Октановое число больше 100: Октановое число. Опровержение мифов | Наука и жизнь

Содержание

Может ли октановое число быть больше 100

  1. ↑ Число обозначает среднее арифметическое ОЧМ и ОЧИ данного типа бензина.
  2. 12 Ориентировочное значение; может слегка варьироваться в зависимости от состава конкретных образцов бензина.
  3. 12 Норма по СТО 00044434-006-2005 с изм. 1—5.
  4. ↑ Октановое число было определено при смешении с бензином.

Исследовательское октановое число (ОЧИ) (англ. Research Octane Number — RON) 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 °C и угле опережения зажигания 13°. Оно показывает, как ведёт себя бензин в режимах малых и средних нагрузок.

Моторное октановое число (ОЧМ) (англ. Motor Octane Number — MON) определяется также на одноцилиндровой установке, при частоте вращения коленчатого вала 900 об/мин , температуре всасываемой смеси 149 °C 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 [4] .

Октановое число AKI [en] является средним арифметическим между ОЧИ и ОЧМ. Используется на АЗС в США, Канаде, Бразилии и некоторых других странах.

Разность между ОЧИ и ОЧМ характеризует чувствительность топлива к режиму работы двигателя.

Распределение октанового числа [ править | править код ]

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 имеет датчики детонации, позволяющие использовать любой бензин с октановым числом 91—98, однако для двигателей с высокой степенью сжатия может быть необходимо использовать бензин с октановым числом не ниже 95 или даже 98.

Всех приветствую. В последнее время возник такой стереотип «чем больше октановое число (ОЧ) тем больше мощности у авто, тем быстрее я уеду со светофора». Я хочу развеять данный миф.
Начнем с теории. Давайте сразу дадим определение что такое октановое число.

Окта́новое число́ (от [изо]октан) — показатель, характеризующий детонационную стойкость топлива (способность топлива противостоять самовоспламенению при сжатии) для двигателей внутреннего сгорания.

Из определения понятно что чем выше ОЧ тем меньшая вероятность его детонирования, другими словами низкооктановый бензин горит быстрее, чем высокооктановый. Октановое число могут повышать и присадками, специально чтобы снизить его скорость горения.
Далее надо ввести определение «степень сжатия».

Степень сжатия – это величина, определяющая соотношение объемов внутренней части цилиндра, замеренного (вычисленного) в двух положениях поршня – в нижнем и верхнем. Не путайте его с компрессией!

Бензин в классических моторах, я имею в виду 4-х тактные, со степенью сжатия 9:1 может использоваться с ОЧ 92. Если взять мотор например со степенью сжатия 10:1 на 92 топливе будет работать не стабильно. Потому что при таком давлении полученная смесь будет взрываться, взрыв может происходить еще до того момента когда поршень достиг верхней мертвой точки, то есть коленвал будет испытывать большой противоход. Так же взрыв может происходить в верхней мертвой точке (ВМТ), что тоже очень плохо. Тем самым вы понижаете мощность своего дрыгателя.

Рассмотрим пару ситуаций.
1) Смесь может начать гореть от искры, но из-за быстроты процесса в некоторых областях образуется слишком большое давление, от давления температура превышает некоторый порог и смесь детонирует. На картинке, зеленым я обозначил область нормального горения, а пурпурным где могут образоваться эти области. Вот пурпурные области загоряются сами по себе, не от свечки, то есть сначала по поршню бьет пурпурная ударная волна, следом приходят остатки зеленой.

Теперь рассмотрим обратную ситуацию. У вас мотор со степенью сжатия 9:1 и вы заливаете 98 топливо, то есть топливо с замедленным горением. В этом случае процесс горения смеси не будет препятствовать движению коленвала с поршнем, но что же произойдет. Мотор будет работать плохо и мощность опять таки понизится. Топливо будет загораться позже и станет догорать в системе выпуска отработавших газов. Повысится теплонагрука на двигатель. Будет плавиться катализатор, следом начнет прогорать глушитель. Если начать изменять угол зажигания то результата это не принесет, потому что весь процесс горения растянут по времени, а давление горящая смесь должна обеспечивать в определенный промежуток времени, который рассчитал автопроизводитель. Чтобы обеспечить работу двигателя на высокооктановым топливе и увеличить его мощность необходимо будет поднять степень сжатия и выставить углы зажигания. Без этого у вас ничего не получится.

