 | отсутствует | 72 |
| А76 | отсутствует | 76 |
| АИ80 | 80 | 76 |
| АИ91 | 91 | 82.5 |
| АИ92 | 92 | 83 |
| АИ93 | 93 | 85 |
| АИ95 | 95 | 85 |
| АИ96 | 96 | 85 |
| АИ98 | 98 | 87 |
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:
- Меняется технологический процесс: в состав добавляют катализаторы на основе рения. Этот этап увеличивает количество разветвленных элементов, увеличивая ОЧ.
- Меняется состав: к изначальной форме топлива добавляют детонаторы, среди которых:
- Метилтретбутиловый эфир: низкотоксичный компонент. Если долить в горючее МТБЭ в объеме 10-15%, октановое число возрастет на 6-12 пунктов. Главный минус вещества – испарение из бензина в жарких условиях.
- Спиртовые компоненты (метиловый и этиловый спирт): если в бензин АИ-92 добавить 10% этиловый спирт, ОЧ возрастает до 95 единиц, а выхлопные газы станут менее токсичны. Из минусов спирта – скачки давления насыщенных паров, образующие паровые пробки;
- Тетраэтилсвинец: вещество повышает ОЧ бензина на 17 пунктов. Не применяется в чистом виде, поскольку образует высокотоксичный оксид свинца. Чтобы снизить нагрузку на мотор в ТЭС добавляют дибромпропанол, бормистый этил или диромеэтан.
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
| Наименование | Повышение ОЧ |
| Lavr Next Octane Plus | 6 ед. |
| Astrohim Октан Плюс | 3-5 ед. |
| Octane Plus | 2-2,5 ед. |
| Liqui Moly Octane Plus | 2-5,5 ед. |
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:
- Подливают керосин: при добавлении вещества необходимо сохранить правильные пропорции, иначе топливо можно испортить.
- Снижают естественными способами: снижение происходит за счет присадок* с испаряющимися веществами. Если открыть емкость с горючим, ОЧ будет снижаться со скоростью 0,5 единиц в сутки.
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:
- ОЧ ниже рекомендованного: увеличивается расход бензина, снижается мощность двигателя, сбоят системы зажигания и охлаждения.
- ОЧ выше рекомендованного: бензин сгорает не полностью, что также приводит к износу двигателя, увеличиваются расходы на топливо.
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.
Октановое число бензина: все, что должен знать автолюбитель!
Многим автолюбителям было бы интересно узнать об октановом числе бензина. Каждый день они заправляют свой автомобиль каким-то определенным бензином, даже не задумываясь, что означает та или иная цифра (92,95 или 80). В данной статье приведем основную информацию, которую должен знать любой уважающий себя владелец транспортного средства.
Октановое число. Что это?
Данное определение характеризует меру химической стойкости топлива к возгоранию. То есть чем выше октановое число, тем устойчивее топливо к самопроизвольному зажиганию. Это очень важно. В процессе движения поршня (в крайне верхнем положении) топливно-воздушная смесь может находиться под большим давлением. Если октановое число низкое, то бензин воспламеняется (без участия искры). Данное явление крайне негативно сказывается на двигателе.
Наверное, каждый владелец отечественных авто знает на себе, что такое детонация. Так вот данное явление происходит как раз по причине плохого качества бензина. В процессе работы двигателя могут появляться лишние шумы, которые очень надоедают автолюбителям. Происходит это из-за столкновения волн высокого давления, образующихся в процессе неправильной работы мотора.
Чем опасна детонация?
Для двигателя наличие детонации – это крайне опасный момент. Неконтролируемое возгорание может привести к расплавлению поршневых отверстий. В большинстве случаев могут даже погнуться шатуны. В конечном итоге мотор потребует капитального ремонта. К счастью, на современных авто подобная поломка исключена, ведь управление осуществляется с помощью компьютерных блоков. Здесь в действие вступают специальные датчики, которые отслеживают появление детонаций. Как только подобные проявления обнаруживаются, специальный модуль возвращает контроль над топливной смесью. В зависимости от ситуации, может быть снижен уровень наддува или оттянуто время воспламенения свечи. То есть компьютерный блок самостоятельно производит защиту двигателя.
