То, что высокооктановый бензин обязательно лучше, не более чем миф
Как октановое число топлива влияет на детонацию: точное объяснение
Если вы в раздумьях и задались вопросом, какой бензин лучше всего залить в бак своего автомобиля, главное, что мы можем вам посоветовать, – не переусердствуйте! Не стоит экспериментировать с АИ-95, если по паспорту машина работает на АИ-92. Не нужно также искушать судьбу и пытаться делать наоборот, заливая по край горловины бензин с пониженным октановым числом. И так далее, вариативность марок топлива позволяет сделать выбор, но будет ли он осознанным и правильным?
К примеру, взять такое известное всем понятие, как октановое число топлива. Мы об этом как-то писали небольшую заметку, в которой разъяснили, что такое октановое, а что такое цетановое число: Октановое и цетановое число: в чем разница?
Является ли оно безусловно важным показателем топлива? Конечно, является, ведь октановое число – это показатель, который характеризует детонационную стойкость бензина, то есть возможность топливу сопротивляться самопроизвольному воспламенению при сжатии.
Иными словами, бензин с более высоким октановым показателем может быть сжат до более высокого давления, при этом не произойдет самопроизвольного воспламенения топливовоздушной смеси.
Значит ли это, что высокооктановый бензин всегда и для любого автомобиля будет лучшим выбором? Нет, этот вариант подходит далеко не всем, и сейчас мы объясним, почему бензин с этим более высоким показателем подходит далеко не всем автомобилям и почему он не будет хранить в себе более высокий заряд энергии.
Смотрите также
Октановое число, если перевести термин на человеческий язык, – это своего рода показатель ударопрочности, а не взрывной силы. Чем выше октановое число, тем меньше вероятность преждевременного самопроизвольного возгорания топлива. То есть более высокооктановый бензин не содержит в себе дополнительную энергию как таковую, просто моторы определенной конструкции способны выжать из такого топлива большую энергию, спалив большее количество воздушно-топливной смеси в единицу времени.
Но, во-первых
Во-вторых, он работает без сбоев и у него нет никаких приобретенных в ходе эксплуатации серьезных проблем.
Чем выше октановое число: АИ-92, АИ-95, АИ-98, тем больше энергии в топливе и выше экономичность, – это МИФ!
Также нет никакой разницы в скорости сгорания 92, 95, 98 бензина. Разнооктановые типы топлива также не отличаются по «холодному» или более «горячему» сгоранию в камере, полноте этого сгорания и в плане других распространенных заблуждений. По крайней мере, в этом нас старается убедить в своем видео известный в США автомеханик, DIY-айщик и ведущий YouTube-канала «ChrisFix» с более чем 5.5 миллионами подписчиков:
Видео взято с YouTube-канала «ChrisFix»
Видео на самом деле интересное и рекомендуется к просмотру каждому, кто интересуется работой автомобилей. Даже если вы не знаете английский, вы все равно поймете, о чем речь, – субтитры неплохо переводятся на русский.
Кстати, то, что в США маркировка топлива отличается от нашей: 87, 89, 91 и 93, вовсе не означает, что их топливо лучше или хуже, по крайней мере, по показателю октанового числа. Просто в разных странах используются разные системы обозначения октанового числа бензина. Шкала разниц, но не суть.
Смотрите также
Итак, таким образом, главным и единственным отличием разнооктановых бензинов является исключительно их сопротивляемость к детонации и к продлению срока службы мотора, не менее, но и не более.
Сэкономить на 92-м бензине вам не получится, а вот не подготовленный к такому топливу двигатель убьет очень быстро!
Детонация звучит на работающем двигателе так, как будто множество шариков из подшипника прыгает внутри мотора, издавая металлические звуки. Это очень плохой сигнал
Вот так выглядит детонация изнутри:
Непреднамеренное воспламенение (по сути, взрыв) внутри цилиндра может разрушить поршень, поршневые кольца, повредить клапана, прожечь прокладку блока и даже нарушить герметичность самого блока.
А какие-то системы защищают мотор от плохого топлива?
Но на самом деле не все так плохо в современных машинах. Уже давно для борьбы с этой проблемой был изобретен датчик детонации. Этот элемент похож на врачебный стетоскоп не только внешне, но и по принципу работы. Он «слушает» мотор на наличие посторонних шумов и, как только они появляются, через компьютер старается исправить ситуацию, давая сигнал системам скорректировать угол опережения зажигания в сторону уменьшения.
Но главной защитой все же должна быть ваша разумность. Не заправляйетсь неположенным топливом, а также старайтесь не заправляться на непроверенных заправках. И не верьте в МИФЫ. Да, какая-то часть правды в них обычно присутствует, но лучше придерживаться стандартной схемы, разработанной производителем. Ведь кому как не ему знать, что лучше для вашей машины, произведенной на его заводах. Логично? Логично!
На этом, впрочем, видео не заканчивается
Вторая половина видео фокусируется на разговоре о присадках в топливо и возможных последствиях их использования, как положительных, так и отрицательных. В частности, остается ли от них нагар в цилиндрах и так далее. Ведь, опять же, если верить ведущему (а он, кажется, знает, о чем говорит), даже такие именитые компании, как Shell, для некоторых премиальных марок топлива используют в 7 раз больше присадок, чем это позволено законом (законом США, разумеется)!
