Октановое число это: Что такое октановое число бензина и как оно определяется

Содержание

на что влияют октановые числа бензина — Mafin Media

Правильно подобранное топливо может продлить срок службы двигателя и сделать поездки комфортными и безопасными. Но неправильный выбор чреват серьезными проблемами. Чем отличаются разные виды бензина и как выбрать подходящий? Объясняем в новом разборе Mafin Media.

Что такое октановое число и почему это важный показатель

Сама аббревиатура АИ говорит о том, что это топливо для автомобилей. Буква «А» обозначает автотранспорт, а буква «И» — что октановое число этого топлива было проверено в лаборатории исследовательским методом. Цифры, которые стоят после обозначения типа топлива, и указывают на то самое число. Всего на российском рынке представлено четыре вида бензина: АИ-92, АИ-95, АИ-98 и АИ-100. Возможно, где-то в российских глубинках еще можно найти АИ-80, но на автозаправочных станциях Москвы и Санкт-Петербурга такого топлива уже точно нет: современные моторы просто на него не рассчитаны.

Октановое число говорит о стойкости бензина к детонации — процессу взрывного воспламенения рабочей смеси. В цилиндре двигателя внутреннего сгорания находится поршень, который ходит вверх-вниз. Когда он движется к нижней точке, в цилиндр подается топливо и воздух. После этого поршень движется вверх, сжимая топливно-воздушную смесь для ее дальнейшего воспламенения, а искра от автомобильной свечи поджигает сжатую смесь в камере сгорания. После этого поршень идет вниз, создавая инерцию для дальнейшего вращения двигателя. В следующем подъеме поршень выталкивает сгоревшие газы из камеры сгорания. Такт считается завершенным, и процесс повторяется снова.

Октановое число показывает, насколько сильно можно сжать топливно-воздушную смесь, прежде чем произойдет детонация. Если использовать топливо с октановым числом ниже рекомендованного заводом-изготовителем, может произойти ранний взрыв смеси еще в середине такта сжатия. В таком случае поршень встретит сопротивление от взрывной волны, прежде чем дойдет до верхней точки и завершит такт. Это чревато не только тем, что автомобиль начнет ехать хуже, но и ощутимым сокращением срока службы мотора — например, сам поршень со временем начнет разрушаться и плавиться от резких повышений температуры, шатуны (деталь соединяющая поршень и коленчатый вал двигателя) из-за перегрузки могут деформироваться. Одним словом, рано или поздно (скорее, рано) двигатель потребует замены или капремонта.

Принято считать, что чем выше октановое число, тем бензин лучше. Подкрепляется это еще и разными ценами — «сотый» бензин стоит сильно дороже обычного 92-го. Но на деле нет бензина лучше или хуже: октановое число не влияет на качество топлива, а лишь говорит о его детонационной стойкости. И то, какой бензин лучше подходит конкретному мотору, определяется только конструктивными особенностями.

Октановое число — это… Что такое Октановое число?

Указание октановых чисел на американской АЗС.

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.

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 0 0
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]
  1. 1 2 Ориентировочно, может слегка варьироваться в зависимости от состава конкретных образцов бензина.
  2. 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.

См. также

Примечания

  1. Рыбальчик В. С., Поляков С. В., Герасименко В. Ф. ГЛАВА XII Топлива, масла и охлаждающие жидкости § 121. Оценка детонационной стойкости топлив // Теория поршневых авиационных двигателей / под ред. А. А. Добрынина. — М.: Воениздат, 1955. — С. 339. — 352 с.

Литература

  • Гуреев А. А., Жоров Ю. M., Смидович E. В. Производство высокооктановых бензинов. М. 1981;
  • Гуреев А. А., Серёгин Е. П., Азев В. С. Квалификационные методы испытания нефтяных топлив. М. 1984.
  • http://www.lib.tpu.ru/fulltext/v/Bulletin_TPU/2011/v318/i3/16.pdf

Ссылки

Октановое число бензина — что это такое? Расшифровка

Как автомобилистам, так и любопытным личностям, часто встречается понятие октановое число. Что такое октановое число знает далеко не каждый автолюбитель, хотя эта информация крайне важна для правильной эксплуатации автомобильного транспорта.

Конечно, для советских автомобилей или старых иномарок не имеет смысла скрупулезность этого вопроса, но для владельцев последних моделей авто, а также эрудитам и любознательным будет полезно знать об этой формулировке. Инструкторы автошколы «26 Кардр» с удовольствием поделятся своими знаниями.

Как и чем определяется

Октановое число – это показатель, определяющий меру стойкости топлива к детонации. Это понятие применяется только для двигателей внутреннего сгорания. Другими словами, топливо имеет определенный уровень стойкости к самовоспламенению при сжатии. Сегодня используются несколько методов для определения октанового числа:

  • ОЧИ. Это исследовательское октановое число, которое получают на этапе изобретения того или иного вида топлива для ДВГ.
  • ОЧМ. Моторное октановое число определяется в приближенных к реальности условиях.

Разница между этими числами называется чувствительностью топлива. Для реальных условий существуют другие значения октановых чисел, а именно фактическое (когда данные получены в испытуемых условиях на стендах) и дорожное (октановое число, зафиксированное на дороге непосредственно автомобильным средством).

Основные понятия

Октановое число отображается в процентном содержании двух разных по характеристикам компонентов: изооктан и н-гептан. Первые компонент имеет самую высокую стойкость к самовоспламенению при условиях сильного сжатия. Изооктан практически не загорается при сжатии, поэтому имеет показатель октанового числа 100. Н-гептан наоборот имеет самую низкую стойкость, чему свидетельствует стук в двигателе при высокой концентрации этого вещества в топливе. Таким образом, сочетая эти два компонента, можно нивелировать октановое число бензина до необходимого показателя.

Для корректировки октанового числа в топливе используются специальные присадки. Последнее время основной из них был тетраэтилсвинец, который отлично выполнял роль антидетонатора. Но сегодня этилированный бензин частично запрещен во многих странах из-за своей токсичности, поэтому многие компании по производству топлива используют другие антидетонационные присадки.

Чтобы как-то определять уровень стойкости к детонации, еще в 1921 году была придумана специальная шкала детонации бензинов, принцип работы которой используется и сейчас. Сами испытания по определению октанового числа выполняются в лабораторных (стенды) или в реальных условиях на механизмах двигателя внутреннего сгорания. Сегодня самым популярным топливом является показатель октанового числа 92 и 93, хотя эти показатели относятся к практически одинаковым по качеству и параметрам топливной смеси.

ОКТАНОВОЕ ЧИСЛО • Большая российская энциклопедия

ОКТА́НОВОЕ ЧИСЛО́ (ОЧ), ус­лов­ная ко­ли­че­ст­вен­ная ха­рак­те­ри­сти­ка ус­той­чи­во­сти к де­то­на­ции мо­тор­ных то­п­лив, при­ме­няе­мых в дви­га­те­лях внутр. сго­ра­ния с при­ну­ди­тель­ным за­жи­га­ни­ем. Де­то­на­ция воз­ни­ка­ет в ре­зуль­та­те об­ра­зо­ва­ния и на­ко­п­ле­ния в па­рáх то­п­ли­ва гид­ро­перок­си­дов ROOH (R – уг­ле­во­до­род­ный ра­ди­кал), яв­ляю­щих­ся пер­вич­ны­ми про­дук­та­ми окис­ле­ния уг­ле­во­до­род­но­го то­п­ли­ва. Ес­ли при этом дос­ти­га­ет­ся не­ко­то­рая кри­тич. кон­цен­тра­ция гид­ро­пер­ок­си­дов в сме­си, то про­ис­хо­дит де­то­на­ция, ха­рак­те­ри­зую­щая­ся не­обыч­но вы­со­кой ско­ро­стью рас­про­стра­не­ния пла­ме­ни и воз­ник­но­ве­ни­ем удар­ных волн. При де­то­на­ции па­да­ет мощ­ность дви­га­те­ля и ус­ко­ря­ет­ся его из­нос. Спо­соб­ность то­п­ли­ва сго­рать без де­то­на­ции на­зы­ва­ют де­то­на­ци­он­ной стой­ко­стью. Де­то­нац. стой­кость – важ­ней­ший по­ка­за­тель ка­че­ст­ва бен­зи­нов.

О. ч. чис­лен­но рав­но со­дер­жа­нию (% по объ­ё­му) изо­ок­та­на в его сме­си с н-геп­та­ном, при ко­то­ром эта смесь эк­ви­ва­лент­на по де­то­нац. стой­ко­сти ис­сле­дуе­мо­му то­п­ли­ву в стан­дарт­ных ус­ло­ви­ях ис­пы­та­ний. Изо­ок­тан труд­но окис­ля­ет­ся да­же при вы­со­ких сте­пе­нях сжа­тия, и его де­то­нац. стой­кость ус­лов­но при­ня­та за 100 еди­ниц. Сго­ра­ние в дви­га­те­ле н-геп­та­на да­же при не­вы­со­ких сте­пе­нях сжа­тия со­про­во­ж­да­ет­ся де­то­на­ци­ей, по­это­му его де­то­нац. стой­кость при­ня­та за 0. Не­ко­то­рые го­рю­чие жид­ко­сти – то­лу­ол, бен­зол, ме­тил-трет-бу­ти­ло­вый эфир, трет-бу­ти­ло­вый спирт и др. – име­ют бо­лее вы­со­кую де­то­нац. стой­кость, чем изо­ок­тан. Для оцен­ки О. ч. вы­ше 100 соз­да­на ус­лов­ная шка­ла, в ко­то­рой ис­поль­зу­ют изо­ок­тан с до­бав­ле­ни­ем разл. ко­ли­честв тет­ра­этил­свин­ца.

Де­то­нац. ис­пы­та­ния про­во­дят на пол­но­раз­мер­ном ав­то­мо­биль­ном дви­га­те­ле или на спец. ус­та­нов­ках с од­но­ци­лин­д­ро­вы­ми дви­га­те­ля­ми. На пол­но­раз­мер­ных дви­га­те­лях в стен­до­вых ус­ло­ви­ях оп­ре­де­ля­ют т. н. фак­ти­че­ское ок­та­но­вое чис­ло (ФОЧ), в до­рож­ных ус­ло­ви­ях – до­рож­ное ок­та­но­вое чис­ло (ДОЧ). На спец. ус­та­нов­ках с од­но­ци­лин­д­ро­вым дви­га­те­лем оп­ре­де­ле­ние О. ч. при­ня­то про­во­дить в двух ре­жи­мах: бо­лее жё­ст­ком, мо­де­ли­рую­щем ра­бо­ту дви­га­те­ля в ус­ло­ви­ях боль­ших на­гру­зок (мо­тор­ный ме­тод) и ме­нее жё­ст­ком (ис­сле­до­ва­тель­ский ме­тод). В мар­ке бен­зи­на (напр., АИ-98) бу­к­ва «И» ука­зы­ва­ет, что О. ч. оп­ре­де­ле­но ис­сле­до­ва­тель­ским ме­то­дом; ес­ли мар­ки­ров­ка не со­дер­жит этой бу­к­вы (напр., А-96), то О. ч. оп­ре­де­ле­но мо­тор­ным ме­то­дом. О. ч. то­п­ли­ва, ус­та­нов­лен­ное ис­сле­до­ва­тель­ским ме­то­дом, как пра­ви­ло, не­сколь­ко вы­ше, чем О. ч., ус­та­нов­лен­ное мо­тор­ным ме­то­дом. Т. к. при экс­плуа­та­ции пол­но­раз­мер­но­го дви­га­те­ля на пе­ре­мен­ных ре­жи­мах про­ис­хо­дит фрак­цио­ни­ро­ва­ние бен­зи­на, не­об­хо­ди­мо раз­дель­но оце­ни­вать де­то­нац. стой­кость его лёг­ких и тя­жё­лых фрак­ций; О. ч. бен­зи­на с учё­том его фрак­цио­ни­ро­ва­ния в дви­га­те­ле по­лу­чи­ло на­зва­ние ок­та­но­во­го чис­ла рас­пре­де­ле­ния (ОЧР).