Зависимость степени сжатия от октанового числа
Чем выше степень сжатия поршней в двигателе, тем выше его мощность при минимально объеме бензиновой смеси. В современных машинах степень сжатия может составлять 10:1, но в некоторых случаях она может быть выше. Вопреки стереотипу многих автолюбителей двигатель с наддувом имеет, наоборот, меньшую степень сжатия. Производители машин обязательно должны учитывать степень сжатия и контролировать данный параметр. Максимальная величина сжатия в спортивных машинах, поэтому там обязательно должно использоваться высокооктановое топливо.
Важно помнить, что внутрицилиндровое давление нуждается в качественном топливе с высоким октановым числом. Только в этом случае можно будет гарантировать отсутствие самовоспламенения. Конечно, ошибка не исключена и в бак может попасть совершенно не тот вид топлива.
Что произойдет, если в баке оказался бензин с низким октановым числом?
Допустим, у человека новая иномарка, в которую он залил вместо бензина с 95-м или 98-м октановым числом, топливо с классом 80. Первым признаком будет появление нехарактерных для двигателя шумов. Следовательно, до ближайшей заправки необходимо ехать очень аккуратно, не форсируя число оборотов. Вполне естественно, что в двигателе снизится производительность, возрастет «прожорливость» транспортного средства. Существенно снизится прочность выхлопного катализатора из-за попадания в него тепла. Таким образом, нужно заливать в бак только рекомендованное производителем топливо.
Можно ли самостоятельно высчитать октановое число?
Существует два популярных способа, которые позволяют произвести точный расчет октанового числа – моторный и исследовательский. Любой из этих методов должен реализовываться в специальных условиях. Для начала производится подбор качественных смесей эталонных углеводородов с числом 100, а также нормального n-гептана с числом 0. Далее определение октанового числа осуществляется на специальной установке.
В моторном способе производится имитация высокой нагрузки мотора. При этом смесь хорошо прогревается до температуры 150 градусов Цельсия. Во время эксперимента частота вращения мотора должна находиться на уровне 900 оборотов в минуту. При исследовательском методе смесь не будет нагреваться, а частота вращения будет находиться на уровне 600 оборотов в минуту. Сразу стоит отметить, что в случае с исследовательским методом октановое число получится на несколько единиц выше (чаще всего на 7-10).
Существует старый ГОСТ, согласно которого измерение октанового числа 76 и 72 бензина производится при помощи моторного способа. Что касается высокооктанового топлива (от 93 до 98), то оно тестируется исключительно исследовательским методом.
Есть еще один способ определения октанового числа, который доступен каждому рядовому – применение специального прибора. Но здесь на высокую точность измерения рассчитывать не приходится – погрешность однозначно будет.
Можно ли поднять октановое число бензина?
Чаще всего для повышения октанового числа бензина в него добавляются различные парафиновые и ароматические углеводороды. При этом очень важно, чтобы данные элементы имели разветвленные структуры. Чем сильнее запах бензина, тем выше его октановое число. Именно поэтому в открытой емкости хранить бензин не рекомендуется – это может привести к снижению данного параметра. Еще один метод – применение специальных присадок, многие из которых, кстати, запрещены из-за повышенного вреда природе. Кстати, буква «И» в аббревиатуре «Аи» означает, что измерение октанового числа производилось исследовательским методом.
Октановое число бензина: что это такое
Октановое число бензина — важный показатель. От него зависят эксплуатационные свойства топлива, динамические и другие характеристики автомобиля. Под данным понятием подразумевается мера стойкости к детонации (возгоранию) этого типа топлива. Существуют определенные стандарты для различных видов бензина. Различные типы двигателей рассчитаны на использование бензина с определенным октановым числом.
Что такое октановое число?
Октановое число подразумевает стойкость к воспламенению под воздействием сжатия. Данный показатель численно равен количеству изооктана в смеси с другим важным компонентом — н-гептаном. Существуют различные типы октанового числа. Определяются они разными способами:
- исследовательское октановое число;
- моторное октановое число.
Соответственно обозначаются данные показатели как ОЧИ и ОЧМ. Разница между ними представлена как чувствительность топлива. Если необходимо определить показатель в реальных условиях эксплуатации двигателя — используется показатель «фактическое октановое число». Оно определяется на специальном стенде, прямо в работающем двигателе.