Расписывать про присадки не будем, если желаете, посмотрите видео или почитайте на тему наши материалы, их предостаточно:
Почему премиум-бензин является пустой тратой денег для большинства автомобилей
Почему при частой езде на пустом баке можно убить двигатель
Присадки и автохимия: какие средства не помогают
Скажем лишь одно: если на машине ездить и лить в бак качественный бензин с моющими присадками, они действительно будут мыть двигатель изнутри. Главное здесь – качество топлива и регулярные поездки, иначе вся эта химия в стоящей машине осядет рано или поздно на дно бака и здесь уже начнутся проблемы…
что это и как оно влияет на качество бензина
Октановое число (ОЧ) — это мера детонационной стойкости горючего, которое используют для двигателей внутреннего сгорания с внешним типом смесеобразования. В большинстве случаев его применяют для маркировки бензина, и для автовладельцев оно выражено привычными числовыми значениями 80, 92, 95 и 98 на автозаправках. Все ОЧ соответствуют разным типам двигателя и от этого напрямую зависят эксплуатационные характеристики автомобилей.
Что означает октановое число
Октановый показатель говорит о химической стойкости топлива к возгоранию, т.е. существует прямая зависимость: чем выше ОЧ-показатель, тем более устойчиво топливо к самопроизвольному загоранию, тем большее сжатие оно способно выдерживать до детонации.
Сам термин не раскрывает, что такое октановое число, потому что в качестве эталонного топлива принята смесь изооктана (а не октана) и н-гептана. Эти 2 органических соединения были выбраны как эталонные благодаря их свойствам:
- Изооктан не взорвется самопроизвольным образом даже при степени сжатия намного выше той, которая создается в бензиновых двигателях стандартного строения. Т.е изооктан без каких-либо примесей можно считать бензином с ОЧ 100.
- Гептану для самопроизвольного взрыва достаточно даже малого сжатия.
Таким образом, ОЧ — это своеобразная шкала, показывающая процентное соотношение долей изооктана и н-гептана. Такое определение означает, что бензин, обозначаемый маркой А-95, будет характеризоваться детонационными свойствами, аналогичными 95% смеси изооктана и н-гептана.
Как определить октановое число бензина
В большинстве случаев степень ОЧ определяется 2 методами: исследовательским (ОЧИ) и моторным (ОЧМ). Оба способа относятся к лабораторным и должны соответствовать ГОСТам 511/82 (для ОЧМ) и 8226 (для ОЧИ). Измерение ОЧИ основано на работе двигателя в режиме более низкой (по сравнению с ОЧМ) нагрузки, поэтому его номинальное значение получается больше, чем ОЧМ. Условно можно считать, что ОЧИ — это топливная характеристика при эксплуатации автомобиля в условиях города, а ОЧМ — на шоссе.
В РФ приняты обозначения, соответствующие измерениям, проведенным исследовательским методом, а, например, в Америке берут среднее арифметическое от ОЧМ и ОЧИ. Таким образом, в разных странах маркировки могут различаться, и это нужно учитывать в путешествиях на личном транспорте, чтобы не повредить двигатель.
Степень ОЧ измеряют и самостоятельно, при помощи специальных приборов — октанометров, которые можно найти в свободной продаже. Однако важно понимать, что с их помощью нельзя узнать непосредственно ОЧ, речь идет об измерении импедансной электропроводности бензина (т.е. его диэлектрической проницаемости). Этот параметр имеет некоторую корреляцию с суммарным количеством высокооктановых ароматических углеводородов, т.к. они резко выделяются диэлектрической проницаемостью на фоне других углеводородов, которые содержатся в бензине.
Однако прямой функциональной зависимости здесь не существует. Получается, что измеряется одно, а за результат выдается совсем другое. Из-за этого возможны ошибки, когда, например, при измерении таким прибором ОЧ бензина высокого экологического класса, содержащего мало токсичных производных бензола, но достаточно много относительно безвредных высокооктановых алканов, аппарат покажет существенное занижение необходимого параметра.
Более надежны экспресс-анализаторы, работающие на основе интегрального химического состава. Но они должны быть настроены под технологические процессы производства бензина, т.к. эти параметры оказывают существенное влияние на конечный результат. Без учета этих деталей возможны ошибки. К тому же, такие приборы стоят дорого и доступны не каждому.
Степень сжатия и ОЧ
Соответствие степени сжатия ОЧ регламентируется различными ГОСТами. Соответствующие значения можно посмотреть в таблице.
| Марка бензина | ОЧИ | ОЧМ | Степень сжатия |
| А-72 | — | 72 | 7 |
| А-76 | — | 76 | 7.5 |
| АИ-80 | 80 | 76 | 8 |
| АИ-91 | 91 | 82.5 | 9 |
| АИ-92 | 92 | 83 | 9.2 |
| АИ-93 | 93 | 85 | 9.3 |
| АИ-95 | 95 | 85 | 9.5 |
| АИ-96 | 96 | 85 | 9.6 |
| АИ-98 | 98 | 87 | 10 |
Влияние бензина с октановым числом выше или ниже рекомендуемого производителем на двигатель
Если автомобиль, двигатель которого рассчитан на 95 или 98 бензин, заправить топливом с низким ОЧ, вскоре можно будет заметить нехарактерные для него шумы. Понизится производительность мотора, вырастет потребление топливной смеси, а в выхлопной катализатор начнет поступать тепло, которое снизит его прочность. Если такая ситуация произошла, следует не торопясь, следя за числом оборотов, доехать до ближайшей АЗС и залить необходимую марку бензина.