Уг­ле­во­до­ро­ды, со­дер­жа­щие­ся в то­п­ли­вах, зна­чи­тель­но раз­ли­ча­ют­ся по де­то­нац. стой­ко­сти: наи­боль­шие О. ч. име­ют аро­ма­тич. уг­ле­во­до­ро­ды и па­ра­фи­но­вые уг­ле­во­до­ро­ды раз­ветв­лён­но­го строе­ния, наи­мень­шие О. ч. – па­ра­фи­но­вые уг­ле­во­до­ро­ды нор­маль­но­го строе­ния. Сре­ди то­п­лив неф­тя­но­го про­ис­хо­ж­де­ния наи­бо­лее вы­со­кие О. ч. име­ют бен­зи­ны, по­лу­чен­ные ка­та­ли­тич. ри­фор­мин­гом, кре­кин­гом и ал­ки­ли­ро­ва­ни­ем, наи­мень­шие – бен­зи­ны пря­мой пе­ре­гон­ки. По­сколь­ку де­то­нац. стой­кость сме­си ком­по­нен­тов не яв­ля­ет­ся ад­ди­тив­ным свой­ст­вом, ка­ж­дый ком­по­нент сме­си уг­ле­во­до­ро­дов, как пра­ви­ло, име­ет свою сме­си­тель­ную ха­рак­те­ри­сти­ку – ок­та­но­вое чис­ло сме­ше­ния (ОЧС).

Для про­те­ка­ния ус­той­чи­во­го – без дето­на­ции – го­ре­ния бен­зи­ны долж­ны иметь О. ч. от 70 до 98 по ис­сле­до­ва­тель­ско­му ме­то­ду. По­вы­ше­ние О. ч. то­п­лив дос­ти­га­ет­ся до­бав­ле­ни­ем вы­со­ко­ок­та­но­вых ком­по­нен­тов (напр., ал­ки­ла­та) и ан­ти­де­то­на­ци­он­ных при­са­док (ан­ти­де­то­на­то­ров мо­тор­ных то­п­лив).

Краткий словарь октановых чисел — журнал «АБС-авто»

Мы часто беседовали с Вячеславом Емельяновым – доктором технических наук, профессором, заведующим отделом ВНИИ НП, экспертом нашего журнала. Вячеслав Евгеньевич ушел из жизни в конце прошлого года. Но мы помним о нем. Он оставил нам свои знания. Эта небольшая статья – один из его рассказов.

Как известно, детонационная стойкость бензина оценивается октановым числом. А оно определяется по моторному или исследовательскому методу. Если в маркировке бензина есть буква «И» – это исследовательский метод. Пример – АИ‑95. Если нет такой буквы – моторный метод. Пример – ушедший в прошлое А‑76.

Несмотря на разницу в названиях, оба метода по своей сути «моторные» – ведь в обоих случаях пробы топлива испытываются на реальном одноцилиндровом двигателе. Однако условия испытаний отличаются друг от друга, поэтому и октановые числа по разным методам не совпадают.

Моторный метод старше исследовательского. Он родился в эпоху поршневых авиационных моторов, а в автомобилестроении применялся для двигателей тяжелых грузовиков, работающих на шоссе «с полной выкладкой» (это было до всеобщей дизелизации).

С появлением большого числа легковых автомобилей, разъезжающих в городском цикле, методику испытаний топлива изменили. Так появился исследовательский метод – но моторного он не вытеснил.

В Японии при испытаниях бензинов используют один метод – исследовательский. В Европе и Америке – оба метода, но американцы для маркировки топлив применяют взвешенный показатель «моторный плюс исследовательский пополам». Это так называемый октановый индекс, который в ряде случаев оказывается выигрышным. Ориентация на среднее дает возможность «поиграть» с показателями, более эффективно использовать в переработке нефти высокооктановые компоненты.

Разницу между октановым числом по исследовательскому и моторному методу называют чувствительностью. Чем меньше чувствительность, тем лучше – ведь моторный метод более жесткий, «шоссейный», а исследовательский больше подходит для городской езды. Таким образом, при уменьшении чувствительности достигается универсальность топлива по детонационной стойкости.

Чувствительность зависит в основном от углеводородного состава топлива и технологии его производства. Если в бензине много ароматических углеводородов, то чувствительность будет значительной. А вот алканы (парафиновые углеводороды) чувствительность снижают. Так, например, алкилат имеет октановое число 90 по моторному методу и 91 – по исследовательскому, т.е. его чувствительность равна единице. Поэтому алкилат – самый желанный компонент в автомобильном бензине. Кстати, у американцев он составляет до 30% состава топлива.

Помимо октановых чисел по моторному и исследовательскому методам существуют и другие показатели. Например, октановое число головной фракции бензина, именуемое «дельта эр». Эта характеристика показывает, насколько октановое число головных фракций отличается от октанового числа самого бензина.

При производстве бензина всегда стремятся к тому, чтобы распределение детонационной стойкости по фракциям бензина было равномерным. Для этого есть показатель аналогичный упомянутому «дельта эр» – коэффициент распределения детонационной стойкости (КРДС). Иногда его называют фронтальным октановым числом.

КРДС – это отношение октанового числа фракций, выкипающих до 100 °C, к октановому числу фракций, выкипающих при температуре выше 100 °C. Что будет, если его не учитывать? При разгонах легкие фракции идут в цилиндры и сгорают в первую очередь. Последующие фракции, отставая по КРДС от легких, будут провоцировать детонацию. Это довольно распространенное явление выглядит в жизни так: вроде бы заправился качественным «девяносто пятым», и вдруг – детонация! Это означает, что КРДС этого бензина ниже нормы.

Но это еще не все. И за рубежом, и у нас применяются дорожные октановые числа, когда антидетонационные свойства оценивают на реальном автомобиле в дорожных условиях.

И ведь актуальный показатель! Что выясняется? Если взять один и тот же бензин, например АИ‑92, и провести его оценку по указанному дорожному методу на разных автомобилях, он покажет разные дорожные октановые числа!

Что из этого следует? Детонационная стойкость бензина в значительной мере зависит от конструкции автомобиля, причем не только двигателя, но и ходовой части. И еще: детонационные стуки обусловлены не только качест­вом бензина, но и техническим состоянием автомобиля, в частности наличием нагара в цилиндрах.

Однако можно обойтись и без дорожных испытаний. Ряд фирм за рубежом вывели эмпирические формулы, связывающие октановое число по моторному методу, октановое число по исследовательскому методу, наличие ароматических углеводородов и ряд других характеристик.

А еще существует фактическое октановое число, определяемое на стенде при определенной скорости и нагрузке.

Таким образом, характеристик стойкости бензина к детонации очень много. Это неудивительно – двигатель нуждается в топливе, которое обеспечит ему хорошую работу на всех режимах. А жизнь все время ставит эту задачу по-новому.

Что такое октановое число бензина

Если спросить 100 случайных водителей, что такое октановое число, большинство из них ответят неправильно. Вероятно, они бы привязали «октан» к качеству топлива, что является заблуждением. Конечно, на практике этот показатель влияет на качество бензина, но не является определяющим. В этой статье мы поговорим о том, как проверить октановое число бензина, и что это вообще такое.

Что такое октановое число?

Данный показатель определяет устойчивость бензина к детонационному возгоранию. Топливно-воздушная смесь должна сгореть практически полностью, а сам процесс происходит в цилиндре с определенной скоростью. Момент воспламенения вызывается искрой от свечи зажигания.

Если октановое число топлива слишком низкое, может произойти самовоспламенение еще до достижения нужной точки воспламенения смеси. Подобное явление разрушительно для двигателя, и может привести к таким последствиям:

  • деформация поршней;
  • сгибание шатунов;
  • повреждения клапанов, системы кривошипа;
  • перегрев двигателя.

Процесс сгорания зависит от многих факторов и самой конструкции двигателя, но больше всего — от химического состава топлива. Чем выше степень сжатия, тем больше необходимость в защите от детонационного сгорания, соответственно, количество «октана» должно быть высоким.

Определение октанового числа бензина

Данный параметр устанавливается по двум формулам: изооктан и гептан. Октановое число 100 принимается для топлива, имеющего горючие свойства изооктана, а для гептана значение равно 0.

Анализ конкретного топлива происходит на специальном тестовом двигателе, где оно сравнивается со смесью изооктана и гептана. Например, бензин с октановым числом 95 должен иметь такие же характеристики горения, как и смесь 95% из изооктана и 5% гептана. Теоретически параметр не должен превышать 100, но на практике часто бывает иное. Откуда берется бензин с более высоким значением этого параметра?

После очистки и крекинга бензин имеет слишком низкое октановое число. Для искусственного увеличения этого параметра в продукт добавляют различные составляющие, от чего он становится более устойчивым к самовозгоранию. Одно из таких — тетраэтилсвинец.

Октановое число бензина может не только повышаться, но и понижаться. Есть два способа, как это сделать:

  1. Методом выпаривания присадок — если оставить канистру с бензином открытой, то с каждым днем количество октана будет уменьшаться на 0,5. Таким образом, чтобы из АИ 92 сделать АИ 80, понадобится около 2 недель.
  2. Смешав бензин с керосином. В силу того, что пропорция смеси определяется эмпирическим путем, данный метод не является эффективным.

Данные действия особенно актуальны для автовладельцев, которые продолжают ездить на старых марках авто, и для заправки всевозможных агрегатов типа мотоблоков и генераторов.

Что касается специальных приборов, которые показывают содержание органического соединения, то они дают слишком большой разброс результатов при замерах. Поэтому не имеют высокой популярности.

Стандарты октанового числа

Анализируя топливо на октан, привезенное с разных уголков мира, заметны значительные расхождения в силу действия разных норм и критериев данного параметра.

Существует два основных стандарта: RON (октановое число по исследовательскому методу) и MON (октановое число двигателя). Измерение октанового числа бензина происходит примерно по одному принципу, но условия испытаний различаются. Оба стандарта используют одноцилиндровый двигатель с регулируемой степенью сжатия, которое увеличивается при постоянной скорости: для RON она составляет 600 об./мин., а для MON — 900 об./мин.

Анализируя «сырое» топливо, продукт переработки нефти, увидеть сильных отличий в октановом числе, определяемом стандартами Моторного Исследовательского способа, нельзя. Это разница примерно в 1–2 октана. Но она может увеличиваться в зависимости от количества отдельных углеводородов в составе.

Стандартом октанового числа бензина, действующим как в Украине, так и во всей Европе, сегодня является RON. Очень часто на лючках топливного бака, с внутренней стороны, производитель ставит отметку «95 RON», что, конечно же, означает рекомендованный бензин АИ95.

В США, Канаде или Австралии существует еще один стандарт, называемый DON. Это результат деления на два суммы октанового числа, измеренной по стандартам RON и MON. В идеале показатель DON должен совпадать со значением RON.

Что заливать в бак

Естественно, у читателя этой статьи возникнет вопрос: «А какое октановое число у бензина должно быть для моей машины?» Оптимальный вариант топлива для каждого конкретного автомобиля определен изначально, еще на этапе схождения двигателя с конвейера. Если же залить нефтепродукт, «октан» которого не соответствует требуемому, готовьтесь к следующему:

  • авто начнет «кушать» намного больше топлива;
  • в двигателе будет происходить произвольная детонация, сопровождающаяся характерным шумом и выделением черного едкого дыма из выхлопной трубы;
  • поломка двигателя или его деталей.

