Октановое число бензина: что это такое

Что такое октановое число бензина

Вы помните, что означает октановое число бензина? Что стоит за цифрами 92,95, 98 и 100? Почему в двигатель, рассчитанный под высокооктановое топливо, нельзя лить более дешевую “горючку”? Давайте пройдемся по важнейшему параметру топлива и другим сопутствующим тонкостям.

Октановое число в первую очередь говорит автовладельцу о стойкости той или другой марки топлива к детонации, хотя от него также зависят эксплуатационные характеристики и свойства бензина, динамические и другие характеристики, например, мощность мотора и запас хода. Поскольку естественным образом упомянута детонация, то, прежде чем углубляться в тонкости октановых чисел, вспомним об этом понятии.

Детонация – это самостоятельное или несвоевременное воспламенение топливно-воздушной смеси в камере сгорания. Для двигателей (а, именно, элементов цилиндропоршневой группы и кривошипно-шатунного механизма) это одно из самых опасных явлений, поскольку сопровождается взрывом, очень высокой скоростью распространения взрывной волны и, соответственно, повышением температуры в камере сгорания и ее закоксовкой.

Взрыв в камере сгорания может быть спровоцирован высокой (увеличившейся) степенью сжатия, сбоями в системе зажигания, неисправностями системы охлаждения, отклонениями в составе топливно-воздушной смеси, но одним из главных провоцирующих фактором является использование бензина с несоответствующим (более низким октановым числом).

Что такое октановое число

Это стойкость топлива к воспламенению под напором сжатия. Для его определения используются два лабораторных способа – исследовательское октановое число (ОЧИ) и моторное октановое число (ОЧМ). Инструментальные механизмы моторного и исследовательского метода отличаются и в процессе определения получается разница, которая называется чувствительностью топлива. Более приближенным к реальности является фактическое октановое число, выявляемое на агрегате, работающем на специальном стенде. Но самым приближенным к реальности является дорожное октановое число – его получают на движущемся автомобиле.

Так что же означают цифры, которые украшают колонки на АЗС? Они указывают на количество почти невоспламеняемого под действием силы сжатия изооктана в сочетании с н-гептаном. Но, если вернуться к методике определения октанового числа, то для таких основных марок бензина как Аи-92, Аи-95 и Аи-98 значение получено исследовательским методом, в то время как параметры, полученные моторным методом, отличаются в меньшую сторону.

Как повышают октановое число

Для многих современных автомобилей, особенно тех, что оснащены наддувными агрегатами и двигателями с высокой степенью сжатия использование топлива с низким октановым числом неприемлемо. Но по сей день некоторые автовладельцы пренебрегают рекомендациями производителя и заливают в баке более дешевле низкооктановое топливо. Аргументация у них обычно такая, мол качество бензина с октановым числом Аи-92 выше, его “бодяжат” меньше 95-го и 98-го, а о цене и говорить нечего. Кстати, раз уж речь зашла о повышении октанового числа, как именно его “корректируют”?

Первый способ, встречающийся особенно часто, – это использование антидетонатора, в роли которого может выступать тетраэтилсвинец или добавки на основе спирта. Второй подразумевает достаточно сложный технологический процесс.

Но вернемся к часто практикуемому методу и поговорим о “химии”, повышающей октановое число. Тетраэтилсвинец – один из самых эффективных и часто используемых антидетонаторов, который стали использовать с начала 20-х годов XX века. Компонент позволяет повысить октановое число на 17 пунктов, но не применяется в чистом виде, а в сочетании с веществами, которые выводят продукты оксида свинца. Дело в том, что именно это соединение образуется в процессе сгорания тетраэтилсвинца и провоцирует появление нагара на поршнях и клапанах.

Что касается способа повышения октанового числа добавками на основе спирта, то в ход шел метиловый, а также этиловый спирт. Положительные стороны у данного метода есть – например, если в бензин добавить 1/10 часть этилового спирта (соотношение 10 к 1), то это не только повышает октановое число до 95, но и делает выхлоп более “чистым”. Но есть и негативные моменты. Так, например, следствием повышения октанового числа с помощью спирта становится увеличение давления паров и паровые пробки в топливопроводах. Не стоит забывать и о высокой гигроскопичности спирта, то есть, его способности вбирать в себя воду со всеми вытекающими последствиями для автомобильного двигателя внутреннего сгорания.