О вреде марок с низким ОЧ знают многие автовладельцы и стараются избегать их. Однако существует и другая опасность, которая заключается в заблуждении, что высокооктановое топливо всегда лучше, что это просто более качественный бензин. Однако это не так.
Завышенное по сравнению с рекомендованным ОЧ станет причиной перегревания седел и тарелки выпускного клапана. Клапаны быстро прогорят и потребуется длительный ремонт двигателя по высокой цене. Аналогично предыдущей ситуации возрастет расход топлива, КПД начнет снижаться, на поршнях, клапанах и электродах свечей зажигания появится нагар.
Во избежание всех этих проблем в топливный бак можно заливать только бензин, рекомендованный производителем.
Сгорание бензина с разной величиной октанового числа
Скорость сгорания бензина напрямую связана с величиной ОЧ. Высокооктановое топливо характеризуется плавным и длительным временем сгорания. Двигатель при этом работает более плавно и равномерно по сравнению с рассчитанными на низкооктановое топливо моторами. И наоборот, чем ниже октановый показатель, тем меньший период нужен для воспламенения бензовоздушной смеси. Это влияет на расход топлива, т.к. быстрое сгорание означает и более быстрое поступление бензина в камеру сгорания.
Однако нужно учитывать, что простым увеличением ОЧ нельзя добиться экономии, т.к. еще нужно учитывать конструктивные особенности двигателей.
В чем заключается пагубность детонации для двигателя
Детонационная стойкость представляет собой способность топлива воспламеняться, а затем сгорать в цилиндрах автомобильного двигателя, минуя нежелательные взрывные процессы. Хотя детонационное сгорание бензовоздушных смесей не разрушит полностью двигатель, подобно тротиловой шашке, все же следует учитывать, что при детонации фронт пламени может распространяться со скоростью примерно 2000 м/с (вместо необходимых 20-40 м/с), что можно сравнить с действием классической взрывчатки.
Все это приводит к звенящим постукиваниям, последствия которых могут оказаться разрушительными для двигателя: масляная пленка на стенках гильзы сдирается гиперзвуковыми ударными волнами, увеличивая износ поршневых колец и цилиндров. Дымность выхлопа возрастает, мотор начинает перегреваться, его мощность снижается, разрушаются камера сгорания и поверхность поршня. Как следствие, все эти факторы снижают нормальный срок эксплуатации двигателя.
Повышение и понижение октанового числа бензина
Бензин, который получают из нефти методом простой перегонки, называют прямогонным. Этот сорт характеризуется низким ОЧ в пределах от 41 до 56. Для современных двигателей такое топливо не подходит, поэтому в промышленных условиях используют методики риформинга, а также каталитического и термического крекинга для повышения ОЧ до принятых стандартов.
Но иногда возникают бытовые ситуации, когда необходимо повысить или понизить степень октанового числа. Например, современные АЗС уже почти не реализуют топливные марки 76/80, но техника, рассчитанная на низкооктановый бензин, все еще есть, поэтому существует и потребность в таком топливе.
Может возникнуть и обратная ситуация, когда двигатель рассчитан на высокооктановый бензин 95/98, а на заправке есть только 92 марка бензина. На помощь приходит современная химия, которая позволит сберечь двигатель, самостоятельно повысив ОЧ с помощью специальных веществ — присадок универсального типа и отан-корректоров.
Самые распространенные присадки
Для превращения бензина в низкооктановый чаще всего используют добавление керосина. Недостаток метода заключается в сложности подбора нужных пропорций. Несмотря на несовершенство бытовых измерительных приборов, для увеличения точности рекомендуется определять ОЧ получаемой смеси с помощью октанометров.
Для повышения ОЧ современного бензина используют специальные присадки, которые также называют антидетонаторами, состоящие из спиртов и эфиров, максимальное ОЧ которых может достигать 120. Примерами наиболее распространенных присадок являются:
- Октан Плюс от американского производителя Hi Gear — способен увеличить ОЧ на 5-6 единиц, способствует снижению расхода топлива и износа клапанов и поршневых колец.
- Octane Plus от популярного немецкого производителя Liqui Moly — повышает ОЧ от 2 до 5,5 единиц. Важным фактором является марка используемого бензина: для одинакового объема топлива ОЧ марки 92 повысится больше, чем ОЧ 95 бензина.
- Тотек УМТ российского производства кроме повышения ОЧ способствует увеличению КПД двигателя, снижению расхода топлива, удалению влаги в топливной системе, а также защищает рабочую поверхность клапанов и форсунок от нагара и т.п.
Кроме этих присадок автовладельцам предлагается большое количество и других средств с различными характеристиками, но следует учитывать, что все присадки характеризуются высокой испаряемостью, поэтому современное топливо с их высоким содержанием не подходит для длительного хранения.