Тот кто скажет у меня современный автомобиль на инжекторе а не карбюратор, тоже сильно ошибается. Да, в современных машинах есть множество датчиков, включая датчики детонации, с помощью них, мозг автомобиля может подкорректировать угол зажигания. Но меняется он в очень маленьких пределах. Именно поэтому производитель говорит «автомобиль рассчитан на 95й бензин, но может работать и на 92». Это значит что компьютер может немного подкорректировать угол опережения, а именно сделать впрыск топлива чуть заранее и чуть заранее поджечь его, будто распознавая ОЧ с помощью датчиков детонации.
Итак, итоги. Когда вы заливаете в бак топливо с большим октановым числом, чем указывал автопроизводитель, вы не только не получите больше мощности а даже наоборот, снизите её. В добавок получите большее тепловыделение, уменьшение ресурса некоторых компонентов и дополнительные расходы на сам бензин. А если заливать низкооктановый бензин вы уменьшаете ресурс двигателя, что непременно рано или поздно отразится на его работе. Заливайте только тот бензин что предусмотрен заводом. Мысли что повысилась мощность от 100го бензина ошибочны, просто эффект плацебо.

Откуда взялся стереотип «чем больше ОЧ тем больше мощности«:
Заливая бензин с меньшим ОЧ, чем надо, мощность вы все-таки уменьшаете. А следовательно увеличение ОЧ топлива в пределах от минимума до рекомендованного — и впрямь дает увеличение мощности. Отсюда этот стереотип и взялся. Приведу пример. Автомобиль рассчитан на 95 бензин, но производитель говорит что двигатель может подстроиться под 92, а вы всегда едите на 92, и тут вдруг захотелось залить 95. Заливаете и говорите что вот, поперла наконец (разницу в 3% вы не почувствуете, ну если вы конечно не профессиональный гонщик) и стали всем говорить что 95 это супер бензин. На самом деле вы просто не знаете требований своего автомобиля.

Просьба написать была ли данная статься полезна, так же выслушаю всю критику.
Всем ни гвоздя ни жезла. Спасибо за внимание.

На российских АЗС, в том числе и в Краснодарском крае, все активнее появляются бензины с сотым октаном. Редакция Юга.ру разбирается, что это за топливо и с чем его едят.

Что такое октановое число?

Для начала следует задаться вопросом: что такое вообще октановое число и почему 100 лучше, например, чем 98? Логика здесь в следующем.

Эта характеристика показывает детонационную стойкость бензина. Ведь он сам по себе должен не только давать пищу двигателю, но и противостоять детонации в его цилиндрах. Для понимания: когда свеча зажигает топливо в камере сгорания, от нее движется так называемый фронт пламени, причем очень быстро — со скоростью 50-60 м/с. Но бывает, что в противоположной стороне цилиндра также случается воспламенение, и навстречу «правильному» фронту вырывается детонационный.

В результате их столкновения может произойти что угодно. Разрушаются, точнее, прогорают клапаны, выходят из строя вкладыши подшипников, поршни. Все перечисленное — вещь неприятная и затратная в плане ремонта.

Но избежать детонации можно, если использовать бензин с высоким октановым числом. Автопроизводители указывают его в инструкции по эксплуатации машины и дополнительно на лючке топливного бака. Руководствуйтесь данной рекомендацией, и авто скажет вам спасибо за то, что накормили его блюдом высокой кухни, а не сомнительной шаурмой.

Чем хорош «сотый» бензин?

Идем дальше, и следующий вопрос: какие достоинства есть у «сотого» бензина?

Начнем издалека. Современные двигатели внутреннего сгорания появились в начале XIX века и с тех пор даже сохранили без особых изменений некоторые элементы конструкции, к примеру поршневую группу. Однако в наше время к моторам предъявляются более высокие требования, чем даже 20 лет назад.

Тогда многие производители делали ставку на увеличенный ресурс агрегата, рассчитывая, что он без проблем проработает до пробега в 300-500 и более тысяч километров. Теперь же главный акцент делают на максимальное использование мощности движка. А раз так, то высокооктановые бензины оказываются наиболее востребованными у автомобилистов.

