Что такое окатановое число в топливе ?

Октановое число — показатель, характеризующий детонационную стойкость топлива 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.

 

Чтобы бензин сгорал в цилиндрах автомобиля "правильно", он должен обладать рядом свойств. Одно из важнейших как раз – октановое число. Именно оно написано на всех бензозаправках, и от него зависит качество и цена бензина. В случаях когда вместо сгорания с положенной ему скоростью 15–60 м/с бензин начинает взрываться т.е. детонировать со скоростью 2000–2500 м/с. детонационная волна многократно отражаясь от стенок цилиндра, резко снижает мощность двигателя и ускоряет его износ.

 

Детонация в двигателе — изохорный (взрывной) процесс горения топливо-воздушной смеси без совершения работы с переходом энергии сгорания топлива в температуру и давление газов. Фронт пламени распространяется со скоростью взрыва, приводит к сильным ударным нагрузкам на детали цилиндро-поршневой и кривошипно-шатунной групп и вызывает тем самым усиленный износ этих деталей. Высокая температура газов приводит к прогоранию днища поршней и обгоранию клапанов.

Причина детонации – выделение энергии при повышенном образовании гидропероксидов ROOH в парах бензина при их окислении кислородом воздуха. Если концентрация гидропероксидов превысит некоторый предел, произойдет их взрывной распад. Взрыв пероксидов протекает по механизму разветвленно-цепных реакций. Для повышения детонационной стойкости есть два пути. Первый – повысить в составе бензина долю разветвленных и ароматических соединений. Второй – ввести в топливо небольшие количества специальных добавок. Обычно используют оба пути.

 

Чтобы определить антидетонационные свойства полученной смеси, в 1930-х была предложена специальная шкала, в соответствии с которой стойкость данного бензина к детонации сравнивается со стойкостью стандартных смесей. В качестве стандартов были выбраны два вещества: гептан нормального строения и один из изомеров октана – 2,2,4,-триметилпентан (его называют «изооктаном»). Смесь паров гептана с воздухом при сильном сжатии легко детонирует, поэтому качество гептана как топлива считается нулевым. Изооктан, будучи разветвленным углеводородом, устойчив к детонации, и его качество принимают равным 100. Октановое число определяют так.

 

Готовят смесь из нормального гептана и изооктана, которая по своим характеристикам эквивалентна испытуемому бензину. Процентное содержание изооктана в этой смеси и есть октановое число бензина. Существуют горючие жидкости с более высокими антидетонационными характеристиками, чем изооктан. Добавки таких жидкостей позволяют получить бензин с октановым числом более 100. Для оценки октанового числа выше 100 создана условная шкала, в которой используют изооктан с добавлением различных количеств тетраэтилсвинца Pb(C2H5)4. Известно, что это вещество уже в очень малых концентрациях значительно повышает октановое число бензина. Зная, сколько тетраэтилсвинца надо добавить в бензин, чтобы повысить его октановое число на одну единицу, несложно приготовить из изооктана стандартные смеси с октановым числом 101, 102 и т.д.

 

Октановое число определяют разными способами. Для автомобильных бензинов применяют два метода – моторный и исследовательский. Октановое число не влияет на температуру сгорания (температура зависит от AFR), октановое число влияет на детонационную стойкость, иначе скорость горения. Например у АИ-98 скорость горения ниже чем у АИ-92, поэтому он и не взрывается в камере т.е. не детонирует как в тех же условиях АИ-92.

 

Поэтому если в паспорте на автомобиль указано, что он должен ездить на 92-м бензине, то это означает, что настройки мотора позволяют ездить на бензине с октановым числом не ниже 92. Если вы нальете 98-й, то машинка поедет подинамичней и общий расход топлива также сократиться, при этом ничего не сгорит. Если вы нальете в такую машину 80-й бензин, то ECU авто будет бороться с возникающей детонацией повышеным впрыском топлива - отсюда выше расход, ниже мощность.