Октановое число бензина | На заметку автовладельцу
Октановое число бензина — это показатель его устойчивости к детонации. Чем выше октановое число, тем дольше бензин не воспламеняется при сжатии, тем сильнее можно его сжать. Другими словами, если из топлива нужно выжать больше энергии, то в камере сгорания топливовоздушную смесь нужно сильнее сжать, а от этого она может взрывоподобно самовоспламеняться.
Поэтому для двигателей с высокой степенью сжатия применяются бензины, способные выдерживать большое сжатие, при этом не взрываясь. Достигается это за счет введения в бензин на нефтеперерабатывающих заводах специальных присадок.
Как влияет октановое число топлива на его расход?
Для примера возьмем условный двигатель одного условного современного автомобиля. Степень сжатия топлива в данном двигателе не зависит от вида применяемого топлива, это характеристика, которая связана только с геометрическими параметрами. На расход топлива может влиять лишь энергия топлива, выделяемая при его сгорании. А есть ли отличия в энергии сгорания бензина с октановым числом 95 от энергии сгорания 92-го бензина? Принятая удельная теплота сгорания бензина составляет от 42 до 44 мДж/кг. Если даже предположить, что 42 мДж/кг относится к 92-му бензину, а 44 мДж/кг для 95-го, то все равно прироста мощности даже в 10 % никак не получится.
Для нашего условного двигателя между бензинами разница следующая: в том случае если степень сжатия у двигателя 6 — 8:1, то для его топлива будет вполне хватать октанового числа 76-80 — в цилиндрах не будет детонации, однако если тот же бензин с октановым числом 80 залить в наш условный двигатель, степень сжатия у которого 8 — 9:1, то такой бензин начнет детонировать (самовоспламеняться взрывоподобным образом) раньше, чем искра свечи зажигание подожжет его, а пользы от этого двигатель не получит. При нормальной работе двигателя бензин внутри цилиндра не должен взрываться, он должен «мягко» сгорать. Если же в этот двигатель налить бензин с октановым числом 98, то детонировать он не будет точно, зато вместо этого после поджига он будет медленнее гореть, т. к. рассчитан под большее высокую степень сжатия и поэтому не полностью будет сгорать в камере сгорания. Кстати от этого раньше на старых автомобилях прогорали клапана. В современных двигателях к счастью есть «мозги», позволяющие ему решать самостоятельно, в какой момент поджигать в цилиндре топливо, поэтому в современных автомобилях в обоих случаях топливо будет поджигаться раньше, чем если бы в качестве топлива применялся «родной» 92-95 бензин.
В том случае если применяется бензин с пониженным октановым числом, то это вызывает слишком раннее его сгорание, увеличивается расход, а двигатель откровенно «тупит». В случае применения бензина с повышенным октановым числом из-за увеличенного времени сгорания топлива просто снижается КПД двигателя с потерей его мощности, при этом расход возрастает не критично.
Отвечая на вопрос о влиянии октанового числа на расход можно сказать так: если октановое число ниже расчетного, то расход увеличится, если же выше — то не снизится как минимум. Если двигатель рассчитан под 95-й бензин, то при работе на 92-м его расход увеличится. Если же лить 95-й бензин в двигатель рассчитанный под 92-й, то не будет никаких преимуществ.
Некоторые автопроизводители для привлечения покупателей прибегают к маркетинговым уловкам, заявляя заниженное октановое число в требованиях к применяемому топливу. Поэтому чтобы иметь представление, есть ли смысл заливать более дорогой бензин следует обращать внимание на степень сжатия двигателя.
Определение октанового числа бензина.
Определить примерное октановое число бензина можно с помощью специализированного прибора — октанометром, который имеет погрешность в 5-10 единиц. Проще говоря, без лабораторного исследования проверить качество бензина не представляется возможным.
В лабораторных условиях существует два метода определения октанового числа — исследовательский и моторный. При исследовательском методе производится исследование топлива по отношению к эталонному. При моторном методе применяется специальный одноцилиндровый ДВС со специальной конструкцией головки блока цилиндров, которая позволяет находу изменять степень сжатия.
В США понятие октанового числа заменено так называемым октановым индексом, который представляет из себя среднеарифметическую составляющую октановых чисел, которые получены по исследовательскому и моторному методу для данного вида топлива. В Японии же для обозначения марки бензина используется только исследовательский метод. Именно исследовательский метод используется при декларировании октанового числа бензина и на наших АЗС.
http://carsguru.net
Что такое октановое число бензина и как его определяют? | Обслуживание | Авто
Каждый двигатель разрабатывается специально под тот или иной вид топлива. В зависимости от его характеристик рассчитывается форма и размеры камер сгорания, а также конструкция поршней. И если в таком моторе применять горючее с иным октановым числом, то мотору может быть нанесен вред. Однако сейчас вместо качественного АИ-95 велики шансы залить какой-нибудь суррогат. Как же определяют истинное октановое число бензина?
За последние полвека было разработано много сортов бензина. Использовался А-55, А-76, А-80 и прочие. Позднее их заменили АИ-92 или АИ-95, которые стали сейчас самыми распространенными в мире. Но есть и более дорогие АИ-98 и даже АИ-100, предназначенные для спортивных трековых машин. Каждая цифра указывает на свойства бензина, а вернее на его способность сопротивляться детонациям. Это и есть октановое число.