При этом сгорание н-гептана в случае невысоких показателей сжатия сопровождается стуками в двигателе. Величина его октанового числа принята на уровне 0. Для топлива с величиной октанового числа более 100 существует специализированная шкала. В него в зависимости от двигателя и условий эксплуатации добавляется специальный компонент — изооктан. Также может добавляться антидетонатор.
Использование бензина с неподходящим по параметрам двигателю октановым числом приводит к возникновению металлического звона. Появляется он из-за волн давления, создаваемых при чрезмерно быстром сгорании топлива, отражении от стенок поршня/цилиндров.
Повышение октанового числа бензина
Повышение октанового числа бензина возможно разными способами:
- путем сложного технологического процесса;
- добавлением специального антидетонатора.
Наиболее часто используется именно второй способ. Самыми распространенными антидетонаторами являются:
- различные добавки на основе спирта;
- тетраэтилсвинец.
Добавки на основе спирта
Одним из часто ранее применяемых методов является добавление спирта. Причем это мог быть как этиловый, так и метиловый. Например, если к бензину с октановым числом 92 добавить 1/10 часть этилового спирта, то его показатель стойкости к детонации увеличится до 95. Сопутствующим эффектом будет существенное снижение токсичности выхлопа.
К тому же спирт очень гигроскопичен. Необходимо применять специальные методы хранения подобного топлива, осуществлять контроль за количеством воды в смеси. Попадание её в двигатель может стать причиной серьезных поломок, необходимости дорогостоящего ремонта.
Тетраэтилсвинец
Данное вещество имеет химическую формулу Pb(C2H5)4. По своим характеристикам он является одним из самых эффективных антидетонаторов. Температура его закипания составляет целых 2000С, имеет высокий показатель вязкости. Начал использоваться в рассматриваемом качестве ещё в 1921 году. Сегодня является наиболее часто используемым. Данное вещество позволяет повысить показатель октанового числа на целых 17 пунктов.
При этом в чистом виде вещество не используется. Так как при сгорании его возникает оксид свинца. В процессе эксплуатации двигателя он оседает почти на всех его внутренних элементах. Как следствие — возникновение нагара на клапанах, поршнях мотора и остальных.
Потому вместе с тетраэтилсвинцом обязательно добавляются специальные вещества, выводящие продукты оксида свинца. Таковыми компонентами являются:
- бромистый этил;
- дибромпропан;
- диромэтан.
Как понизить октановое число бензина
С недавнего времени с заправок исчез бензин с октановым числом 76 и 80. Но при этом большое количество техники, которая ещё на данный момент эксплуатируется, требует для своей нормальной работы именно такое топливо. Особенно часто возникают такие сложности с мотоблоками, выпущенными около 10 лет назад или же более. Приобретать новый — достаточно дорогостоящее мероприятие. Именно поэтому вопрос по поводу снижения октанового числа бензина очень актуален.
При заливке 92-го бензина вместо 80 или даже 76 двигатель обычно работает неровно, либо заводится и сразу глохнет. Потому прежде, чем использовать 92-ой, следует понизить его октановое число до приемлемого в конкретном случае. Существует несколько «народных» способов осуществить данную процедуру в домашних условиях:
- оставить канистру с бензином на открытом воздухе с незакрученной пробкой — каждый день величина октанового числа снижается на 0.5;
- использовать как добавку керосин — данный метод ранее использовался на старых автомобилях (достаточно сложно будет выбрать подходящие пропорции).
При этом прежде, чем использовать такой метод, необходимо будет обязательно измерить величину октанового числа.
Измерение октанового числа бензина
Процесс измерения октанового числа достаточно прост. В свободной продаже не составит найти октанометр — специальный прибор, определяющий величину октанового числа топлива. Важно лишь помнить, что данное устройство работает по принципу измерения диэлетрической проницаемости бензина. Так как имеется пропорциональная зависимость данного показателя от октанового числа. Необходимо будет составить специальную калибровочную зависимость — для определения точной величины.
Построение такой зависимости осуществляется с использованием н-гептана, а также топлива, величина октанового числа которого уже известна. Применяются моторные установки типа УИТ-65 и УИТ-85. Сам принцип измерения основывается на сравнении октановых (цетановых) чисел контрольного образца с образцами других бензинов. Аналогичным образом возможно определить также октановое число дизельного топлива. 
Сегодня данный метод стало возможно использовать именно по причине того, что производится бензин путем использования не технологии прямой перегонки, а кампаудирования (смешивания). Хорошо иллюстрирует данный процесс обозначенный ниже рисунок. 