Указывают две причины, по которым «сотка» должна завоевать популярность. Первая — такое топливо помогает двигателям справляться с резким увеличением нагрузок при старте, обгоне, движении в горку, спортивной езде, то есть когда вероятность детонации возрастает. Вторая — «сотка» работает даже в моторе, в камере которого скопились значительные отложения, а без них не обходится ни один движок, проехавший более 15-20 тыс. км.

В итоге «сотый» бензин способствует более надежной и плавной работе мотора без перегрузок и их негативного влияния. Однако, чтобы движок не хандрил и, образно говоря, не испытывал расстройств пищеварения, его следует кормить высокооктановым топливом регулярно.

Александр. Владелец Toyota Camry 2017 года (2,5 литра, 181 л.с.):
— Заливаю, когда в дальние поездки езжу. Из Краснодара в Москву или в сторону Сочи. Кажется, что машина резче реагирует на педаль газа. Скажем так, использую G-Drive 100 иногда, как добавку к стандартному топливу. Хотя, в принципе, думаю, что можно было бы и использовать повседневно.

Где и как его производят?

G-Drive 100 производят на самом крупном нефтеперерабатывающем заводе России — Омском НПЗ. С 2008 года предприятие проводит масштабную программу модернизации и может выпускать сверхкачественное топливо.

Омский НПЗ производит высокооктановый бензин исключительно методом глубокой переработки нефти. Если вдаваться в специфические подробности, то основу G-Drive 100 составляют метилтретбутиловый эфир и алкилбензин. Указанные редкие компоненты производит тот же Омский НПЗ, что отличает его от иных предприятий, зачастую вынужденных закупать ингредиенты для бензина у сторонних компаний. Главная особенность этого бензина состоит в том, что он изготавливается без добавления октаноповышающих присадок.

Кто в ответе за качество?

А G-Drive 100 прошел необходимые исследования? Кто-то может подтвердить его качество?

Да. До запуска в розницу бензин подвергся испытаниям, устроенным специалистами нескольких авторитетных структур. Забегая вперед, можно сказать, что все тесты были пройдены успешно.

Так, независимая международная лаборатория SGS подтвердила его соответствие европейской спецификации качества топлива. Всероссийский научно-исследовательский институт по переработке нефти — а это, между прочим, наш ведущий отраслевой институт — установил, что характеристики бензина отвечают высоким требованиям. В свою очередь ученые Южно-Уральского госуниверситета провели стендовые испытания G-Drive 100 на самом популярном моторе России — двигателе ВАЗ-21114 и на практике доказали, что этот бензин эффективно защищает сердце авто при резком увеличении нагрузок и предохраняет его от образования нагара.

В дополнение «Газпром нефть» обкатала передовое горючее на болидах своей гоночной команды, и оно не подвело. Команда G-Drive Racing становится чемпионом Европы в гонках на выносливость уже третий год подряд.

Вадим, Peugeot 5008 2016 года (1,6 литра, 150 л.с.):
— Кажется, на G-Drive 100 мотор работает ровней, разгон стал динамичнее. И на высоких оборотах машина ведет себя спокойно, что ли.

Что же дает в итоге АИ-100 вашему автомобилю?

На этот вопрос со всей уверенностью уже сейчас могут ответить автолюбители стран Юго-Восточной Европы, где «Газпром нефть» выпускает «сотку» на своих сербских предприятиях с 2015 года.

Согласно отзывам, потребители действительно наблюдают снижение расхода топлива, ровную работу двигателя, повышение мощности, уверенную работу мотора при нагрузках, в том числе и экстремальных.

Большинству россиян еще только предстоит познакомиться с G-Drive 100, но автолюбителям уже рассказали о новом бензине весьма необычным способом. «Газпром нефть» провела в нескольких регионах просветительскую кампанию под названием «Голос твоего автомобиля». Посетители АЗС от лица своей машины, (заговорившей голосом Оптимуса Прайма), услышали рассказ о достоинствах новейшего топлива и узнали, почему авто так нравится его получать в пищу.

Октановое число топлива, отличие высокооктанового бензина от низкооктанового

Пожалуй, любой автомобилист слышал такой термин, как «октановое число топлива», но что он означает на самом деле? Разбираться в этом вопросе, лучше всего с рассмотрения работы двигателя автомобиля.