Детонация — это процесс преждевременного воспламенения горючей смеси во время цикла сжатия. Горение смеси приобретает взрывной характер и препятствует ходу поршня. Скорость распространения пламени в камере сгорания возрастает с расчетных 20-30 м/с до 1000-2000 м/с. Резко подскакивает температура, что приводит к оплавлению поршней и к прогоранию прокладки головки блока цилиндров из-за локального возрастания температуры. Из-за ударных нагрузок разрушаются стенки цилиндров, а также повреждаются вкладыши коленвала.
Все это следствие работы мотора на некачественном топливе, то есть на откровенно разбавленном бензине, который можно еще найти на небрендовых АЗС.
Лабораторные установки для определения октанового числа
Октановое число определяется экспериментальным путем. Если необходимо проверить бензин, то его отправляют на испытания в лаборатории, где уже имеются специальные моторные стенды.
Установка представляет собой одноцилиндровый мотор с карбюраторным питанием — УИТ-65, УИТ-85 или УИТ-85М. Эти комплексы, в отличие от всевозможных приборов и химических реагентов, могут показать достоверное октановое число бензина.
Установки работают сравнительным методом. Во избежание ошибок исследовательские работы проводятся в соответствии с ГОСТ 8226-82 и ГОСТ Р 32339-2013. Сначала моторный стенд работает на эталонном топливе, и операторы фиксируют его характеристики. А затем результаты сравниваются с работой на исследуемом бензине.
Как проводятся проверки?
Эталонная смесь готовится из двух углеводородов – изооктана, у которого октановое число равно 100, и н-гептана с октановым числом 0. Их смешивают в заранее установленных пропорциях. Если в эталонном топливе 95% изооктана, то оно ведет себя так же, как и бензин АИ-95. При смешении 92% изооктана топливо показывает детонационную стойкость на уровне АИ-92.
Моторную экспериментальную установку запускают на эталонном топливе и раскручивают до 600 оборотов в минуту. Угол опережения зажигания устанавливается постоянный — 13 гр, при этом температура всасываемого в цилиндр воздуха равняется 52 градусам по Цельсию.
При выходе на рабочий режим специальные датчики фиксируют возникновение детонаций.
Затем в установку заливают исследуемый бензин и вводят мотор в точно такие же режимы работы, как и на эталонном горючем. Если детонации возникают раньше, то октановое число бензина меньше заявленного.
Переносные приборы для определения октанового числа
На данный момент этот метод определения октанового числа является наиболее достоверным. Конечно, не каждый водитель может использовать его на практике, потому как моторные установки УИТ-65, УИТ-85 нельзя носить в кармане или смонтировать в гараже.
Однако сейчас в продаже есть переносные приборы для экспресс-анализа топлива, способные по косвенным признакам определять октановое число. Это приборы ОКТИС или Digatron. Они измеряют диэлектрическую проницаемость бензина по количеству антидетонационных присадок. Если присадок мало, то сопротивление жидкости электрическому току отличается от той картины, которую показывает топливо с большим количеством антидетонационных присадок.
Берутся две емкости, в одну заливается топливо, проверенное на УИТ-65 или УИТ-85, а в другую — тестируемое. Прибор показывает не точное октановое число, а разницу между топливами.
Погрешность измерений приборов колеблется в пределах 2-3 единиц. В промышленных масштабах их применять нельзя.
Какой бензин лучше — гоночный АИ-102 или обычный АИ-98? — журнал За рулем
Сравниваем два бензина АИ-102 с обычным АИ-98. Что дает высокое октановое число? И кому оно полезно?
01
Еще недавно самые динамичные отечественные машины с ладьей на решетке радиатора требовали 93‑й бензин. Нынче самый востребованный — 95‑й. Но многие модели, особенно с наддувом, просят уже 98‑й. Тенденция простая: чем круче мотор, тем больший октан ему подавай.
А ведь в природе есть и более серьезные бензины — с октановым числом 102, 106 и даже 110! Их на АЗС не купишь — только в специализированных фирмах. Жутко дорого, но вдруг машина полетит?
Итак, вопрос: что дает высокое октановое число? И дает ли хоть что-то? И кому оно полезно?
БЕНЗИНОВОЕ БОРОДИНО
Выбор 102‑х бензинов в России небольшой. Но наша задача не сравнительная, а аналитическая. Мы хотим понять, откуда берется эффект и насколько он значим. А для этого вполне хватит двух сортов спортивных бензинов.
02
Мы раздобыли российский бензин ТОТЕК Торнадо С‑102 и французский ELF LM S АИ‑102. Такое вот мини-Бородино: наш против «француза». А в качестве эталона берем заведомо качественный бензин АИ‑98‑К5.
Материалы по теме
Результаты анализа физико-химических показателей образцов топлива мы свели в таблицу. Отметим, что у обоих спортивных бензинов октановое число по исследовательскому методу (ОЧИ) чуть меньше, чем заявленное в названии «102», — примерно 101,6–101,8. На это обращают внимание и разработчики — мол, это сделано специально, чтобы ни в коем случае не выйти за предельное значение ОЧИ, определенное правилами FIA. Аналогичная ситуация с октановым числом по моторному методу (ОЧМ) — чуть недотягивает до нормированных 90 единиц.