Если все же такое произошло, и вы залили «не тот бензин», экстренно выйти из ситуации помогут специальные присадки. Добавки корректируют октановый показатель топлива на 2–7 единиц. Однако лучшая мера профилактики — заправляться в проверенных местах и выбирать подходящее топливо.

Октановое Число (простыми словами) — Суть, Влияние и методы изменения

В эпоху повсеместного распространения двигателей внутреннего сгорания трудно найти человека, который не слышал бы выражения «октановое число бензина». При этом даже среди владельцев автомобилей не так много людей, четко представляющих себе, что такое октановое число и для чего оно нужно.

Между тем, данная информация необходима при выборе топлива, оптимального для различных видов техники, и пренебрежение ею может стать причиной серьезной поломки. Ниже подробная информация о том, что такое октановое число автомобильного топлива, от чего оно зависит и к чему может привести использование бензина, не подходящего для конкретного типа двигателя.

Что такое октановое число простыми словами

Октановое число – это показатель, количественно описывающий детонационную стойкость бензина (для описания других видов топлива данный параметр практически не применяется).

Более простыми словами, октановое число – это устойчивость горючего к самопроизвольному воспламенению (детонации) в момент сжатия в процессе работы двигателя. Чем устойчивее топливо к детонации, тем выше его октановое число.

Для того, чтобы сравнить различные виды топлива между собой, необходимы определенные эталоны. В качестве таковых были выбраны вещества н-гептан и изооктан, при этом детонационной стойкости н-гептана было присвоено значение «0», изооктану – «100».

Суть октанового числа заключается в том, что бензин детонирует так же, как смесь указанных двух веществ, содержание изооктана в которой в процентном отношении равно октановому числу (отсюда и происходит название параметра).

С развитием технологий были получены образцы бензина с детонационной стойкостью выше, чем у изооктана. Для характеризации подобных видов топлива используется расширенная шкала, в которой в качестве эталонной смеси применятся изооктан с добавками тетраэтилсвинца или толуола.

От чего зависит октановое число

Автомобильное топливо представляет собой многокомпонентную смесь органических веществ, поэтому октановое число главным образом определяется составом бензина.

Минимальную детонационную стойкость имеют так называемые «нормальные» углеводороды с линейным строением. Высокое октановое число характерно для углеводородов с разветвленным и циклическим строением.

Бензин, так называемый «прямой перегонки», получаемый фракционированием сырой нефти, отличается низкой детонационной стойкостью, в среднем на уровне 40-60 единиц.

Для получения высокооктанового бензина в нефтехимической промышленности применяют процессы каталитического крекинга и риформинга, в результате которых в составе бензина увеличивается количество углеводородов с разветвленными цепями и циклическими структурами. Так же октановое число сильно зависит от наличия в топливе специализированных добавок, так называемых «присадок»

Октановое число и детонация

Как было отмечено выше, детонация – это неконтролируемое самовоспламенение топлива в цилиндре двигателя. В результате горение протекает во взрывном режиме, в результате чего возникают ударные волны в камере сгорания.  Обнаружить это явление достаточно легко по характерному стуку в силовом агрегате.

При стабильной работе бензинового двигателя топливо воспламеняется от искры, когда поршень находится практически в верхней мертвой точке. В случае детонации данный процесс протекает на такте сжатия, возникает противодействие движению поршня, что ведет к перегреву, снижению мощности, и повышенному износу двигателя.

Причины детонации могут быть различными, но одной из самых распространенных является применение бензина с более низким октановым числом, чем рекомендуется для конкретного типа двигателя.

Мощные двигатели внутреннего сгорания рассчитаны на высокую степень сжатия топливно-воздушной смеси. И если в автомобиль, допускающий использование в качестве горючего только 95-й бензин, заправить топливо с октановым числом 80, во время работы двигателя под нагрузкой будет наблюдаться детонация.

При этом применение топлива с требуемым октановым числом еще не гарантирует отсутствие детонации. Дело в том, что недобросовестные производители бензина могут использовать низкокачественные добавки для искусственного увеличения октанового числа. Некоторые из таких присадок, к примеру, метан и пропан, являются летучими и быстро испаряются из топлива, в результате чего октановое число уменьшается.

Методы определения октанового числа

Официально на территории России октановое число измеряется двумя способами – «исследовательским» и «моторным». Указанные методы предусматривают использование специализированных установок на основе одноцилиндровых моторов с возможностью контроля степени сжатия и температуры топливной смеси. Алгоритмы измерения детонационной стойкости для указанных методов совпадают.

Образцы бензина сравниваются с эталонными смесями. Задачей исследования является выбор эталона, который будет детонировать с той же интенсивностью, как и исследуемое топливо.

Различие данных методов заключается в режимах работы установок, в которых происходит исследование детонационной стойкости. «Моторный» метод предусматривает изучение бензина в условиях максимальной мощности работы двигателя при увеличенной температуре впрыскиваемой топливно-воздушной смеси. В ходе испытания количество оборотов мотора равно 900 в минуту, температура впрыскиваемой топливно-воздушной смеси – 149 °С. Условно считается, что данный режим работы мотора характерен для движения автомобиля за городом.

«Исследовательский» метод дает возможность определять октановое число бензина при частичной нагрузке мотора. Обороты устанавливаются на отметке 600 в минуту, температура впрыскиваемого топлива равна 52 °С. Подобный режим работы имитирует движение автомобиля в городе.

Значения исследовательского и моторного октановых чисел, как правило, не совпадают. Разница между ними называется чувствительностью топлива. В связи с этим при выборе топлива необходимо обращать внимание на то, каким методом производилось определение детонационной стойкости. Кроме того, в разных странах маркировка топлива может различаться.

К примеру, в Европе основным показателем является RON. В США и Канаде распространен другой параметр – AKI – среднее значение между исследовательским и моторным октановыми числами.

В связи с тем, что в руководстве по эксплуатации техники указываются требования к бензину с маркировкой страны-производителя, владельцу автомобиля иностранного производства следует использовать таблицы октановых чисел, чтобы выбрать наиболее подходящее топливо.

Указанные выше методы определения детонационной стойкости трудоемки и требуют наличия специализированного оборудования и реактивов. При этом многих автолюбителей интересует вопрос, как проверить октановое число бензина в домашних условиях. В связи с этим широкое распространение получил способ экспресс-оценки октанового числа с помощью так называемых «октанометров».

Указанные приборы измеряют диэлектрическую проницаемость бензина и сравнивают полученное значение с базой данных, заложенной в память прибора. Однако данный способ не отличается высокой точностью, поскольку показания прибора сильно зависят от типа топливных присадок, используемых производителями бензина.

Максимальное октановое число бензина

Развитие технологии двигателей внутреннего сгорания идет по пути наращивания мощности и увеличения экономичности. С увеличением этих параметров повышаются требования к используемому топливу.

Применение присадок на основе металлоорганики (тетраэтилсвинец, ферроцен и др.) позволяет получить бензин с детонационной стойкостью на уровне 130-140 единиц. Однако в большинстве развитых стран подобные добавки к автомобильному топливу запрещены по экологическим причинам. Неэтилированные (не содержащие тетраэтилсвинец) бензины могут иметь октановое число до 109 единиц.

Большинство современных автомобилей рассчитано на использование бензина с октановым числом 95 или 98.

Гоночные автомобили применяют топливо с повышенным октановым числом – до 102 (согласно техническому регламенту FIA). Высшее октановое число бензина характерно для некоторых видов авиационного топлива – до 115.

Как повысить октановое число

Повысить октановое число можно двумя путями. Первый способ заключается во внесении изменений в производственный процесс и применении катализаторов на основе рения. В результате в бензине увеличивается содержание разветвленных, циклических и ароматических углеводородов за счет чего детонационная стойкость повышается.

Альтернативой может служить применение различных топливных присадок. Одной из самых эффективных антидетонационных добавок является тетраэтилсвинец. Данное вещество применяется в топливной промышленности с 1921 года, однако в настоящее время его применение запрещено по причине токсичности и опасности для окружающей среды.

На сегодняшний день наибольшее распространение получили добавки на основе спиртов, эфиров и ароматических углеводородов. Использование таких присадок дает возможность увеличить октановое число на 10-12 единиц и положительно влияет на экологичность топлива.

Недостатком такого подхода является то, что многие присадки являются летучими и быстро испаряются из топлива. Данное явление  приводит к тому, что качество бензина снижается при хранении.

Кроме того, высокая скорость испарения отдельных видов топлива может приводить к образованию воздушных пробок в топливопроводе автомобиля. Наиболее безопасной топливной присадкой считается метилтретбутиловый эфир, широко применяющийся на территории Европы и стран СНГ.

Как понизить октановое число

В связи с переходом на экологические стандарты «Евро» производство низкооктанового бензина в России сильно упало. Сегодня увидеть его на заправке практически невозможно.

Вместе с тем в эксплуатации остается большое количество техники, чьи двигатели для стабильной работы требуют как раз такое топливо. В связи с этим перед владельцами встает вопрос о том, как понизить октановое число.

Существует два действенных метода.

Как было отмечено выше, многие из современных антидетонационных присадок к топливу способны легко испаряться. Поэтому если оставить емкость с бензином открытой на несколько дней, его детонационная стойкость существенно снизится.

Второй способ заключается в добавлении к бензину керосина. При этом точные пропорции подобрать достаточно сложно, поэтому качество топлива необходимо контролировать.

Рекомендованное для автомобиля октановое число

На вопрос, какое топливо лучше использовать для автомобиля можно дать однозначный ответ – то, которое предписано для конкретного типа двигателя. Применение низкоктанового бензина, как было сказано ранее, приведет к детонации.

Многие современные автомобили оснащены системами предотвращения детонации, поэтому способны потреблять топливо с октановым числом ниже рекомендуемого. Но при этом увеличивается расход горючего и падает мощность двигателя, что делает попытку сэкономить подобным образом бессмысленной.

Однако и использование горючего с октановым числом, превышающим рекомендуемое, не принесет пользы. В лучшем случае это обернется повышенными расходами в силу более высокой стоимости высокооктанового топлива. В худшем может наблюдаться неполное сгорание бензина.

Мифы об октановом числе

В начале статьи отмечалось, что лишь немногие автовладельцы четко представляют себе, что такое октановое число. Результатом этого стало появление большого количества мифов. И если некоторые из них относительно безвредны, то вера в другие может обернуться серьезным ущербом для автомобиля.

Миф 1. Температура сгорания высокооктанового бензина выше, поэтому двигатель на нем развивает большую мощность. Октановое число никак не связано с температурой горения и выделяемым количеством теплоты. Все марки бензина обладают близкой по величине теплотворной способностью, поэтому не стоит рассчитывать увеличить мощность двигателя за счет применения высокооктанового топлива.

Миф 2. Октановое число можно измерить портативным прибором. Всевозможные «октанометры» выдают достаточно приблизительное значение октанового числа, поэтому не стоит на них всецело полагаться. Точное значение детонационной стойкости может быть получено лишь путем стендовых испытаний.

Рекомендуем посты по теме:

Миф 3. 92-й бензин не содержит присадок, поэтому менее вреден для двигателя, чем 95-й и 98-й. Все сорта бензина с октановым числом выше 90 содержат антидетонационные присадки. При этом современные топливные добавки полностью сгорают в процессе эксплуатации двигателя, не нанося ему ущерба, и даже способствуют очистке топливной системы.

Миф 4. Чем выше октановое число, тем качественнее бензин. Детонационная стойкость не является единственным параметром, определяющим качество бензина. Даже высокооктановый бензин может содержать примеси, негативно влияющие на работу двигателя и загрязняющие окружающую среду.

Заключение

Основным требованием, предъявляемым к автомобильному бензину, является обеспечение бесперебойного функционирования двигателя в штатном режиме. И октановое число является одной из важнейших характеристик топлива.

Не стоит пытаться экспериментировать с разными видами горючего и пытаться залить в бак бензин неподходящего качества в надежде на выгоду.