Что такое октановое число топлива, на примере работы двигателя

На сегодняшний день, как правило, это четырехтактный двигатель внутреннего сгорания. Четырехтактными эти двигатели называются потому, что их полный рабочий цикл состоит из четырех тактов: впуска, сжатия, рабочего хода и выпуска. 

1. Во время такта сжатия в камере сгорания поршень сжимает топливную смесь (смесь топлива и воздуха) и после этого она воспламеняется искрой от свечи зажигания.

2. Важным моментом является степень величины сжатия смеси или степень компрессии, выражаемую коэффициентом сжатия двигателя. В зависимости от особенностей конструкции бензинового двигателя коэффициент сжатия может несколько отличаться и составляет примерно 8:1.

3. Следует заметить, что для увеличения КПД двигателя для повышения его экономичности, а также мощности без увеличения рабочего объема и для улучшения многих других параметров мотора, конструкторы стараются делать коэффициент сжатия максимально большим, другими словами они добиваются как можно большего сжатия топливной смеси в камере сгорания.

Но, к сожалению, топливную смесь можно сжимать лишь до определенного предела, после чего смесь просто детонирует, что может разрушить мотор или его детали.

4. Разное топливо имеет разную устойчивость к детонации — одно топливо можно сжимать больше, не опасаясь детонации, другое — меньше. Именно октановое число и показывает, насколько можно сжимать топливо, до появления детонации.

Чем выше октановое число конкретного топлива, тем сильнее его можно сжать в составе топливной смеси в камере сгорания двигателя без появления детонации.

5. Создавалась шкала октановых чисел наподобие знакомой нам шкалы температур, но здесь в качестве «реперных» точек был взят н-гептан, то есть вещество, детонационная стойкость которого была принята как «0», а также изооктан, детонационная стойкость которого была приравнена к «100».

6. Используя высокооктановое топливо, удается уменьшить камеру сгорания двигателя, т. е. увеличить его степень сжатия, что повышает термический КПД. Также, удается увеличить удельную мощность двигателя на килограмм его веса. В результате, при минимальных размерах и массе, можно получить мощный и экономичный двигатель.

7. К сожалению, чем выше октановое число бензина, тем дороже он стоит. Можно вспомнить, что еще совсем недавно для повышения октанового числа бензина применяли присадку тетраэтилсвинец (TEL).

8. Наверное, многие слышали такое понятие как «этиловый», или «этилированный» бензин. Данный способ был просто идеальным для производителей топлива, ввиду его дешевизны, но оказался очень нежелательным с экологической точки зрения, так как тетраэтилсвинец очень ядовит и его наличие в топливе ведет к резкому повышению токсичности выхлопных газов двигателя.

На данный момент TEL запрещено добавлять к автомобильному топливу, поэтому приходится использовать другие, более экологичные, но также и более дорогие методы увеличения октанового числа бензина.

Пока TEL разрешено применять только для авиационного топлива, так как самолетные двигатели работают на авиационном керосине, имеющем октановое число больше 100 и добиться такого числа другими методами, кроме как добавкой тетраэтилсвинца сложно.

Правда, скоро и в авиации его не будут применять, и уже есть серьезные наработки в этой области.

Видео: проверка октанового числа бензина.

Интересная статья: недолив бензина на АЗС – как с этим бороться.