Как повысить октановое число самому

Повысить октановое число того же 92-го бензина позволяют в том числе специальные присадки. Среди популярных Lavr Next Octane Plus, который позволяет увеличить значение до 6 единиц, Аstrohim Октан Плюс (на 3-5 единиц), “Октан Плюс” Octane Plus (на 2-2,5 единицы), Liqui Moly Octane Plus (на 2-5,5 единиц).

Как измерить октановое число

В случае с цифрами, изображенными на заправочных колонках, действует правило “доверяй, но проверяй”. Так, например, весной-летом 2019 года эксперты проверили крымские АЗС. Взяв 59 проб бензина и дизельного топлива на 19 региональных станциях, они сделали заключение о том, что 47% солярки и 20% бензина не соответствуют требованиям. Впрочем, годом ранее результаты были еще хуже – клеймо суррогата было поставлено на 45% бензина и 70% дизеля.

Выявить некачественное топливо позволяет специальный прибор октанометр, который использует принцип измерения диэлектрической проницаемости бензина, которая находится в пропорциональной зависимости от октанового числа. В свою очередь калибровочную зависимость можно выстроить с помощью известной величины октанового числа топлива и н-гептана. Метод возможен потому как топливо производят методом смешивания, а не прямой перегонкой, но для измерения вам понадобится контрольный образец топлива, который и будут сравнивать с другими образцами.

Узкие места у данной методики, разумеется, присутствуют. В первую очередь это, как вы уже поняли, невозможности определить октановое число неидентифицированного топлива, поскольку в основе лежит способ сравнения. При этом, сравнение происходит исходя из данных, которые заложены в прибор. Кроме того, разные внешние факторы могут влиять на процесс измерений, но определить их достаточно сложно.

На рынке присутствуют как российские приборы, так и зарубежные измерительные устройства. Если говорить об отечественной продукции, то в числе популярных прибор ОКТИС. Его иностранный коллега и конкурент – Digatron, который считается более точным и надежным.

Октановое число бензина — что это такое и на что влияет?

Октановое число бензина — важный показатель. От него зависят эксплуатационные свойства топлива, динамические и другие характеристики автомобиля. Под данным понятием подразумевается мера стойкости к детонации (возгоранию) этого типа топлива. Существуют определенные стандарты для различных видов бензина. Различные типы двигателей рассчитаны на использование бензина с определенным октановым числом.

Что же такое октановое число?

Октановое число, это мера химической стойкости бензина к автоматическому зажиганию. Чем больше октановое число бензина, тем он устойчивее к возгоранию. А возгорание влечет за собой выход двигателя из строя. На что влияет октановое число? Дело в том, что во время такта сжатия поршень начинает сжимать топливно-воздушную смесь. Когда смесь оказывается под высоким давлением, она может самопроизвольно возгораться. Это серьезная проблема в том случае, когда смесь загорается до того, как ласт искру свеча зажигания. Самопроизвольное воспламенение, которое профессиональным языком называется «детонация» может спровоцировать появление громкого шума.

Грохот напоминает звон монет, которые вы кидаете в копилку. Звук и стон возникает по той причине, что самовоспламенение приводит к образованию волн высокого давления, которые сталкиваются между собой. Детонация может повредить внутренние компоненты двигателя. Возгорание легко расплавит поршневые отверстия, и даже погнет шатуны. В итоге двигатель придется ремонтировать. Однако в наше время этого практически не происходит по той причине, что производители используют компьютерные блоки управления двигателем.

Благодаря детонационным датчикам, которые представляют собой электронные преобразователи небольшого размера, закрепленные на блоке двигателя, могут обнаруживать характерные для детонации частоты. Когда датчики фиксируют появление частот, модуль, управляющий коробкой передач, выполняет ряд действий, направленных на возвращение контроля воздушно-топливной смеси. Блок либо понижает уровень наддува в двигателях, либо оттягивает время появления искры в свечах, либо откорректировать состав топливной смеси, дабы обезопасить двигатель от поломки.

На что влияет октановое число?

При работе автомобиля топливо в его двигателе перемешивается с воздухом, после чего полученная смесь поступает в камеру сгорания, где и поджигается при помощи искры. Если эта смесь не имеет достаточной стойкости к самовоспламенению, происходит взрыв с неприятными последствиями для двигателя.

Чтобы таких проблем не возникало, при производстве транспорта автомобильные концерны производят двигатели с высокой степенью сжатия.

Именно здесь и имеет значение октановое число. Двигатели с более высокой степенью сжатия требуют бензина, имеющего более высокое октановое число.