Только применение топлива с проверенных заправок и соответствующего двигателю по своим характеристикам является залогом долгой и надежной службы автомобиля.



Загрузка… Октановое число

— обзор

7.6.3 Тестирование октанового числа

В предыдущих разделах, посвященных процедурам нефтепереработки и способам производства бензина, большое внимание уделялось процедурам, позволяющим получить смесь с высоким октановым числом. Октановое число, также называемое октановым числом или октановым числом, является одним из критических показателей характеристик бензина. Это показатель устойчивости топлива к детонации или преждевременному возгоранию.

Исторически сложилось так, что люди хотели более мощные двигатели, было несколько способов, которые можно было использовать для получения дополнительной мощности от двигателя, но большинство ранних попыток было направлено на создание более мощных двигателей с большим количеством цилиндров.В конце концов стало понятно, что увеличение мощности таким образом не может продолжаться бесконечно, и поэтому производители двигателей стремились увеличить степень сжатия. Проблема с увеличением степени сжатия двигателя заключается в том, что топливо имеет гораздо большую тенденцию к преждевременному воспламенению или «детонации», что отрицательно сказывается на характеристиках двигателя, а также может привести к серьезным повреждениям двигателя, таким как поломка коленчатого вала или клапана [3 ]. Следовательно, антидетонационные свойства топлива становились все более важными, поскольку более мощные двигатели с повышенной степенью сжатия стали нормой.

Для определения октанового числа топлива используются два различных теста на производительность. Моторное октановое число (MON) и октановое число по исследовательскому методу (RON) показывают, как бензин работает в определенных условиях испытаний. Эти характеристики затем сравниваются со смесями различных соотношений стандартных эталонных топлив. И в двигателе, и в исследовательском тесте используется один и тот же стандартный тестовый двигатель; однако рабочие параметры другие. Тест MON был разработан первым и представляет собой более строгий тест, направленный на моделирование условий движения по шоссе, тогда как тест RON является менее строгим и пытается имитировать условия движения в городе [10].В целом, MON современного бензина примерно на 8-10 пунктов ниже, чем его RON.

В большинстве стран октановое число на бензонасосе соответствует октановому числу с октановым числом, как показано на Рисунке 7-9. В Соединенных Штатах и ​​некоторых других странах октановое число, указанное на бензонасосе, не является ни RON, ни MON; это среднее арифметическое значений MON и RON, как показано на Рисунке 7-10. Это октановое число обычно называют октановым числом насоса (PON), октановым числом дорожного покрытия (RdON) или даже антидетонационным индексом (AKI).Это объясняет, почему отображаемое октановое число в США обычно намного ниже, чем в других странах (см. Рис. 7-11).

РИСУНОК 7-9. В Швейцарии, как и в большинстве стран мира, октановое число, указанное на бензонасосе, — это RON (на рукоятке обозначается как ROZ).

РИСУНОК 7-10. Фотографии пояснительной этикетки к октановому числу бензина на бензоколонке в Атланте, штат Джорджия, США.

РИСУНОК 7-11. В Соединенных Штатах отображаемое октановое число — это PON, что приводит к более низким значениям, чем в других странах (сравните с рис. 7-9).

Стандартными жидкостями, используемыми для определения октанового числа, являются н-гептан, который имеет очень плохую стойкость к детонации, поэтому ему присвоено значение 0, и изооктан (2,2,4-триметилпентан), который демонстрирует отличную стойкость к детонации. и, таким образом, ему присваивается значение 100. Затем антидетонационные характеристики тестируемого топлива сравнивают со смесями двух эталонов; если его характеристики эквивалентны смеси, состоящей из 89% изооктана и 11% н-гептана, он будет иметь октановое число 89.

Октановое число выше 100

Есть несколько углеводородных соединений и даже некоторые коммерческие бензины с октановым числом выше 100. Для соединений и смесей с октановым числом за пределами диапазона от 0 до 100 используются другие способы определения октанового числа. это необходимо. Это делается путем добавления тетраэтилсвинца (TEL) к чистому изооктану. Таким образом был разработан расширенный диапазон октановых стандартов. Например, когда один миллилитр TEL добавляется к галлону изооктана, полученная смесь имеет стандартное октановое число 108.6; при добавлении 2 мл стандартное октановое число составляет 112,8; при добавлении 6 мл полученная смесь имеет стандартное значение 120,3 [3]. Используя этот другой набор стандартов, октановое число может быть определено для топлива со значениями значительно выше 100.

Октановые характеристики различных химических соединений могут сильно различаться, но имеют тенденцию следовать нескольким основным тенденциям. На рис. 7-12 показаны некоторые основные тенденции изменения октанового числа для различных типов соединений.

РИСУНОК 7-12.Октановое число (в данном случае RON) следует нескольким общим тенденциям. Нормальные парафины имеют самое низкое октановое число, и чем длиннее углеводородная цепь, тем ниже октановое число. Ветвление имеет тенденцию к увеличению октанового числа, и чем шире разветвление, тем больше улучшение октанового числа. Октановое число олефина лучше, чем у соответствующего парафина, а внутренняя двойная связь приводит к большему увеличению, чем концевая двойная связь. Ароматические углеводороды намного превосходят свои алифатические аналоги.

Ароматические соединения, как правило, имеют наивысшее октановое число из углеводородов, в то время как насыщенные углеводороды с прямой цепью относятся к числу худших. Для нормальных парафинов чем больше гомолог, тем ниже октановое число. Изопарафиновые соединения значительно превосходят их аналоги с прямой цепью, и октановое число обычно улучшается с увеличением разветвления. Олефины и циклоалканы несколько лучше своих соответствующих алканов; однако олефины нежелательны по другим причинам, прежде всего из-за их реакционной способности.Возможно, теперь стало более ясно, почему процессы изомеризации и риформинга дают такие высококачественные смеси для бензина и почему прямогонный бензин больше не подходит для современных мощных двигателей.

Выведение свинца

Тетраэтилсвинец (TEL) на протяжении многих лет был очень ценной добавкой к бензину. TEL представляет собой металлоорганическое соединение, состоящее из четырех этильных групп, присоединенных к центральному атому свинца с формулой Pb (CH 2 CH 3 ) 4 .Это соединение могло существенно повысить октановое число топлива при добавлении очень небольшого объема. Однако это не было идеальным решением. Когда в топливо добавляли тетраэтилсвинец, также необходимо было добавить 1,2-дибромэтан (C 2 H 4 Br 2 ), чтобы продукт в паровой фазе, PbBr 2 , мог покинуть двигатель. без остатков свинца.

Как оказалось, воздействие выхлопных газов этилированных бензиновых двигателей на окружающую среду оказалось чрезвычайно пагубным для окружающей среды и здоровья человека.В результате этилированный бензин больше не используется, хотя некоторые этилированные бензины по-прежнему доступны для использования в специальных применениях. Кроме того, в некоторых местах можно купить присадки TEL для добавления в бензобак вместе с обычным неэтилированным бензином. Это конкретное применение используется с классическими и винтажными автомобилями, для которых для исправной работы двигателя требуется использование этилированного бензина, поскольку свинец может отлагаться на седлах клапанов, чтобы защитить их от износа. Обратите внимание, что некоторые авиационные газы все еще могут содержать TEL, например, 100LL (100 — низкое содержание свинца, 100 — октановое число), однако его постепенно заменяют неэтилированным газом [13].

Программа Организации Объединенных Наций по окружающей среде (ЮНЕП) также пытается полностью отказаться от этилированного бензина, и по состоянию на 1 июня 2006 года только три страны (Йемен, Афганистан и Северная Корея) используют исключительно этилированный бензин и около десятка других стран. используют как этилированный, так и неэтилированный бензины [14]. Во всех остальных странах используется исключительно неэтилированный бензин.

Выбор топлива с правым октановым числом

Что такое октановое число?

Октановое число — это мера способности топлива противостоять «детонации» или «звону» во время сгорания, вызванным преждевременной детонацией топливно-воздушной смеси в двигателе.

В США неэтилированный бензин обычно имеет октановое число 87 (обычный), 88–90 (средний) и 91–94 (премиум). Бензин с октановым числом 85 доступен в некоторых высокогорных районах США (подробнее об этом ниже).

Октановое число заметно отображается большими черными числами на желтом фоне бензонасосов.

Топливо с каким октановым числом следует использовать в моем автомобиле?

Следует использовать октановое число, требуемое для вашего автомобиля производителем.Итак, проверьте руководство вашего владельца. Большинство бензиновых автомобилей рассчитаны на работу с октановым числом 87, но другие рассчитаны на использование топлива с более высоким октановым числом.

Почему некоторые производители требуют или рекомендуют использовать бензин с более высоким октановым числом?

Топливо с более высоким октановым числом часто требуется или рекомендуется для двигателей, которые используют более высокую степень сжатия и / или используют наддув или турбонаддув, чтобы нагнетать больше воздуха в двигатель. Повышение давления в цилиндре позволяет двигателю извлекать больше механической энергии из данной топливно-воздушной смеси, но требует топлива с более высоким октановым числом, чтобы предотвратить преждевременную детонацию смеси.В этих двигателях высокооктановое топливо улучшает рабочие характеристики и снижает расход топлива.

Что делать, если я использую топливо с более низким октановым числом, чем требуется для моего автомобиля?

Использование топлива с более низким октановым числом, чем требуется, может привести к ухудшению работы двигателя и со временем повредить двигатель и систему контроля выбросов. Это также может привести к аннулированию гарантии. В старых автомобилях двигатель может издавать слышимый «стук» или «свист». Многие новые автомобили могут регулировать угол опережения зажигания для уменьшения детонации, но мощность двигателя и экономия топлива все равно пострадают.

Будет ли использование топлива с более высоким октановым числом, чем требуется, улучшить экономию топлива или производительность?

Это зависит от обстоятельств. Для большинства транспортных средств топливо с более высоким октановым числом может улучшить характеристики и расход топлива, а также снизить выбросы углекислого газа (CO 2 ) на несколько процентов при работе в тяжелых условиях, например при буксировке прицепа или переноске тяжелых грузов, особенно в жаркую погоду. Однако при нормальных условиях вождения вы можете получить небольшую или нулевую пользу.

Почему топливо с более высоким октановым числом стоит дороже?

Топливные компоненты, повышающие октановое число, как правило, более дороги в производстве.

Стоит ли платить за топливо с более высоким октановым числом дополнительных затрат?

Безусловно, если вашему автомобилю требуется топливо среднего или высшего класса. Если в руководстве вашего владельца говорится, что ваш автомобиль не требует премиум-класса, но говорится, что ваш автомобиль будет лучше работать на топливе с более высоким октановым числом, это действительно зависит от вас. Увеличение стоимости обычно превышает экономию топлива. Однако снижение выбросов CO 2 и сокращение использования нефти даже на небольшое количество может быть для некоторых потребителей более важным, чем затраты.

Что такое октановое число 85 и безопасно ли его использовать в моем автомобиле?

Продажа топлива с октановым числом 85 была первоначально разрешена в высокогорных районах — где барометрическое давление ниже — потому что это было дешевле и потому что большинство карбюраторных двигателей переносили это довольно хорошо. Это не относится к современным бензиновым двигателям. Итак, если у вас нет более старого автомобиля с карбюраторным двигателем, вам следует использовать топливо, рекомендованное производителем, даже если доступно топливо с октановым числом 85.

Может ли этанол повысить октановое число бензина?

Да. У этанола гораздо более высокое октановое число (около 109), чем у бензина. Нефтепереработчики обычно смешивают этанол с бензином, чтобы повысить его октановое число — большая часть бензина в США содержит до 10% этанола. В некоторых регионах доступны смеси, содержащие до 15% этанола, и несколько производителей одобряют использование этой смеси в автомобилях последних моделей.