Данный способ определения величины октанового числа бензина имеет определенные недостатки, о которых необходимо будет помнить. К таковым сегодня относятся следующие:
- невозможность осуществить анализ бензина неидентифицированного — так как сам процесс анализа производится методом сравнения;
- сложно определить различные внешние факторы на сам процесс измерения.
Сравнение всегда осуществляется на основании данных, которые уже заложены в специальном приборе. Путем использования сложного алгоритма делается вывод о соответствии измеряемого октанового числа с уже присутствующим в памяти прибора. Также невозможно было создать единую модель для бензинов, изготовленных различными способами (крекинг/риформинг/иные), а также разных видов. Для бензинов с разными октановыми числами необходимо изготавливать новые модели приборов.
Имеются следующие ограничения на использование модели рассматриваемого типа:
- осуществляется предварительная калибровка в соответствии с эталонными устройствами;
- температура должна соответствовать определенному диапазону, указанному в спецификации прибора.
Прибор для измерения октанового числа бензина и его приблизительная стоимость
Принцип работы у всех без исключения приборов, измеряющих величину октанового числа, является идентичным. На рынке присутствуют устройства как отечественного, так и зарубежного производства. Наиболее популярным и известным прибором данного типа, изготовленным в РФ, является ОКТИС. Стоимость его составляет порядка 3.5 тыс. рублей.
Часто применяется в картинге и других видах спорта. Принцип его действия достаточно прост. Производится два измерения — эталонного топлива и другого, чье октановое число необходимо измерить. Далее полученные данные попросту сравниваются. 
При этом топлива разных производителей во всех без исключения случаях имеют отличия друг от друга. Соответственно, калибровочная зависимость диэлектрическая проницаемость — октановое число существенно различается. Потому требуется в каждом случае строить индивидуальные калибровки. В качестве стандарта обязательно применяется топливо конкретного производителя. Октановое число обязательно должно быть предварительно измерено на специальной установке.
Такими установками на территории РФ являются:
- УИТ-65;
- УИТ-85.
Одним из самых эффективных приборов для измерения октанового числа является ОКТАН-ИМ. Стоимость его составляет 40.8 тыс. рублей на 2016 год. Данный прибор обладает встроенной памятью и может вмещать в себя порядка 10 различных калибровок. Точность показаний устройства максимально высока. Наиболее сложным по устройству и эффективности является ОКТАНОМЕТР ПЭ-7300 М. 
Стоимость его составляет порядка 50 тыс. рублей. Главным его отличием от более дешевых аналогов является наличие специализированного программного обеспечения. Возможно подключение к персональному компьютеру. При осуществлении расчетов можно учесть показатель температурного режима.
Существует определенная зависимость диэлектрической проницаемости от температуры. Для примера ниже представлена таблица такой зависимости для бензина АИ-98: 
Зарубежным дорогостоящим аналогом представленного выше оборудования для измерения октанового числа является SHATOX SX-100M. Стоимость его напрямую от производителя составляет порядка 1800 долларов. Главным и наиболее существенным отличием его от представленных выше устройств является наличие встроенного датчика измерения температуры. В свою очередь ПЭ-7300 определяет данный показатель лишь программно.
Степень сжатия и октановое число бензина: таблица
Сегодня для каждого типа бензина с определенным октановым числом устанавливается фиксированная степень сжатия. Данные показатели являются стандартными. Определены они в каждом случае специально разработанным ГОСТ. Все данные представлены в таблице ниже: 
Присадка для повышения октанового числа бензина
В отличие от понижения октанового числа повышение данного показателя обычно какие-либо затруднения не вызывает. Существует множество специальных присадок, позволяющих манипулировать данным показателем. Величина такого повышения, а также иные параметры зависят именно от конкретного типа продукта.
Наиболее популярные сегодня присадки:
- «Октан Плюс» Octane Plus — повышение на 2-2.5 единиц;
- Lavr Next Octane Plus — повышение до 6 единиц;
- Astrohim Октан Плюс — повышение на 3-5 единиц.
Заключение
Величина октанового числа — важный показатель топлива.
Вплоть до его поломки и необходимости проведения капитального ремонта, замены клапанов, поршней. Существует несколько различных способов измерения октанового числа бензина. Для этих целей применяются специальные приборы.