Как правило, их устанавливают в спортивные или представительские машины, то есть чем лучше и дороже транспорт, чем выше сжатие в его двигателе, тем выше должно быть октановое число в заправляемом топливе.

Как влияет использование бензина с повышенным или пониженным октановым числом на работу двигателя

Для каждой марки и модели автомобиля заводом-изготовителем предусмотрен бензин с определенным октановым числом. Узнать его можно из руководства по эксплуатации авто. Но что же произойдет, если не придерживаться рекомендаций?

Применение топлива с меньшим октановым числом, как мы уже знаем, ведет к детонации. Кроме этого увеличивается расход, снижается мощность двигателя, а при длительной нагрузке на него возможно прогорание клапанов, перегрев двигателя, выход из строя деталей поршневой группы. При использовании бензина с большим октановым числом ничего страшного не произойдет, разве, что немного снизится динамика за счет более длительного времени сгорания горючей смеси.

Ниже представлена таблица, из которой можно узнать, какое топливо лучше подойдет для двигателей с разной степенью сжатия.

Что такое октановое число и причем тут детонация? Просто о сложном.

Все автовладельцы слышали про октановое число. АИ-92, АИ-95, 98 и 100. Мнения бытуют разные. Кто-то говорит, что чем выше октановое число, тем мощнее автомобиль, кто-то говорит, что уменьшается расход так как выделяется больше энергии при воспламенении смеси, а кто-то считает, что никакого прироста мощности и экономии топлива с повышением октанового числа нет, тем самым приходя к выводу “зачем платить больше если нет пользы?” И в итоге заливают 92-октановый бензин. Давайте по порядку.

Октановое число –это процентное содержание, как вы могли догадаться, октана и его изомеров в бензине по отношению к гептану. В других источниках вы можете встретить что «октановое число – это устойчивость бензина к детонации» и это тоже верно.

Изооктан – это органическое соединение группы алканов содержащееся в бензине. Самое устойчивое к детонации соединение.

N-Гептан – это тоже органическое соединение все той же группы алканов, содержащееся в бензине. Самое неустойчивое к детонации соединение.

Ученые придумали шкалу, по которой «n-гептану», как самому неустойчивому соединению к детонации, присвоили октановое число 0, а «изооктану» присвоили октановое число 100. После лабораторных исследований и сравнений с эталонной смесью, ученые заключают, что испытуемое топливо содержит 95% изооктана и 5% гептана. Таким образом такому топливу присваивают октановое число – 95.

Исследования различают на лабораторные (RON), и те которые проводят при реальных условиях (MON) работы двс 900 об/мин и 120 градусов Цельсия. Показатели одного и того же бензина при RON всегда выше чем при MON. Если при RON октановое число получилось 92, то при MON октановое число того же бензина будет около 82.

Что же такое детонация?

Детонация – это процесс самовоспламенения смеси в двигателе (из-за низкооктанового бензина или из за повышенного давления в камере сгорания если вы например установили турбину). Иными словами, это неуправляемый процесс воспламенения, самый опасный и разрушительный процесс для бензинового двигателя. От управляемого зажигания смеси (горения), детонация отличается площадью взрыва, своей силой, и несогласованностью работы механизмов. Скорость сгорания от обычных 15-20 м/с возрастает до 1,5-2 км/с! Реально взрыв получается.

Причем тут n-гептан, изооктан и детонация?

Ученые стали изучать поведение органических соединений группы алканов под влиянием давления, и стали сжимать каждое из них. Выяснилось, что каждое из соединений самовоспламеняется при разных показателях. Быстрее всего при сжатии воспламеняется n- гептан (потому и неустойчивый), а вот самые устойчивые к воспламенению под давлением оказались изооктаны. Получается, что чем больше содержание изооктана по отношению к n-гептану в бензине, тем качественнее и устойчивее бензин к давлению в камере сгорания т.е. к детонации (неуправляемому воспламенению).

А зачем тогда ведущие производители с каждым новым поколением автомобилей повышают планку октанового числа в рекомендуемом топливе?

Все дело в степени сжатия! Если коротко, то чем выше степень сжатия, тем экономичнее двигатель, но тем большее давление создается в камере сгорания, а чем выше давление, тем что? Правильно! Тем более устойчивое к давлению топливо требуется для корректной работы бензинового двс, что бы не возникало детонации. И вы справедливо можете задать вопрос: -“Так почему производители не сделают мега экономичный двигатель увеличив степень сжатия?”.