Ford Motor Company. 2013.Руководство по эксплуатации Ford Fiesta 2014 г. п. 120.

Szybist, J. and B. West. 2013. Влияние потоков смешения углеводородов с низким октановым числом на предел детонации «E85». SAE Int. J. Fuels Lubr. 6 (1): 44-54, 2013, DOI: 10.4271 / 2013-01-0888.

Штейн Р., Половина Д., Рот К., Фостер М. и др. 2012. Влияние теплоты испарения, химического октана и чувствительности на предел детонации для смесей этанол — бензин. SAE Int. J. Fuels Lubr. 5 (2): 823-843, 2012, DOI: 10.4271 / 2012-01-1277.

Леоне Т., Олин Э., Андерсон Дж., Юнг Х. и др. 2014. Влияние октанового числа топлива и содержания этанола на детонацию, экономию топлива и выбросы CO2 для двигателя прямого впрыска с турбонаддувом. SAE Int. J. Fuels Lubr. 7 (1): 9-28, 2014, DOI: 10.4271 / 2014-01-1228.

Калгатги, Г. 2014. Взаимодействие топлива и двигателя. Варрендейл: Общество автомобильных инженеров.

Хейвуд, Дж. 1988. Основы двигателя внутреннего сгорания. Нью-Йорк: Макгроу-Хилл.

Гиббс, Л., Б. Андерсон, К. Барнс и др. 2009. Технический обзор автомобильных бензинов. Chevron Corporation.

Томас, Дж., Б. Уэст и С. Хафф. 2015. Влияние смесей высокооктанового этанола на четыре унаследованных автомобиля с гибким топливом и автомобиль GDI с турбонаддувом. ORNL / TM-2015/116. Национальная лаборатория Окриджа.

Prakash, A., Jones, A., Nelson, E., Macias, J. et al. 2013. Октановый отклик автомобилей, рекомендованных премиум-класса. Технический документ SAE 2013-01-0883, DOI: 10.4271 / 2013-01-0883.

Prakash, A., R. Cracknell, V. Natarajan, D. Doyle et al. 2016. Понимание октанового аппетита современных автомобилей. SAE Int. J. Fuels Lubr. 9 (2): 345-357, DOI: 10.4271 / 2016-01-0834.

Вест, Б., С. Хафф, Л. Мур, М. ДеБуск и С. Слудер. 2018. Влияние высокооктанового E25 на два автомобиля, оснащенных двигателями с турбонаддувом и прямым впрыском. ORNL / TM-2018/814. Национальная лаборатория Окриджа.

Закрывать

Что на самом деле означает октановое число для вашего автомобиля

Загрузите закуски и включите музыку, потому что здесь официально начинается сезон летних путешествий.Но пока вы занимаетесь этим, не забывайте одну важную деталь для вашего каравана по пересеченной местности: топливо, которым он питается. Летние поездки означают долгие часы в дороге с тяжелым снаряжением. Буксировка грузов, таких как лодки и кемперы, может быть особенно обременительной для семейного автомобиля. Поэтому, прежде чем отправиться в путь этим летом, убедитесь, что вы используете топливо, специально разработанное для вашего автомобиля.

Когда вы находитесь у бензоколонки, вы, вероятно, видите несколько марок топлива на выбор. Такие сорта топлива, как обычный, плюс и премиум, определяются их октановым числом.Многие люди предполагают, что бензин с более высоким октановым числом автоматически увеличит пробег автомобиля или повысит мощность, но это не всегда так. Так что же на самом деле означают эти разные октановые числа на насосе?

Почему октановое число имеет значение для вашего двигателя

Бензиновые двигатели работают за счет воспламенения смеси воздуха и топлива через тщательно определенные промежутки времени с помощью свечи зажигания. Перед каждым сгоранием эта топливно-воздушная смесь сжимается, позволяя извлечь максимальный энергетический потенциал.

Но поскольку сжатие создает огромное количество тепла, топливо должно выдерживать экстремальные температуры, иначе оно может преждевременно дать сбои в воспламенении. Эта проблема, при которой топливно-воздушная смесь воспламеняется самопроизвольно, а не от свечи зажигания, известна как «стук», названный в честь производимого ею звука.

Октановое число — это просто мера того, насколько жаропрочно топливо, чтобы предотвратить детонацию. Другими словами, октан не улучшает сгорание — он предотвращает воспламенение топливовоздушной смеси внутри двигателя раньше, чем это положено.

Чем выше октановое число топлива, тем оно устойчивее к детонации. Если вы слышите стук, возможно, вы используете неправильное октановое число для вашей поездки. Рекомендуемое октановое число зависит от автомобиля, поэтому всегда обращайтесь к руководству пользователя, чтобы определить, что подходит именно вам. Некоторым автомобилям требуется более высокое октановое число, потому что они имеют так называемые двигатели с наддувом или с турбонаддувом, которые создают более высокие уровни сжатия.

Какое октановое число следует использовать?
Вы всегда должны использовать по крайней мере минимальное октановое число, рекомендованное производителем вашего автомобиля.Использование топлива с более низким октановым числом, чем требуется, может вызвать детонацию и помешать вашему автомобилю достичь заявленной экономии топлива. Со временем заправка топливом, не отвечающим требованиям вашего автомобиля, может повредить как двигатель, так и систему контроля выбросов.

С другой стороны, использование топлива с более высоким октановым числом, чем требуется вашему автомобилю, никогда не принесет никакого вреда, но не обязательно принесет пользу и вам. Топливо с более высоким октановым числом может потенциально повысить производительность некоторых транспортных средств при буксировке тяжелых грузов, особенно в жаркую летнюю погоду.Однако в нормальных условиях наилучшее октановое число для использования — это то, которое рекомендовано вашим руководством.

Независимо от того, какой уровень октанового числа требуется вашему автомобилю, вы можете положиться на МОЮЩИЙ БЕНЗИН CENEX® TOP TIER ™ в качестве топлива для ваших летних поездок. Благодаря многофункциональному, ведущему в отрасли комплексу присадок, который входит в стандартную комплектацию всех марок, бензин Cenex позволяет без проблем и с меньшим расходом топлива преодолевать километры дороги. УЗНАЙТЕ БОЛЬШЕ о бензине с моющими средствами TOP TIER и воспользуйтесь нашим ПОИСКОМ МЕСТОНАХОЖДЕНИЙ, чтобы увидеть магазины Cenex на вашем маршруте.Кто теперь хочет ездить на дробовике?

Информационный бюллетень

| Краткая история октана в бензине: от свинца до этанола | Официальные документы

Краеугольным камнем экологической политики США является сокращение вредных выбросов из выхлопных труб легковых и грузовых автомобилей. Благодаря правилам EPA в отношении мобильных источников, количество загрязнителей воздуха в городской среде сократилось на миллионы тонн.Некоторые правила EPA касаются октанового числа. Октан — это присадка к бензину, которая необходима для правильной работы современных двигателей. Источники октана на протяжении многих лет принимали множество форм, как возобновляемых, так и нефтяных. Они включают свинец, метил-трет-бутиловый эфир (MTBE), бензол, толуол, этилбензол и ксилол (BTEX) и этанол (биотопливо). Когда были обнаружены неблагоприятные последствия для здоровья и окружающей среды для поставщиков с октановым числом свинца и нефти, они были исключены из системы подачи топлива или уменьшены.Сегодня в поставках бензина в США используются два основных источника октана: комплекс BTEX (продукт нефтепереработки, обычно называемый ароматическими соединениями бензина) и этанол.


Октан
Рис.1: октановое число бензина, отображаемое на типичной заправке

Октановое число является мерой способности топлива избегать детонации. Детонация возникает, когда топливо преждевременно воспламеняется в цилиндре двигателя, что снижает эффективность и может повредить двигатель.Современным водителям практически неизвестен стук. В первую очередь это связано с тем, что топливо содержит оксигенат, который предотвращает детонацию за счет добавления кислорода в топливо. Этот оксигенат обычно называют октаном.

На большинстве автозаправочных станций предлагаются три класса с октановым числом 87 (обычное), 89 (среднее) и 91-93 (премиальное). Чем выше октановое число, тем более устойчива бензиновая смесь к детонации. Использование топлива с более высоким октановым числом также обеспечивает более высокую степень сжатия, турбонаддув и уменьшение габаритов / понижение частоты вращения — все это обеспечивает большую эффективность двигателя и более высокую производительность.В настоящее время высокооктановое топливо продается как «топливо премиум-класса», но производители автомобилей выразили заинтересованность в повышении минимального октанового числа в Соединенных Штатах для создания более эффективных двигателей меньшего размера. Это повысит эффективность транспортных средств и снизит выбросы парниковых газов за счет снижения потребления нефти.

Свинец

В начале 20 века производители автомобилей искали химическое вещество, которое уменьшило бы детонацию двигателя. В 1921 году автомобильные инженеры, работающие в General Motors, обнаружили, что тетраэтилсвинец (более известный как свинец) обеспечивает октановое число бензина, предотвращая детонацию в двигателе.Хотя ароматические углеводороды (например, бензол) и спирты (например, этанол) также были известными поставщиками октана в то время, свинец был предпочтительным выбором из-за более низкой стоимости производства. Этилированный бензин был преобладающим видом топлива в Соединенных Штатах до тех пор, пока Агентство по охране окружающей среды США (EPA) в середине 1970-х годов не начало его прекращать из-за доказанного серьезного воздействия на здоровье.


Этилированный бензин и проблемы со здоровьем

На раннем этапе его использования в качестве присадки к топливу были высказаны опасения по поводу использования свинца в бензине.В 1924 году 15 рабочих нефтеперерабатывающих заводов в Нью-Джерси и Огайо умерли от подозрения на отравление свинцом. В результате главный хирург временно приостановил производство этилированного бензина и созвал комиссию для расследования потенциальных опасностей использования свинца в бензине. Хотя группа экспертов нашла недостаточные доказательства отравления свинцом за короткий период времени, группа предупредила, что более длительное воздействие свинца может привести к «хроническим дегенеративным заболеваниям менее очевидного характера».

Несмотря на эти предупреждения, главный хирург установил добровольный стандарт содержания свинца, которому нефтеперерабатывающая промышленность успешно соблюдала на протяжении десятилетий.Только в 1960-х годах, после обширных исследований в области здравоохранения, были установлены разрушительные последствия воздействия низких концентраций свинца на здоровье. Детский развивающийся организм особенно чувствителен к низкому уровню содержания свинца в окружающей среде. Воздействие свинца на здоровье детей включает анемию, поведенческие расстройства, низкий IQ, нарушения чтения и обучения и повреждение нервов. У взрослых воздействие свинца связано с гипертонией и сердечно-сосудистыми заболеваниями. До поэтапного отказа от использования свинца в бензине общее количество свинца, используемого в бензине, составляло более 200 000 тонн в год.


Поэтапный отказ от этилированного бензина в США

Конгресс принял Закон о чистом воздухе в 1970 году, положив начало формированию EPA и, в конечном итоге, удалению свинца из бензина. По оценкам Агентства по охране окружающей среды, в период с 1927 по 1987 год 68 миллионов детей подверглись токсическому воздействию свинца только от этилированного бензина. Поэтапный отказ от использования свинца в бензине впоследствии сократил количество детей с токсичным уровнем свинца в крови на 2 миллиона человек в год в период с 1970 по 1987 год.


График прекращения производства свинца

1970: Конгресс принимает Закон о чистом воздухе . EPA создано и наделено полномочиями регулировать соединения, которые угрожают здоровью человека.

1973: EPA требует поэтапного снижения содержания свинца во всех марках бензина.

1974: EPA требует наличия по крайней мере одного сорта неэтилированного бензина, чтобы быть совместимым с автомобилями 1975 года выпуска и модели.Свинец повреждает каталитические нейтрализаторы, используемые в этих новых автомобилях для контроля выбросов выхлопных газов. Каталитические нейтрализаторы все еще используются в автомобилях.