Загрузка…

Октановое число топлива

На большинстве современных автомобилях установлены четырехтактные двигатели. На первом такте топливовоздушная смесь подается в цилиндр. На втором такте поршень сжимает топливовоздушную смесь в камере сгорания. На третьем такте происходит воспламенение смеси от свечи и рабочий ход. На четвертом такте происходит выхлоп отработанных газов. Коэффициент сжатия двигателя – это степень компрессии смеси. Как правило, он равен 8:1.
Величина октанового числа говорит о том, как можно сжать топливо до момента его воспламенения. Октановое число — фактор, показывающий устойчивость топлива к самопроизвольной детонации. Шкала октанового числа нумеруется от 0 до 100. Это число означает количество содержания изооктана с н – гептаном в топливе (в процентном соотношении). Увеличивая октановое число, увеличивается мощность двигателя внутреннего сгорания без увеличения его объема, правда, это требует увеличения октанового числа топлива. Но, увеличивая октановое число, увеличивается и стоимость горючего.
Во времена первой мировой войны инженеры обнаружили, что возможно значительное увеличение октанового числа бензина, смешивая его с тетраэтилсвинцом (TEL). Данное открытие позволило применять недорогие сорта топлива, добавляя (TEL). Появились такие понятия, как «свинцовый», или «этиловый» бензин. Но, данное топливо не было лишено недостатков. Во-первых, тетраэтилсвинец является ядовитым, выхлопные газы двигателя на таком виде топлива становятся чрезвычайно токсичными. Во-вторых, свинец быстро забивает катализатор, приводя его к неисправному состоянию через минуту после начала использования. После запрещения использования свинца в автомобильном топливе, последовало мгновенное подорожание бензина, так как наращивание октанового числа дешевого топлива стало больше невозможным. На сегодняшний день, использование тетраэтилсвинца допускается лишь самолетам потому, что авиационные двигатели сжигают высокооктановое топливо (керосин) с числом более 100. В авиастроении ведутся исследования по разработке двигателей работающих без свинцовых добавок.

Компания ТурбоОст-Сибирь осуществляет ремонт турбокомпрессоров по доступной стоимости. Читайте подробную информацию на главной странице сайта.

как определяется, на что влияет, подробно

Что такое октановое число бензина и как оно влияет на работу двигателя? Что значат обозначения: АИ-92, АИ-95, АИ-98? Какой бензин можно заливать в машину и к чему это может привести? В статье вы найдете простые ответы на сложные вопросы.

Что означает октановое число

Октановое число обозначает устойчивость топлива к самопроизвольному возгоранию (детонации). Чем больше октановое число, тем тем выше детонационная устойчивость, и чем меньше октановое число, тем ниже детонационная устойчивость бензина.

Высокое октановое число говорит о том, что топливо может выдерживать большее сжатие до наступления процесса детонации. Низкое октановое число свидетельствует о небольшой способности топлива к сжатию до наступления детонации.

Октановое число в маркировке бензина

Автомобильный бензин маркируется буквой «А», в отличие от авиационного, который имеет обозначение «Б». Буква «И» обозначает октановое число, которое получается лабораторным исследовательским методом.

Бензин маркируется в лабораториях, где испытуемая смесь сравнивается с эталонным образцом. Бензин, в составе которого находится 95% изооктана и 5% гептана, получает маркировку АИ-95. Цифра 95 говорит о процентном содержании устойчивого изооктана в составе бензина.

Бензин различных марок (АИ-92, АИ-95, АИ-98, экстра-, евро-) имеет не только разное октановое число, но и отличается особенностями производства, наличием антидетонационных присадок и различных добавок.

Как связаны октановое число, изооктан и гептан

Бензин в основном состоит из смеси двух углеводородов: изооктана и гептана. В качестве эталона для сравнения различных видов бензина между собой были определены два вещества: изооктан с детонационной стойкостью «100» и гептан, с детонационной стойкостью «0».

Изооктан не детонирует при максимальном сжатии, возникающем в стандартных бензиновых двигателях. Чистый изооктан без примесей можно считать бензином с октановым числом 100. Гептан детонирует при минимальном сжатии, поэтому имеет октановое число «0».

Поскольку бензин является смесью этих веществ, то его детонация будет напрямую зависеть от количества изооктана и гептана.

Октановое число бензина характеризует количественное соотношение изооктана к гептану. С практической точки зрения октановое число несет информацию о составе и качестве бензина, его эксплуатационных характеристиках, устойчивости к детонации, запасе хода, развиваемой мощности двигателя.

От чего зависит октановое число

Октановое число бензина напрямую зависит от его состава. Топливо на основе бензина — это смесь большого количества компонентов, которые добавляют к чистому бензину для улучшения его свойств. Очищенный бензин, получаемый из сырой нефти, имеет низкую устойчивость к детонации (40-60 единиц).

Самую маленькую детонационную устойчивость имеют линейные углеводороды. Для них характерно маленькое октановое число. Циклические углеводороды и углеводороды с разветвленным строением имеют высокое октановое число и высокую детонационную устойчивость.