Кроме того, в 102‑х бензинах выше содержание связанного кислорода, хотя и в меру: в бензине ТОТЕК Торнадо его нашлось 2,9%, в бензине ELF — 2,6%. Углеводородный анализ показал, что ароматических углеводородов в ТОТЕКе больше — это определяет его более высокую теплотворность. А в бензине ELF обнаружились следы азотсодержащих соединений, но в разрешенном количестве.
В общем, мы убедились, что оба бензина вполне соответствуют требованиям FIA к спортивным бензинам. А заодно выяснили, что им соответствует и обычный 98‑й.
table-01
Так зависит давление в цилиндре от изменения угла опережения зажигания при одинаковой частоте вращения коленчатого вала и одном и том же положении дроссельной заслонки. Чем раньше поджигаем топливо, тем выше максимальное давление в цилиндре — ведь большая часть сгорания происходит на ходе сжатия. При слишком раннем зажигании появляется детонация. Обратите внимание на мощность при разных углах опережения зажигания по коленвалу (УОЗ ПКВ): мотору не нравятся ни слишком ранние, ни слишком поздние — нужна оптимальная регулировка, при которой мощность будет максимальной, а расход топлива минимальным.Так зависит давление в цилиндре от изменения угла опережения зажигания при одинаковой частоте вращения коленчатого вала и одном и том же положении дроссельной заслонки. Чем раньше поджигаем топливо, тем выше максимальное давление в цилиндре — ведь большая часть сгорания происходит на ходе сжатия. При слишком раннем зажигании появляется детонация. Обратите внимание на мощность при разных углах опережения зажигания по коленвалу (УОЗ ПКВ): мотору не нравятся ни слишком ранние, ни слишком поздние — нужна оптимальная регулировка, при которой мощность будет максимальной, а расход топлива минимальным.
СТЕНДОВЫЕ МОТОРНЫЕ ИСПЫТАНИЯ
Основных вопросов два. Что получится, если использовать 102‑й в двигателях, изначально ориентированных на бензин с октановым числом 95–98? И как отреагируют заряженные версии этих моторов?
Для первого «заезда» на моторный стенд был установлен обычный вазовский шестнадцатиклапанник ВАЗ‑21126 со штатной системой управления. При замерах нас в первую очередь интересовало изменение мощности двигателя и расхода топлива.
Одна из известных страшилок, до сих пор бытующая в народе, гласит, что при использовании слишком высокооктанового топлива можно спалить клапаны. А причиной этого является повышенная температура отработавших газов — из-за якобы более медленного горения топлива с увеличенной детонационной стойкостью. Что же, проконтролируем и температуру.
table-02
Для обычного мотора разница между испытанными образцами невелика. Небольшое преимущество спортивных бензинов не окупает разницы в ценах.Для обычного мотора разница между испытанными образцами невелика. Небольшое преимущество спортивных бензинов не окупает разницы в ценах.
Особого различия в показателях двигателя при работе на трех бензинах мы не увидели. Улучшение всех характеристик на спортивных бензинах не превышает полутора-двух процентов по сравнению с обычным АИ‑98 — это лишь слегка вылезает за погрешность замеров. Изменение температуры отработавших газов также лежит в пределах погрешности.
В принципе, все понятно. Существенно большее содержание кислорода в топливе слегка снижает его теплотворную способность, однако несколько большее содержание ароматики ее восстанавливает. Вдобавок «внутренний» окислитель повышает скорость и полноту сгорания. Негатив компенсируется позитивом, и в итоге получаем улучшение, но не слишком значительное. А разница между бензином ТОТЕК и «французом» ELF вообще незаметна. В общем, пока ничего интересного.
Все прелести спортивных горючек проявились, когда цикл сравнительных испытаний повторили на форсированном моторе, с доработанными головкой цилиндров и клапанами и увеличенной степенью сжатия (с 11 до 12). Программа управления тоже скорректирована: подача топлива (время открытия форсунок) и угол опережения зажигания настроены именно под спортивное топливо.
table-03
Материалы по теме
После подобной хирургии обычный 98‑й бензин заряженному мотору совсем не понравился: при полном дросселе мгновенно проснулась детонация. Датчик детонации с ней уже не справился — пришлось сбросить обороты.
А вот 102‑е пришлись ко двору! Итог явно заметен: прирост 12–17% крутящего момента по сравнению с работой на базовом бензине. Максимальный эффект наблюдался в зоне 3000–4500 об/мин. Здесь вот что важно: момент вырос благодаря тому, что при работе на 102‑м бензине педаль можно давить в пол, — а на 98‑м у педали еще остается запас хода, однако дальнейшее ее нажатие отзывается яростным «стуком пальцев».
Бензины: обычные и спортивные
Требования к обычному бензину, допущенному к реализации на территории России, определяются Техническим регламентом Таможенного союза 013/2011. А в Европе действуют требования EN 228–2013. В этих стандартах ограничены в основном те параметры, которые влияют на экологию: углеводородный состав, количество оксигенатов, содержание бензола и серы. Запрещены метанол и металлосодержащие антидетонаторы — свинец, железо, марганец.