1996: EPA запрещает использование этилированного топлива для дорожных транспортных средств (этилированный бензин снизился до 0,6 процента от продаж бензина в 1996 году). Свинец по-прежнему используется в некоторых видах авиационного топлива.

Благодаря скоординированным усилиям в большинстве стран мира в бензине нет свинца. После отказа от свинца в Соединенных Штатах нефтеперерабатывающая промышленность решила построить дополнительные перерабатывающие мощности для производства октана из других нефтепродуктов, а не из возобновляемых источников, таких как этанол.

Метил-трет-бутиловый эфир (МТБЭ)

Закон о чистом воздухе с поправками (CAAA) 1990 года стал следующим крупным постановлением о топливе. Среди прочего, CAAA требует, чтобы районы, которые не соответствуют нормам приземного озона, использовали реформулированный бензин (RFG). RFG имеет повышенное содержание оксигенатов, что способствует более полному сгоранию. В результате RFG снижает образование прекурсоров озона и других токсичных веществ в воздухе во время горения.

Нефтяным предприятиям не требовалось использовать какой-либо конкретный оксигенат в RFG, но к концу 1990-х годов нефтепродукт, метил-трет-бутиловый эфир (МТБЭ), использовался в 87% RFG из-за его простоты транспортировки и смешивания.На Среднем Западе этанол был более распространенным компонентом РФГ. Несмотря на успехи в сокращении количества прекурсоров озона, МТБЭ был постепенно исключен из запасов бензина из-за опасений по поводу его растворимости в воде, что привело к загрязнению водных ресурсов во многих штатах. По состоянию на 2005 год EPA сообщило, что МТБЭ не использовался в значительных количествах в Соединенных Штатах. В настоящее время 30 процентов бензина, продаваемого в США, составляет бензин с измененной формулой. Этанол обеспечивает дополнительное октановое число, необходимое для RFG.


График поэтапного отказа от МТБЭ

1998: EPA созывает Группу «Голубая лента», которая считает, что МТБЭ представляет угрозу для запасов грунтовых вод. В то время Геологическая служба США (USGS) обнаружила, что МТБЭ присутствует в 20 процентах запасов подземных вод в районах РФГ.

2000: EPA объявляет о прекращении использования МТБЭ для защиты питьевой воды. В то же время EPA и Министерство сельского хозяйства США (USDA) призывают к увеличению использования этанола для сохранения качества воздуха.

2000–2005: Семнадцать штатов запрещают или существенно ограничивают использование МТБЭ в бассейнах с бензином.

Комплекс BTEX

Комплекс BTEX представляет собой углеводородную смесь бензола, толуола, ксилола и этилбензола. Эти соединения, обычно называемые ароматическими соединениями бензина, перерабатываются из низкооктановых нефтепродуктов в высокооктановую присадку к бензину. Хотя некоторое количество BTEX является естественным для бензина, его также добавляют в готовый бензин для повышения его октанового числа.Общий объем BTEX (ароматических углеводородов) в готовом бензине зависит от желаемого октанового числа и других желаемых свойств топлива.


Рост использования BTEX

Следствием отказа от свинца стало увеличение содержания БТЭК в бензине. Столкнувшись с проблемой удаления свинца как основного источника октанового числа в бензине, нефтепереработчики имели две доступные альтернативы: BTEX и этанол. Нефтеперерабатывающая промышленность инвестировала в дополнительные перерабатывающие мощности, чтобы заменить свинец высокооктановым продуктом переработки нефти БТЭК.В результате замещения свинца объем BTEX вырос с 22 процентов до примерно трети от общего объема бензина к 1990 году. В бензинах премиум-класса объемное содержание BTEX достигло 50 процентов. Требуя более чистое топливо, посредством реформулированного бензина и других программ, Агентство по охране окружающей среды сократило объем ароматических углеводородов до 25–28 процентов от обычного бензинового пула, хотя некоторые специалисты здравоохранения сомневаются в безопасности даже этих уровней .


BTEX и проблемы со здоровьем

После прекращения производства свинца вначале возникли опасения по поводу комплекса BTEX.В 1987 году сенатор Том Дэшл выразил озабоченность по поводу ароматических углеводородов бензина, написав: «В бензиновой промышленности происходят революционные изменения, которые представляют серьезную угрозу для окружающей среды и здоровья населения, а именно повышенную концентрацию бензола и других ароматических углеводородов».

Сегодня медицинские исследования действительно показывают, что даже очень низкое воздействие комплекса BTEX, связанного с добавками к бензину и другими нефтепродуктами, может способствовать негативному развитию, репродуктивным и иммунологическим ответам, а также сердечно-легочным эффектам.При неполном сгорании комплекса BTEX, содержащегося в бензине, образуются сверхмелкозернистые частицы (UFP) и полициклические ароматические углеводороды (PAHs), которые оказывают собственное неблагоприятное воздействие на здоровье даже при низких уровнях. UFP и ПАУ канцерогены и мутагены. И UFP, и PAH также были связаны с нарушениями развития и нейродегенеративными заболеваниями, раком и сердечно-легочными эффектами. Большое внимание было уделено бензолу в топливе, поскольку он очень токсичен. В то же время частичной замены бензола другими ароматическими соединениями (ксилолом, этилбензолом, толуолом) может быть недостаточно для снижения токсического воздействия БТЭК.


Сроки принятия Постановления о бензоле

1990: Конгресс принимает Закон о чистом воздухе Поправки , которые, среди прочего, требуют снижения содержания бензола в областях, которые не соответствуют стандартам приземного озона. В рамках CAAA была принята поправка S.1630, поправка Clean Octane , которая дает EPA право использовать «безвредные добавки для замены токсичных ароматических углеводородов, которые теперь используются для повышения октанового числа в бензине.”

2007: EPA обновляет документ «Контроль опасных загрязнителей воздуха из мобильных источников (MSAT2)», который ограничивает общее содержание бензола в бензине на уровне 0,62 процента, по сравнению со средним значением 1,3 процента. Другие ароматические углеводороды, такие как толуол и ксилол, не закрываются.

Этанол

Первые автопроизводители проявили интерес к спиртовым топливам на растительной основе, таким как этанол. Генри Форд разработал первую модель T, работающую на этаноле.Но в то время бензин был гораздо более дешевым топливом. Кроме того, Standard Oil «не хотела… поощрять производство и продажу конкурентоспособного топлива, производимого отраслью, никак не связанной с нефтью». С тех пор нефтяная промышленность контролирует рынок топлива.

Во время нефтяного эмбарго 1973 года цены на обычный неэтилированный бензин подскочили на 57 процентов, и возник постоянный дефицит бензина. Эти события, а также регулирование многих загрязнителей воздуха вызвали новый интерес к топливной эффективности, электромобилям и возобновляемым видам топлива, таким как этанол, которые рассматривались как способ соблюдения новых правил и сокращения потребления нефти.Сегодня большая часть этанола в Соединенных Штатах смешивается с бензином для получения E10 (10 процентов этанола, 90 процентов бензина). Более 95 процентов бензина, продаваемого в Соединенных Штатах, составляет E10.


Этанол как ускоритель октанового числа

Помимо более низких выбросов парниковых газов в течение жизненного цикла, чем у обычного бензина, этанол является отличным поставщиком октанового числа, поскольку чистый (чистый) этанол имеет октановое число более 100. В настоящее время нефтепереработчики производят «субоктановый газ» с более низким октановым числом. октановое число, чем требуется.Этанол, который обычно является самым дешевым поставщиком октанового числа, затем используется для доведения октанового числа бензина до указанного на бензонасосе октанового числа. Например, бензин с октановым числом 84 обычно смешивают с 10-процентным этанолом для достижения минимального октанового числа 87, необходимого для розничного бензина.

_________________________________

В поисках дополнительного октана

В настоящее время существует два способа увеличения октанового числа бензина: увеличение объема ароматических углеводородов бензина или увеличение объема этанола .

_________________________________

Этанол и проблемы со здоровьем

Хотя этанол имеет более высокую летучесть, чем бензин, что означает, что он испаряется быстрее, он является более экологически чистой альтернативой бензиновым бустерам октанового числа. Кроме того, токсичность этанола низка по сравнению с воздействием на здоровье БТЭК и продуктов его сгорания, таких как сверхмелкозернистые частицы (UFP) и полициклические ароматические углеводороды (ПАУ).Небольшое увеличение содержания этанола в топливе с 10 до 15 процентов приведет к ожидаемому снижению риска рака на 6,6 процента в результате выбросов из выхлопной трубы.

Существуют противоречивые данные о том, что увеличение содержания этанола в бензине увеличивает выбросы закиси азота (NOX), прекурсора озона. Несколько исследований не обнаружили взаимосвязи между смешиванием этанола и выбросами NOX или обнаружили снижение выбросов NOX с увеличением объемов этанола. Другие исследования показывают, что старые автомобили выделяют больше NOX при использовании смесей этанола.Однако исследование автомобилей 2012 года выпуска и модели не выявило увеличения выбросов NOX между смесями E10, E15 и E20, что позволяет предположить, что как конструкция двигателя, так и возраст двигателя играют роль в выбросах NOX. В целом влияние этанола на выбросы NOX и оксида углерода (CO) незначительно в новых системах контроля выбросов двигателей.


Хронология фазы ввода этанола

1975: Конгресс принимает Закон об энергетической политике и энергосбережении (EPAct), устанавливающий корпоративные стандарты средней экономии топлива (CAFE) для легковых и грузовых автомобилей.

1988: Закон об альтернативных моторных топливах устанавливает льготы в рамках CAFE для транспортных средств, работающих на альтернативном топливе.

1992: Закон об энергетической политике от 1992 года определяет альтернативные виды топлива и устанавливает программы на федеральном уровне для увеличения использования и исследования альтернативных видов топлива.

2005: Конгресс принимает Закон об энергетической политике от 2005 г. , устанавливающий Стандарт возобновляемого топлива (RFS).RFS устанавливает минимальный объем возобновляемого биотоплива, который необходимо добавлять в топливо для транспорта.

2007: Конгресс принимает Закон об энергетической независимости и безопасности (EISA), значительно увеличивая объем возобновляемых видов топлива, требуемый в соответствии с RFS, до 36 миллиардов галлонов к 2022 году.

2013: Ссылаясь на отсутствие инфраструктуры возобновляемых источников топлива, EPA предлагает сократить объем возобновляемых видов топлива в соответствии с RFS.

2015: Администрация устанавливает объемы возобновляемого топлива на 2014-2016 годы . Окончательные объемы возобновляемого топлива на 2016 год составляют 18,11 миллиарда галлонов, что примерно на 1 миллиард галлонов больше, чем было предложено в 2013 году, и составляет чуть более 10 процентов от поставок топлива. Сюда входят категории возобновляемого топлива, целлюлозного биотоплива, современного биотоплива и дизельного топлива на основе биомассы.

Выводы

Свинец и различные нефтепродукты обеспечивают октановое число бензина на протяжении более 100 лет, но растущие проблемы со здоровьем и окружающей средой заставили разработчиков политики пересмотреть широкое использование многих из этих соединений.Поскольку Соединенные Штаты стремятся снизить интенсивность выбросов парниковых газов в транспортном секторе, повышение октанового числа бензина является многообещающим направлением, поскольку это позволит создать более экономичные двигатели. Но также необходимо учитывать воздействие используемых источников октана на здоровье и окружающую среду. Добавляя этанол к готовому бензину, так называемое «смешивание брызг», октановое число может быть увеличено при одновременном снижении источников токсичного октанового числа.