В таком случае, такой автомобиль придется заправлять не менее чем 100 октановым бензином, который в сегодняшних условиях стоит не дешево, да еще и сомнительного качества может быть, поэтому такие автомобили будут не выгодны, хоть и экономичны, как для покупателей, так и для производителей. Пока не выгодны.

В своих сервисных книжках или наклейках на лючке бензобака многие могли наблюдать надпись о минимально рекомендованном октановом числе бензина, для многих современных авто это 95-ти или 98-ми октановый бензин. Думаю, теперь стало ясно, что если рекомендован 95-й бензин, то заливать 92 нельзя, потому что степень сжатия вашего двигателя не рассчитана на 92-октановый бензин так как появляется шанс детонации. На стадии сжатия, поршень до ВМТ просто не успеет дойти, а топливная смесь уже воспламенится.

Заключение.

Думаю, основная теоретическая часть понятна. В данной статье я вынужден был пропустить много подробностей про октановое число, дабы упростить и сократить материал для понимания. В следующих статьях я вернусь к темам “компрессия и степень сжатия”, расскажу подробности тестирования октанового числа и какими присадками, и способами увеличивают октановое число.

Октановое число бензина и его влияние на эксплуатацию

На большинстве современных заправочных станций продается бензин 3 разновидностей, обозначаемый А-92, А-95 и А-98. Маркировка, подходящая конкретному автомобилю, прописана в инструкции по эксплуатации. Многие автолюбители знают, что цифры в названии указывают на октановое число бензина, но не понимают значения и важности данного параметра. Причем ради экономии некоторые водители заправляют горючее более низкой марки, нежели требует производитель авто. Цель публикации – разъяснить, что означает цифровая характеристика топлива.

Общее понятие

Горючая смесь топлива с воздухом перед воспламенением сжимается в цилиндре. Причем степень сжатия зависит от конструкции двигателя и находится в пределах 7–10. Важный момент: бензин должен воспламениться в определенный момент, когда на электроды свечи зажигания подается искровой разряд.

Справка. Стоит прояснить, что означает степень сжатия двигателя. Это цифра, показывающая, во сколько раз сжимается горючая смесь перед воспламенением. Вычисляется просто: общий литраж цилиндра делится на объем камеры сгорания. В старых моторах данный показатель равен 7, в более современных двигателях достигает 9–10.

Если топливовоздушная смесь вспыхнет раньше времени в процессе сдавливания поршнем (как в дизеле), произойдет следующее:

1. Самовоспламенение бензина вызывает микровзрыв – горение со слишком высокой скоростью.
2. Энергия вспышки распространяется в двух направлениях – в сторону поршня и камеры сгорания.
3. Поскольку все клапаны закрыты, удар отражается от стенок и обрушивается на поршень, продолжающий двигаться вверх. Раздается громкий металлический стук поршневого пальца.

Октановое число бензина характеризует его детонационную стойкость и определяется как процентное соотношение смеси двух углеводородов, входящих в состав топлива:

• изооктан, практически неспособный к самовозгоранию при высоком давлении;
• н-гептан, наоборот, вспыхивает при небольшом сжатии.

Детонационная характеристика изооктана принимается равной 100 единицам, н-гептана – нулю. Чем больше доля первого вещества, тем выше стойкость горючего к самостоятельному воспламенению в процессе сдавливания.

Максимальное октановое число 98 единиц в маркировке бензина означает наибольшую детонационную стойкость. Такое горючее предназначено для моторов с наивысшей степенью сжатия – 10. Соответственно, топливо марки 95 подходит двигателям, сжимающим смесь в 9 раз (таковых подавляющее большинство). Устаревающие версии силовых агрегатов со степенью сжатия 8 используют бензин А-92.

Буква «и» в буквенной части маркировки бензина Аи-95 означает, что октановое число измерялось исследовательским методом.

Заправка топливом с пониженным октановым числом

В погоне за экономией денежных средств владельцы машин со средней степенью сжатия 9 нередко заливают в бак более дешевый бензин А-92. Чем чревата постоянная эксплуатация автомобиля на топливе с пониженной детонационной стойкостью:

1. При увеличении нагрузки на мотор горючее в цилиндрах неизбежно самовоспламеняется. Характерные признаки: после нажатия педали акселератора слышится звонкий металлический перестук поршневых пальцев, мощность мотора падает.
2. Детонация изнашивает цилиндропоршневую группу очень быстро. От частых микровзрывов и ударов возникает сильная вибрация, деформируются компрессионные кольца и тарелки клапанов.
3. Если длительное время использовать низкооктановое горючее, детали поршневой группы покрываются слоем нагара, часто выходят из строя свечи зажигания.