Материалы по теме
Для спортивных сортов действуют дополнительные ограничения. Они сформулированы в требованиях Международной автомобильной федерации (FIA), в приложении J (пункт 9) статьи 252–2009 Общих предписаний FIA. Согласно им спортивное топливо должно быть коммерческим, то есть произведенным на легальном НПЗ (это отсекает попытки использования всяких инновационных смесей, реально бензином не являющихся). То есть нормы EN 228 для них никто не отменял. А далее работает принцип «антидопинговой справедливости». Как и у людей, у моторов есть свои допинги, позволяющие на ровном месте получить дополни
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. Несколько правил топлива EPA касались 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 октанового числа на основе 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 типовой АЗС |
Октановое число является мерой способности топлива предотвращать детонацию. Детонация возникает, когда топливо преждевременно воспламеняется в цилиндре двигателя, что снижает эффективность и может нанести вред двигателю. Современным водителям практически неизвестен стук.Это в первую очередь потому, 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 позволяет повысить эффективность двигателя и 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 октанового числа 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
В начале использования свинца в качестве присадки к топливу были высказаны опасения по поводу здоровья в связи с использованием 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. В то время как группа обнаружила 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 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. Постепенный отказ от использования свинца в бензине впоследствии снизил 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, представляющие опасность для здоровья человека.
1973: EPA требует поэтапного снижения содержания свинца во всех марках бензина.
1974: EPA требует наличия как минимум одного сорта неэтилированного бензина, чтобы он был совместим 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 свинец отсутствует в бензине. После отказа от свинца в Соединенных Штатах нефтеперерабатывающая промышленность решила построить дополнительные перерабатывающие мощности для производства октанового числа 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 в области топлива. Среди прочего, CAAA требует, чтобы районы, которые не соответствуют стандартам по озону на уровне земли, использовали реформулированный бензин (RFG). RFG имеет повышенное содержание оксигенатов, что способствует более полному сжиганию. В результате RFG снижает образование прекурсоров озона и других токсичных веществ в воздухе во время горения.
Нефтепереработчики не обязаны 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 снижении 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, нефтеперерабатывающие заводы имели две доступные альтернативы: BTEX и этанол. Нефтеперерабатывающая промышленность вложила средства в дополнительные перерабатывающие мощности, чтобы заменить свинец на высокооктановый продукт 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, с помощью реформулированного бензина и других программ, EPA снизило объем ароматических углеводородов до 25–28 процентов от обычного бензинового пула, хотя некоторые специалисты в области здравоохранения сомневаются в безопасности даже этих уровней .
BTEX и проблемы со здоровьем
После прекращения производства свинца вначале возникли опасения относительно 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 реакциям, 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 PAH канцерогены и мутагены. И UFP, и PAH также были связаны с нарушениями развития и нейродегенеративными нарушениями, 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 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 продано в
.Выбор топлива с правильным 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.С. (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 заданной топливно-воздушной смеси, но требует топлива с более высоким октановым числом, чтобы предотвратить преждевременную детонацию смеси. В этих двигателях высокооктановое топливо улучшает характеристики и экономию 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 более старых автомобилях двигатель может издавать слышимый «стук» или «свист». Многие новые автомобили могут регулировать угол 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, таких как буксировка прицепа или перевозка 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, обычно дороже 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 указано, что ваш автомобиль не требует премиум-класса, но указано, что он 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 уменьшение 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 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. Этанол имеет гораздо более высокое октановое число (около 109), чем бензин. 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. 
с. 120.
Szybist, J. and B. West. 2013. Влияние потоков смешения низкооктановых углеводородов на предел детонации «E85». SAE Int. J. Fuels Lubr. 6 (1): 44-54, 2013, DOI: 10.4271 / 2013-01-0888.
Штейн, Р., Д. Половина, К. Рот, М. Фостер 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. Топливо / двигатель взаимодействия. 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 Ок-Ридж.
Prakash, A., Jones, A., Nelson, E., Macias, J. et al. 2013. Реакция на октановое число 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. Воздействие высокооктанового E25 на два автомобиля, оснащенных двигателями с турбонаддувом и прямым впрыском. ORNL / TM-2018/814. Национальная лаборатория Ок-Ридж.
близко .Октановое число— Energy Education
Рис. 1. Заправочная станция с пятью октановыми числами, представленными пятью разными числами на насосе. [1] Октановое число , также известное как октановое число — это показатель качества или рабочих характеристик бензина. Чем выше число, тем лучше сгорает топливо в двигателе транспортного средства. Автомобили с более высокими характеристиками требуют топлива с более высоким октановым числом.