Национальный переход на оптимизированную смесь этанола среднего уровня, между E25 (25 процентов этанола, 75 процентов бензина) и E40 (40 процентов этанола), снизит потребительские расходы на топливо и стандартизирует поставки топлива.Министерство энергетики признает, что увеличение содержания этанола в бензине — это потенциальный путь к увеличению октанового числа бензина. Смесь этанола среднего уровня позволила бы разработать высокоэффективные двигатели, которые значительно снизили бы потребление нефти, уменьшили бы выбросы парниковых газов в течение жизненного цикла и помогли бы соответствовать более высоким стандартам экономии топлива. На данный момент Министерство энергетики и Агентство по охране окружающей среды одобрили использование E15 для автомобилей марки и модели 2001 года, а также для более новых автомобилей, на которые сегодня приходится 80 процентов транспортных средств.

Производители автомобилей изучают источники чистого октанового числа как способ обеспечить соответствие нормам по эффективности и выбросам парниковых газов. Именно здесь в ближайшей перспективе может быть достигнута наибольшая польза для здоровья, окружающей среды и эффективности транспортных средств.

Автор: Джесси Столарк

Редактор: Кэрол Вернер

Бензин

Какое октановое число?

Требования к октановому числу топлива для бензиновых двигателей различаются в зависимости от степень сжатия двигателя.Степень сжатия двигателя составляет относительный объем цилиндра от самого нижнего положения хода поршня до самого верхнего положения поршня Инсульт. Чем выше степень сжатия двигателя, тем больше количество тепла, выделяемого в цилиндре во время сжатия Инсульт.

Если октановое число топлива слишком низкое для данной степени сжатия, топливо преждевременно и самопроизвольно воспламеняется слишком рано и заправка топлива ВЗРЫВАЕТСЯ, а не ГОРЯЕТ, что приводит к неполному горение.Чистый эффект — потеря мощности, возможно, двигатель повреждение и слышимый «стук» или «пинг», называется детонацией.

Октановое число бензина является мерой его устойчивость к ударам. Октановое число определяется путем сравнения характеристики бензина к изооктану (2,2,4-триметилпентан) и гептан. Изооктану присвоено октановое число 100.Это представляет собой сильно разветвленное соединение, которое горит плавно, с небольшими стучать. С другой стороны, гептан, прямая цепь, неразветвленная молекуле присваивается нулевое октановое число из-за ее плохой детонационные свойства.

Бензин прямогонный (непосредственно с НПЗ). столбец) имеет октановое число около 70. Другими словами, прямогонный бензин имеет такие же детонационные свойства, что и смесь 70% изооктан и 30% гептан.Многие из этих соединений прямые цепные алканы. Крекинг, изомеризация и другие процессы рафинирования может использоваться для повышения октанового числа бензина примерно до 90. Могут быть добавлены антидетонационные агенты для дальнейшего повышения октанового числа. рейтинг.

Я слышу, как вы стучите: автомобильный стук и октановое число — 20 августа 2020 г. — Д-р Радж Шах — Новости нефтедобывающей промышленности Статьи

Октан — это молекула насыщенного углеводорода, состоящая из цепочки из восьми атомов углерода с восемнадцатью атомами водорода.Чаще октан — это термин, который связан с характеристиками бензинового топлива, где октановое число указано на каждом бензонасосе для различных классов. Заправляя автомобиль бензином, немногие люди задумываются о том, какой класс топлива выбрать с октановым числом октанового числа, и просто выбирают, какое топливо рекомендуется использовать производителем транспортного средства.

Однако разработка этих видов топлива не так проста и требует обширных исследований, разработок и испытаний для повышения октанового числа топлива и обеспечения эффективных характеристик двигателя.В этой статье будет обсуждаться история октанового числа и методы испытаний для определения октанового числа, а также будет оцениваться, как эти методы испытаний октанового числа соотносятся с характеристиками топлива в современных двигателях.
Октановое число — это показатель способности топлива противодействовать детонации. Водители современных автомобилей редко сталкиваются с детонацией из-за высокоразвитых топлив и двигателей. В типичном бензиновом двигателе цилиндры сконструированы таким образом, что воспламенение бензина происходит на свече зажигания непосредственно перед тем, как поршень достигает положения верхней мертвой точки.Однако возможно преждевременное возгорание топлива в кармане с топливом в цилиндре при воздействии тепла и сильного сжатия, что приводит к детонации в двигателе. Высокие температуры и компрессия способствуют раннему самовоспламенению бензина.
Для данного топлива два фактора будут влиять на самовоспламенение топлива: температура и степень сжатия. Эти факторы заложены в двигателе каждого транспортного средства, например, рабочая температура и степень сжатия.Из-за природы реакций горения рабочую температуру труднее снизить до точки, при которой самовоспламенение топлива улучшается.
Следовательно, степень сжатия является фактором, который используется для улучшения детонации двигателя и самовоспламенения топлива. Степень сжатия — это отношение объема цилиндра, когда поршень находится в нижней мертвой точке, к объему цилиндра, когда поршень находится в верхней мертвой точке. По сути, это отношение максимального объема цилиндра к минимальному объему цилиндра.
С одной стороны, более высокие степени сжатия могут производить большие объемы работы с точки зрения термодинамики, и было показано, что они имеют более высокий термический КПД и позволяют достичь большей производительности. Но с другой стороны, более высокая степень сжатия более подвержена детонации в двигателе, поскольку степень сжатия выше. По этой причине высокопроизводительные автомобили обычно проектируются с более высокой степенью сжатия, тогда как типичный современный бензиновый автомобиль имеет степень сжатия от 8: 1 до 10: 1.Для сравнения, дизельные двигатели могут работать при более высоких степенях сжатия, поскольку дизельный цикл вводит дизельное топливо в камеру сгорания только тогда, когда воздух в камере был сжат для достижения условий воспламенения, и обычно находится в диапазоне от 18: 1 до 23: 1.
Степень сжатия является частью конструкции двигателя для борьбы с детонацией. Другой метод предотвращения детонации в двигателе — это изменение состава бензинового топлива. Бензин — это смесь углеводородов, полученная при перегонке сырой нефти.Добавки обычно вводятся в бензины для улучшения характеристик.
Некоторые компоненты бензина могут способствовать более высокому октановому числу, чем другие. Например, при измерении октанового числа оно сравнивается со смесью двух компонентов: изооктана и н-гептана. Изооктан имеет эталонное октановое число 100, в то время как н-гептан имеет эталонное октановое число 0.
Присадки, повышающие октановое число, используются в бензине с начала 20 века. Инженеры, работающие в General Motors, обнаружили, что в 1921 году свинец, или тетраэтилсвинец, по его химическому названию, повышает октановое число бензина.Этилированный бензин был доминирующим типом бензина в Соединенных Штатах в течение многих лет после открытия, где было обнаружено повышение октанового числа, из-за его низкой стоимости производства. Однако в 1970-х годах с принятием Закона о чистом воздухе Агентство по охране окружающей среды начало постепенно отказываться от этилированного бензина из-за его повреждения каталитических нейтрализаторов, что, возможно, имело бы неблагоприятные последствия для здоровья населения.
Поскольку использование свинца в качестве усилителя октанового числа было прекращено, использование ароматических углеводородов стало более распространенным. Ароматические соединения естественным образом присутствуют в бензине, но их можно добавлять в более высоких концентрациях для увеличения октанового числа.К 1990 году состав ароматических углеводородов в бензине увеличился примерно до 33% в стандартных сортах бензина и примерно до 50% в премиальных сортах с 22%.
Однако по мере увеличения содержания ароматических углеводородов в бензине росли и опасения по поводу безопасности этих соединений. В 1990 году, когда Конгресс принял поправки к Закону о чистом воздухе, содержание ароматических углеводородов в бензине было снижено до 25–28 процентов, поскольку эти ароматические соединения, такие как бензол, оказались очень токсичными.
Еще одна присадка, повышающая октановое число, ограниченная EPA, заставила производителей бензина искать альтернативу.В современном топливе этанол является обычным компонентом, который также действует как ускоритель октанового числа. В чистом виде этанол имеет октановое число около 100. В Соединенных Штатах наиболее распространенной формой продаваемого бензина является E10, который представляет собой смесь 10-процентного этанола и 90-процентного бензина. Кроме того, чистый этанол горит чище и менее токсичен, чем октановые добавки, полученные из нефтяных источников.
В начале 1900-х годов, когда разрабатывались автомобили, детонация в двигателе становилась серьезной проблемой. Поскольку детонация двигателя является результатом самовоспламенения топлива, существовала потребность в методе испытаний для количественной оценки свойств самовоспламенения топлива в качестве меры его антидетонационных свойств.Первые наброски этих методов испытаний были разработаны Гарри Рикардо и включали использование топлива в заданных условиях двигателя и увеличение степени сжатия до тех пор, пока не наблюдался слышимый стук двигателя. Степени сжатия коррелировали с эталонной топливной смесью, но с высокой степенью вариабельности для этих топливных смесей были значительные ограничения на надежность метода Рикардо.
В 1920 году Обществом инженеров автомобильной промышленности (SAE) и Американским институтом нефти (API) был сформирован комитет по совместным исследованиям топлива (CFR) для определения методологии достаточной оценки антидетонационных свойств топлива.В конечном итоге в 1928 году комитет остановился на испытании конкретного двигателя, двигателя CFR, в котором использовалась переменная степень сжатия, аналогичная испытанию Рикардо.
Как и в случае с испытанием Рикардо, двигатель CFR работает на топливе, и степень сжатия увеличивается до тех пор, пока двигатель не загорится. Однако одно ключевое различие между двумя двигателями заключается в том, что двигатель CFR обнаруживает детонацию с помощью прыгающего штифта, а не по звуковому сигналу оператора. Затем топливо сравнивается с первичным эталонным топливом (PRF), которое представляет собой бинарную смесь изооктана и н-гептана (с эталонными значениями октанового числа 100 и 0 соответственно).Затем октановое число топлива определяется как процент изооктана в смеси PRF, который приводит к детонации двигателя при той же степени сжатия (так что топливо с октановым числом 83 будет детонационно при той же степени сжатия, что и PRF с 83% изооктана и 17% н-гептана).
Одна из проблем, связанных с двигателем CFR, заключается в том, как итоговое октановое число будет меняться в зависимости от условий двигателя. Первоначально испытания были стандартизованы для частоты вращения двигателя 600 об / мин и температуры на впуске 52 ° C.В этих условиях полученное октановое число называется исследовательским октановым числом (RON).
Однако метод RON был встречен критикой по мере того, как его использование стало более распространенным. В 1932 году испытания показали, что метод RON недостаточно оценивает устойчивость топлива к детонации в условиях движения. В то время эта неудача была еще более заметной в отношении европейского топлива, где ароматических соединений было больше по сравнению с большим количеством парафинового топлива в Америке.
Чтобы отреагировать на эту критику, комитет CFR разработал новый метод с другим набором условий испытаний, чтобы лучше моделировать антидетонационные свойства топлива в условиях движения.Новый метод был стандартизирован для более суровых условий, чем существующий метод RON, при частоте вращения двигателя 900 об / мин и температуре на впуске 149 ° C. Октановое число, полученное в этих условиях, называется моторным октановым числом (MON).
Для данного топлива MON обычно ниже, чем RON на величину примерно 8-10. Термин «чувствительность» определяется как разница между измерениями RON и MON. Некоторые виды топлива более чувствительны, чем другие, при этом парафиновые топлива обычно имеют более низкие значения чувствительности, чем ароматические топлива.В Америке октановые числа, которые видны на современных бензоколонках, выражают октановое число в формате Antiknock Index (AKI), который представляет собой просто среднее значение RON и MON.
Несмотря на все еще существующие проблемы и сложности с новым методом MON, он все же был улучшением для определения октанового числа. Не имея в 1930-х годах четкой альтернативы этим методам, использование методов RON и MON стало более распространенным во всем мире.
Эти методы до сих пор используются и часто называются методами испытаний ASTM D2699 и ASTM D2700, которые являются стандартными методами испытаний для определения RON и MON топлива для двигателей с искровым зажиганием, соответственно.Условия эксплуатации указаны в этих методах, а методы испытаний проводятся на стандартизированном одноцилиндровом четырехтактном двигателе с переменной степенью сжатия и карбюраторном двигателе.
С момента разработки этих методов определения октанового числа в начале 1900-х годов технология двигателей значительно продвинулась вперед. В результате растет озабоченность по поводу применимости этих методов испытаний к современным двигателям. Например, Ford Model T 1930 года мог выдавать до 22 л.с. при 1600 об / мин, а Ford Fusion 2008 года — до 221 л.с. при 6250 об / мин.Стоит отметить, что оба этих автомобиля используют одинаковый смещенный объем в своих двигателях.
По сравнению с автомобилями 1930-х годов, современные двигатели используют лишь немного больший смещенный объем, что может удивить некоторых, учитывая резкое увеличение производительности автомобилей с тех пор. Тем не менее, степень сжатия резко увеличилась за этот период времени с коэффициента чуть выше 4: 1 в 1930 году до коэффициента чуть ниже 10: 1 в 2010 году. Такое увеличение степени сжатия в значительной степени связано с разработкой более высокооктановых топлив. и улучшенная технология двигателя, которая может поддерживать более высокую степень сжатия.
Кроме того, современные двигатели позволили добиться более низких рабочих температур двигателя. Высокие температуры могут способствовать самовоспламенению топлива и детонации в двигателе. Благодаря улучшенной технологии охлаждения «горячие точки», которые появляются в двигателе, удаляются, что снижает склонность топлива к самовоспламенению.
Еще одно существенное отличие старых двигателей от современных — это удаление карбюратора. В ранних двигателях карбюраторы использовались для нагрева всасываемого воздуха и испарения топлива.С 1990 года в новых двигателях для этого используются топливные форсунки, а не карбюраторы. Топливная форсунка не требует нагрева всасываемого воздуха для испарения топлива, как это делает карбюратор. Стоит отметить, что в испытательном двигателе, используемом в методах испытаний RON и MON, по-прежнему используется карбюратор, который теперь является устаревшей частью системы двигателя.
С такими радикальными изменениями в двигателях за последние 90 лет становится ясно, что могут возникнуть опасения по поводу того, что технология и метод, используемые для измерения октанового числа, устарели.Чтобы математически продемонстрировать, как эти методы могут неточно измерять октановое число в современных двигателях, Калгатги разработал весовой коэффициент (K) в модели линейной интерполяции для октанового индекса (OI). OI — это PRF, при которой топливо ведет себя как в дорожных условиях, так что более высокий OI указывает на лучшие антидетонационные характеристики. Коэффициент K определяется в уравнении 1.