На большинстве современных авто, где подачей топлива ведает электроника, установлены датчики детонации. Получая от такого измерителя сигнал о критической вибрации, контроллер пытается улучшить условия горения – уменьшает угол опережения зажигания и меняет соотношение воздуха и бензина в смеси. Подобные меры продлевают ресурс двигателя, но не позволяют полностью избавиться от детонации, ведь степень сжатия уменьшить на ходу невозможно.

Примечание. В прежние времена мастеровитые водители уменьшали степень сжатия мотора под низкое октановое число бензина. Суть переделки: под головку блока цилиндров ставится дополнительная прокладка (или две), объем камеры сгорания увеличивается, степень сжатия снижается.

Если в силу различных причин вам довелось заправиться топливом с невысоким октановым числом, старайтесь не нагружать силовой агрегат – избегайте резких нажатий педали газа. Как только услышите металлический стук пальцев, сразу отпускайте акселератор. Обязательно долейте высокооктановый бензин на ближайшей заправочной станции.

Применение высокооктанового бензина

В краткосрочной перспективе заливка бензина с повышенной стойкостью к детонации не приносит вреда автомобильному двигателю, рассчитанному на низкооктановое горючее. Но существует ряд причин, по которым заправляться высокооктановым топливом не рекомендуется:

1. Экономическая целесообразность. Бензины серии Аи-98 стоят заметно дороже А-95 и А-92.
2. Температура в камерах сгорания повышается, двигатель постоянно греется.
3. На практике наблюдались случаи подгорания клапанов и поршней.

Использование бензина Аи-98 на моторе со степенью сжатия 8–9 единиц становится оправданным после случайной заливки низкокачественного топлива. Если вы посетили сомнительную заправку и услышали звон в цилиндрах, разбавьте подозрительное горючее высокооктановым бензином. Размер «спасительной» порции – не менее 50% от заправленного количества.

На территории стран постсоветского пространства остается большое количество техники, рассчитанной под бензины марок А76 и А80, которые сняли с производства. Подобные моторы плохо переносят новое горючее с октановым числом 92–95. Проблема решается так: оставьте канистру с «девяносто вторым» в открытом состоянии на 1–2 дня. Альтернативный вариант – добавление небольшой порции очищенного керосина.

Использование присадок – антидетонаторов

Чтобы повысить октановое число бензина и стойкость к детонационным процессам, производители в разные времена использовали такие вещества:

• метиловые и бутиловые эфиры;
• соединения этила либо метила со свинцом, например, тетраметилсвинец;
• углеводородные присадки на основе марганца;
• антидетонаторы на основе железа;
• ароматические амины (анилины).

Добавление перечисленных присадок ограничено с целью сбережения окружающей среды либо по технологическим требованиям. Каждое из соединений имеет свои преимущества и недостатки:

1. Спирты и эфиры неплохо повышают детонационную стойкость горючего, но агрессивны к резинотехническим изделиям и выделяют малое количество энергии при сжигании. Максимально допустимая доля в составе бензина – 15%.
2. Свинцовые соединения эффективны и дешевы, при этом отличаются токсичностью и склонностью к образованию нагара внутри рабочих камер и выхлопной системы автомобиля.
3. Вещества, содержащие марганец и железо, вызывают ускоренный износ элементов цилиндропоршневой группы. В плане стойкости к детонации химикаты малоэффективны и потому не используются в настоящий момент.
4. Анилины дают средний результат, но в процессе эксплуатации покрывают смолянистым налетом стенки камеры сгорания и внутренние поверхности системы питания двигателя.

Наиболее популярные присадки в среде автолюбителей – тетраметилсвинец и тетраэтилсвинец. Количество добавляемой жидкости составляет 0,5–0,8 грамма на 1 кг топлива. Помимо указанных недостатков, свинцовые соединения имеют существенный минус – они приводят в негодность каталитические нейтрализаторы в максимально короткие сроки. Стоимость покупки и замены этой дорогостоящей детали явно превышает сэкономленную на низкооктановом бензине сумму.

Отсюда вывод: лучший способ экономии средств – заправка топливом с рекомендуемым октановым числом, которое не сожжет катализатор и не образует нагар в моторе. Горючее, продающееся на проверенных заправочных станциях, уже содержит все необходимые присадки – антидетонаторы.