Октановое число конкретной бензиновой смеси основано на соотношении двух соединений в бензине — изооктана , соединения с той же химической формулой, что и октан, но с немного другой структурой и свойствами (они являются химическими изомерами) , и нормальный гептан .Эти два соединения очерчивают две крайние точки шкалы: чистый изооктан имеет оценку 100, а н-гептан имеет оценку ноль. Таким образом, смесь 90% изооктана и 10% н-гептана будет иметь октановое число 90. [2]
Чем выше октановое число, тем большее сжатие от поршня бензин может выдержать перед воспламенением в двигателе. Способность бензина противостоять сжатию наиболее важна для транспортных средств, работающих на традиционном бензине.В отличие от этого, дизельные двигатели сжимают не топливо, а воздух, а затем впрыскивают топливо. Эти двигатели имеют разные рейтинги, известные как цетановые числа. [3]
Предварительное зажигание и детонация
Основное различие между использованием бензина с высоким или низким октановым числом определяется степенью «детонации» двигателя. Внутри двигателя от свечи зажигания зажигается топливно-воздушная смесь. При этом поршень также движется вверх, сжимая топливно-воздушную смесь и одновременно повышая ее температуру (поскольку температура увеличивается с увеличением давления).При использовании топлива с более низким октановым числом топливовоздушная смесь также может воспламениться из-за этого сжатия. Когда этот фронт пламени сталкивается с фронтом пламени, зажженным свечой зажигания, слышен звуковой «стук». Когда топливовоздушная смесь в двигателе воспламеняется из-за сжатия, а не от свечи зажигания, это называется «предварительным зажиганием». [4] Если топливо сгорает и горит до того, как воспламенится свечой зажигания, оно горит. не полностью. Остатки топлива от этого неполного воспламенения заставляют остатки прилипать к внутренней части топливной камеры, что в конечном итоге приводит к звукам от одного двигателя, известным как детонация двигателя. [5]
Чтобы посмотреть полезное видео, объясняющее детонацию в двигателе, щелкните здесь.
Как правило, руководство по эксплуатации, которое поставляется с новыми автомобилями, содержит рекомендации производителей относительно того, какое октановое число следует использовать в автомобиле, чтобы предотвратить опасное преждевременное воспламенение и детонацию из-за отложений. Большинство автопроизводителей рекомендуют бензин с октановым числом 87, но советуют использовать бензин с более высоким октановым числом, если детонация является проблемой для более низкого сорта. [2]
Для дальнейшего чтения
Список литературы
.Бензин — Energy Education
Рис. 1. Бензонасос с пятью октановыми числами, представленными пятью разными числами на насосе. [1] Бензин , также известный как бензин [2] — это энергоемкое вторичное топливо, которое можно рассматривать как энергетическую валюту. Он используется для питания многих тепловых двигателей, а самое главное, он используется в качестве топлива для значительной части автомобилей. Бензин получают, когда сырая нефть разбивается на различные нефтепродукты в процессе фракционной перегонки.Готовый продукт по трубопроводам поступает на АЗС.
Бензин необходим для работы большинства автомобилей с двигателями внутреннего сгорания. По этой причине бензин является одним из наиболее широко используемых нефтепродуктов. Бензин составляет около половины всех используемых нефтепродуктов. Напротив, дизельное топливо составляло ~ 20%, а керосин (или авиакеросин) ~ 8%. [3] Цена на бензин сильно различается по всему миру, и это влияет на стоимость эксплуатации транспортного средства. Кроме того, мировая экономика становится все более тесно связанной с добычей нефти и ценами, что влияет на нашу жизнь далеко не только на то, сколько стоит заполнить полный бак газа. [4]
Композиция
Точный химический состав бензина варьируется в зависимости от его марки или октанового числа, но, как правило, это смесь горючих углеводородов. Это октановое число описывает качество топлива, и это значение основано на соотношении двух соединений в бензине — в частности, изооктана , соединения с той же химической формулой, что и октан, но с немного другой структурой и свойствами. и нормальный гептан . [5] Чем выше количество октана в топливе, тем больше октановое число и тем выше качество топлива. Это более высокое качество топлива гарантирует, что воспламенение топлива происходит вовремя в результате искры от свечи зажигания, а не раньше в результате сжатия поршня.
В последнее время бензин смешивают с биотопливом, известным как этанол. В Канаде бензин с октановым числом 87 может содержать до 10% этанола, так как это самый высокий процент этанола, на котором может работать обычный автомобильный двигатель. [6]
Кроме того, особый состав бензина приводит к высокой плотности энергии. Эта высокая плотность энергии делает бензин таким ценным топливом, поскольку относительно небольшой объем топлива может обеспечить большое количество полезной энергии.
| Плотность энергии (МДж / л) | 34,2 [7] |
| Плотность энергии (кВтч / галлон) | 36,1 [8] |
| Удельная энергия (МДж / кг) | 44.4 [9] |
Воздействие на окружающую среду
Сгорание бензина является значительным источником антропогенного углекислого газа, или CO 2 . Как и в случае сгорания любого ископаемого топлива, образование этого углекислого газа отрицательно влияет на климат Земли и способствует глобальному потеплению и изменению климата. Общее количество углекислого газа, выделяемого при сжигании бензина, зависит от массы используемого топлива.Таким образом, автомобиль, который использует меньше бензина, будет производить меньше выбросов в окружающую среду. Это делает необходимым проектировать автомобили с максимальной экономией топлива, чтобы сэкономить деньги и ограничить выбросы. Повышение топливной эффективности (миль на галлон автомобиля) одновременно экономит деньги и снижает выбросы. Например, за 10-летний период вождение автомобиля с расходом 30 миль на галлон вместо автомобиля с расходом 24 миль на галлон позволяет сэкономить более 4000 долларов на расходах на топливо, если предположить, что стоимость топлива статична и составляет 1,20 доллара за литр. Он также выбрасывает более 8000 кг меньше CO 2 .
Подробнее о выбросах CO 2 углеводородного топлива, щелкните здесь