OI = RON — K * (RON-MON)

Предполагается, что

K зависит только от условий работы двигателя, поскольку он разработан так, чтобы не зависеть от топлива.Если K равно 0, октановый индекс OI такой же, как RON, а если K равен 1, октановый индекс OI такой же, как MON. В Америке AKI (среднее RON и MON) используется для определения октанового числа топлива, поэтому значение K принимается равным 0,5.
K также может быть отрицательным, что указывает на сбой в текущей системе оценки октанового числа, поскольку увеличение MON может не привести к улучшенным антидетонационным характеристикам.
По сути, причина отрицательного значения K связана с октановыми тестами, основанными на изооктане и н-гептане, которые являются парафиновым топливом.Парафины хуже предотвращают детонацию при низких температурах и лучше при более высоких температурах по сравнению с ароматическими соединениями, олефинами или спиртами. Высокие температуры в тестах на октановое число, особенно MON, создают склонность к использованию парафинового топлива. Однако современные рабочие температуры двигателя более благоприятны для других видов топлива.
Анализ исторических значений K может указывать на возрастающие уровни неточностей при тестировании октанового числа. Данные за 1951 год показывают, что даже при высоких оборотах двигателя значение K ниже 0.5, что означает, что предположение, что K, равное 0,5, как указано на всех бензонасосах в Америке, неверно. С 1951 года значения K только уменьшались, и, исходя из опубликованных данных, значение K могло потенциально быть около 0 по состоянию на 2001 год. Эта тенденция к снижению значения K является результатом улучшений современного двигателя, таких как уменьшение рабочие температуры, введение топливной форсунки и повышенное давление воздуха на впуске.
Кроме того, значительно увеличилось количество тестов с отрицательными значениями K.В 1951 году только около 10% тестов дали отрицательное значение K, тогда как в 1991 году примерно 45% тестов дали отрицательное значение K. Как указывалось ранее, отрицательное значение K будет указывать на сбой в существующей системе измерения октанового числа для количественной оценки антидетонационных свойств топлива.
Ожидается, что с повышением степени сжатия, турбонаддувом, прямым впрыском и бесчисленным множеством других усовершенствований двигателей, вносимых в новые двигатели, значение K будет продолжать снижаться до отрицательного режима.При значении K, равном 0, тест MON теряет свою актуальность, поскольку октановый индекс является функцией исключительно RON. Когда значение K становится отрицательным, результаты испытаний октанового индекса как при RON, так и при MON становятся неопределенными, что, как ожидается, произойдет, когда инженеры будут проектировать новые двигатели.
Октановые тесты используются уже 90 лет и прочно вошли в общество. Тем более, что стук — важный вопрос. Таким образом, нет никаких ожиданий, что система октанового числа исчезнет.Однако было предложено несколько альтернатив для устранения проблем. Первый метод заключается в замене эталонного топлива на включение в смесь ароматического толуола. Эта рекомендация была впервые сделана Генри Рикардо в 1930-х годах, но она была пересмотрена с усилением давления со стороны автомобильной и топливной промышленности. Второй метод — это переоценка важности MON в октановом числе топливного насоса. Значение на насосе в настоящее время является средним RON и MON, связанным со значением K как 0.5. Изменяя веса, октановое число на насосе может отражать отрицательные значения K. Третий метод включает изменение условий испытаний, чтобы лучше отразить современные условия работы двигателя. Различные университеты, лаборатории и топливные компании оценивают эти разные альтернативы. Когда большинство людей покупают бензин, они делают это, не имея полного представления об октановом числе топлива. Даже люди, знакомые с детонацией, обычно предполагают, что чем выше октановое число, тем ниже склонность топлива к детонации.Первоначально задуманный как простой метод определения антидетонационных свойств топлива, сложный химический состав топлива в сочетании со сложностями современных двигателей приводит к гораздо более сложным отношениям.

https://auto.howstuffworks.com/fuel-efficiency/fuel-consuming/question90.htm
https://www.eesi.org/papers/view/fact-sheet-a-brief-history-of-octane
https://www.davidowen.net/files/octane-and-knock-8-1987.pdf
http: // октановое соединение.weebly.com/history.html
https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmech.2015.00016/full
http://www.autos.ca/car-history-and-auto-shows/feature-a-brief-history-of-octane/
https://www.bellperformance.com/blog/bid/101182/What-Does-Octane-Do-In-Gasoline-Octane-Ratings
https://www.proctorhonda.com/octane-ratings
https://www.chicagotribune.com/news/ct-xpm-1992-08-16-9203140056-story.html
https://www.fuelfreedom.org/what-is-octane/
https: // www.consumer.ftc.gov/articles/0210-paying-premium-high-octane-gasoline
https://www.cheatsheet.com/automobiles/engines-exposed-what-is-octane-and-why-does-it-matter.html/
https://www.worldofmolecules.com/fuels/octane.htm
https://shop.advanceautoparts.com/r/advice/car-technology/does-the-type-of-gasoline-you-use-really-matter
https://www.cnet.com/roadshow/news/why-do-we-have-midgrade-89-octane-gas-at-the-pump/
https: //www.researchgatenet/publication/275541824_Calculation_of_Gasoline_Octane_Numbers_Taking_into_Account_the_Reaction_Interaction_of_Blend_Components
https: // www.kbb.com/car-advice/articles/premium-gas-when-and-why/
https://auto.howstuffworks.com/premium-gas-luxury-vehicles.htm
https://www.edmunds.com/fuel-economy/to-save-money-on-gas-stop-buying-premium.html
https://www.cartalk.com/content/premium-vs-regular-1
https://www.freep.com/story/money/cars/mark-phelan/2017/04/25/new-gasoline-promises-lower-emissions-higher-mpg-and-cost-octane-society-of- автомобильные инженеры / 100716174/
https: //www.scientificamerican.ru / article / fact-or-fiction-premium-g /
https://www.truecar.com/blog/2011/03/03/premium-vs-regular-gas/
https://www.oughttco.com/what-kind-of-gasoline-to-use-532752
https://www.ncconsumer.org/news-articles-eg/high-octane-fuel-doesnt-always-equal-better-performance-or-better-gas-m900.html
«Разработка тестов на октановое число и их влияние на автомобильное топливо и американское общество», Викрам Миттал, Int. J. По истории англ. & Тех., 2016, Т. 86, No. 2, pp. 213-227.
«Изменение значения RON и MON в топливе для возникновения детонации в современных двигателях с системой СИ за последние 70 лет», Викрам Миттал и Джон Б. Хейвуд, Международный журнал двигателей SAE, 2010 г., том 2, № 2, стр. 1-10.
Калгатги, Г.Т., «Антидетонационное качество топлива — Часть 1, Исследования двигателей», документ SAE 2001-01-3584, 2001.
Калгатги, Г.Т., «Антидетонационное качество топлива — Часть 2, Исследования транспортных средств — Насколько актуально октановое число двигателя (MON) в современных двигателях», документ SAE 2001-01-3585, 2001.

НОМЕР ОКТАНА

В бензиновом двигателе при определенных условиях эксплуатации и окружающей среды может произойти детонация , которая может вызвать повреждение двигателя. Его возникновение зависит также от свойств двигателя и топлива. Показателем антидетонационных характеристик топлива в данном двигателе является его октановое число : чем выше октановое число, тем выше устойчивость к детонации. Была разработана шкала, в которой автомобильному топливу присваивается октановое число, основанное на двух углеводородах, определяющих крайние значения шкалы: нормальный гептан (nC 7 H 16 ) с нулевым значением и изооктан. (C 8 H 18 2, 2, 4-триметилпентан) с октановым числом 100.Смеси этих двух углеводородов определяют стойкость к детонации, например смесь из 10% н-гептана и 90% изооктана по объему имеет октановое число 90.

Октановое число топлива определяется в стандартном испытательном двигателе. (одноцилиндровый двигатель CFR с переменной степенью сжатия, разработанный под эгидой Совместного комитета по исследованиям топлива в 1931 году) либо исследовательским методом (ASTM D-2699; BS 2637), либо моторным методом (ASTM D-2700; BS 2638). Соответствующее октановое число по исследовательскому методу (RON) и моторное октановое число (MON) получены при различных условиях испытаний, которые приведены в таблице 1.[Хейвуд (1988) и Оуэн и Коли (1990)]. Типичные октановые числа для автомобильного топлива приведены в таблице 2. Обзор октановых чисел по всему миру регулярно публикуется Associated Octel Co. Ltd., Лондон.

Таблица 1. Условия эксплуатации для исследовательских и моторных методов

Таблица 2. Типичные октановые числа *

* Типичные октановые числа

ССЫЛКИ

Хейвуд, Дж. Б. (1988) Основы двигателя внутреннего сгорания , МакГроу Хилл.

Оуэн, К. и Коли, Т. (1990) Справочник по автомобильному топливу , Общество автомобильных инженеров

Список литературы
  1. Хейвуд, Дж. Б. (1988) Основы двигателя внутреннего сгорания , McGraw Hill.
  2. Оуэн, К. и Коли, Т. (1990) Справочник по автомобильному топливу , Общество автомобильных инженеров
Количество просмотров: 18959 Статья добавлена: 2 февраля 2011 г.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *