В последние годы производители автомобилей требуют или рекомендуют бензин премиум-класса (высокооктановое топливо) для использования в большем количестве моделей своих автомобилей. Разница в ценах между премиум и младших классов октановых также увеличилось . В результате все больше людей интересуются, что такое октан и что означают эти числа октанового числа на бензонасосах.

Октановое число является показателем стабильности топлива. Эти характеристики основаны на давлении, при котором топливо самовоспламеняется (самовоспламеняется) в испытательном двигателе. Октановое число на самом деле является простым средним двух различных методов определения октанового числа — моторного октанового числа (MOR) и исследовательского октанового числа (RON), которые различаются в первую очередь спецификой рабочих условий. Чем выше октановое число, тем стабильнее топливо. Розничные автозаправочные станции в США продают три основных сорта бензина в зависимости от октанового числа:

• Обычный (топливо с самым низким октановым числом — обычно 87)
• Midgrade (топливо со средним октановым числом — обычно 89–90)
• Премиум (топливо с самым высоким октановым числом — обычно 91–94)

Некоторые компании имеют разные названия этих марок бензина, такие как неэтилированный, супер- или супер-премиум, но все они относятся к октановому числу.

Бензонасос с указанием различных марок бензина и октанового числа на желтых этикетках.

 

Большое число на желтой этикетке с октановым числом бензонасоса означает минимальное октановое число. (R + M) / 2 Метод, указанный на этикетке, относится к используемому методу определения октанового числа, где R — октановое число по исследовательскому методу, а M — октановое число двигателя.

Из 18 изомеров нормального октана (C8H18) октан получил свое название от 2,2,4-триметилпентанового соединения, которое обладает высокой устойчивостью к самовоспламенению. Этому изооктану было присвоено эталонное значение 100 для целей тестирования. Чрезвычайно нестабильная молекула нормального гептана (C7H16) является эталонным топливом с нулевым октановым числом.

Как октановое число влияет на мой автомобиль?

Двигатели предназначены для сжигания топлива при контролируемом сгорании . Пламя начинается у свечи зажигания и горит по всему цилиндру, пока не сгорит все топливо в цилиндре. Для сравнения, самовозгорание , также называемое самовоспламенением , детонацией или детонацией , происходит, когда повышение температуры и давления в результате первичного сгорания вызывает воспламенение несгоревшего топлива. Это неконтролируемое вторичное сгорание приводит к резкому скачку давления в цилиндре и возникновению детонации.

Конкуренция между преднамеренным (контролируемым) и непреднамеренным (самопроизвольным) сгоранием приводит к неравномерному распределению энергии горящего топлива, что может вызвать повреждение и создать высокое давление на поршень двигателя до того, как он войдет в рабочий такт (часть цикла, когда движение поршня генерирует энергию).

Нормальное сгорание в цилиндре бензинового двигателя

Источник: General Chemistry: Principles, Patterns, and Applications , 2011 (защищено авторским правом).

Самовозгорание в цилиндре бензинового двигателя, вызывающее детонацию в двигателе.

Источник: General Chemistry: Principles, Patterns, and Applications , 2011 (защищено авторским правом).

Преждевременное возгорание в цилиндре двигателя

Источник: General Chemistry: Principles, Patterns, and Applications , 2011 (защищено авторским правом).

До того, как электрическое компьютеризированное зажигание стало широко использоваться, детонация происходила обычно и могла вызвать серьезные повреждения двигателя. Большинство современных двигателей имеют датчики детонации. При обнаружении компьютер задерживает начальную искру, что приводит к контролируемому сгоранию в момент, когда сжатие не достигает своей наивысшей точки. Хотя это устраняет детонацию, это может привести к снижению эффективности работы двигателя.

Подобное нежелательное состояние называется преждевременным зажиганием, когда топливо воспламеняется само до того, как искра воспламенит его. Современные компьютеры двигателя минимизируют это состояние, управляя синхронизацией клапанов и впрыском топлива; однако этот механизм управления также может приводить к снижению топливной эффективности или снижению выбросов.

Как измеряется октан?

В стандартные средства тестирования октана с октановым числом испытаний двигателя. Этот тест аналогичен способу определения массы объекта путем сравнения его с объектами (эталонами) известной массы на весах. Первичные эталонные топлива (PRF) с точно известным октановым числом образуются путем объединения изооктана, гептана и других хорошо известных стандартов, таких как толуол. Эти PRF используются для фиксации данного образца топлива для определения давления, при котором наблюдаются аналогичные интенсивности детонации. Это измерение производится путем регулировки высоты цилиндра двигателя с октановым числом, которая изменяет степень сжатия / давление в двигателе до тех пор, пока детонация не достигнет определенного уровня интенсивности.

(R + M) / 2, которое вы видите на этикетке, относится к среднему значению октанового числа по исследовательскому методу ( R ON) и моторного октанового числа ( M ON). Для определения RON топливо проверяется на холостом ходу двигателя при низкой температуре воздуха и низких оборотах двигателя. Для определения MON топливо проверяется в более напряженных условиях, связанных с более высокой температурой воздуха и скоростью двигателя.

Исторически RON и MON определялись на отдельных испытательных машинах, специально сконфигурированных для каждого испытания. Текущие разработки (см. Изображение ниже) позволяют одному и тому же движку выполнять оба теста. Несмотря на эту гибкость, многие тестеры по-прежнему предпочитают использовать более одной машины, каждая из которых специально настроена и откалибрована для выполнения тестов RON или MON.

Двигатель для проверки октанового числа