Для повышения устойчивости топлива к воспламенению используют специализированные добавки и промышленные способы переработки нефти (риформинг и крекинг), позволяющие уменьшить долю углеводородов с линейным строением и увеличить долю разветвленных и циклических углеводородов в составе бензина.

Что такое детонация

Детонация в двигателе внутреннего сгорания представляет собой неконтролируемое самопроизвольное воспламенение топлива.

При стандартной нормальной работе бензинового двигателя происходит плавное сгорание топлива. Искра в цилиндре от свечи зажигания появляется во время нахождения поршня в крайней верхней мертвой точке. При детонации сгорание топлива происходит во время сжатия, что ведет к противодействию хода поршня, резко возрастает давление и температура, возникает взрыв топлива.

Пагубность детонации для двигателя

При обычном плавном сгорании топлива в цилиндре фронт пламени движется со скоростью 20-40 м/с, что позволяет бензину сгореть полностью. При детонации скорость фронта пламени возрастает до 2000 м/с, что подобно взрыву.

Гиперзвуковые ударные волны сдирают масляную пленку на стенках гильз, что увеличивает износ поршневых колец и цилиндров, двигатель перегревается.

Детонация выражается в появлении характерных металлических стуков (удары взрывной волны о стенки цилиндров в двигателе), перегреве и потере мощности двигателя. Детонация ведет к закоксовке камер сгорания и быстрому износу двигателя из-за нарушенной работы механизмов. Это крайне негативное и опасное явление, которое лучше избегать.

Причины возникновения детонации

Детонация может возникнуть при использовании бензина с более низким октановым числом, чем рекомендованным производителем двигателя, например, использование 80-го бензина для двигателя, рассчитанного на 95-й бензин.

А также при использовании некачественного бензина с легкоиспаряемыми компонентами. В такой бензин в качестве присадок могут добавлять метан или пропан, которые очень быстро испаряются, тем самым уменьшают октановое число бензина.

Различные вещества имеют свою собственную устойчивость к детонации, одни более устойчивы, другие — менее. Так, гептан неусточив к возгоранию, а изооктан — устойчив. Поэтому более устойчивый к детонации бензин содержит небольшое количество гептана и большое количество изооктана.

Как определить октановое число

Есть несколько способов определения октанового числа бензина: лабораторные методы и самостоятельное определение.

Определение октанового числа лабораторными методами

Октановое число достаточно точно можно определить только лабораторными методами:

  • моторным, при котором используют специальный одноцилиндровый двигатель внутреннего сгорания, позволяющий изменять степень сжатия топлива в режиме реального времени. Метод должен соответствовать ГОСТу 511/82 и условно имитирует эксплуатацию двигателя на трассе.
  • Исследовательским, при котором исследуют опытный образец топлива в сравнении с эталонным. Метод должен соответствовать ГОСТу 8226 и условно характеризует использование двигателя в городских условиях.

Эти два лабораторных метода дают два разных значения октанового числа для одной и той же пробы топлива.

В России принято учитывать значение октанового числа, полученное с помощью исследовательского метода. В США — берут среднее арифметическое от двух показателей. В разных странах принята своя система обозначения октанового числа бензина, что нужно учитывать, отправляясь на своей машине за границу.

Определение октанового числа самостоятельно

Октановое число можно определить с помощью специального прибора — октанометра, который дает очень примерное показание с большой погрешностью (в 5-10 единиц). Его можно приобрести в свободной продаже, но точного ответа на вопрос об октановом числе бензина он не даст.

Принцип действия октанометра основан на измерении диэлектрической проницаемости бензина и расчету октанового числа по калибровочной зависимости. Поэтому, можно сказать, что октанометр измеряет не октановое число, а импеданскую электропроводность бензина, которая зависит от количества высооктановых углеводородов.

Проще сказать, что измерить точно октановое число бензина самостоятельно невозможно.

Наиболее поплярные октанометры: ОКТИС, ОКТАНОМЕТР ПЭ-7300М, ОКТАН-ИМ, Digatron, SHATOX SX-100M.

Максимальное октановое число

Теоретически (и практически) возможно получение бензина с октановым числом 130-140 при добавлении присадок на основе металлоорганики (тетраэтилсвинца, ферроцена и других). По экологическим причинам использование металлорганических присадок запрещено.

Максимальное октановое число, которое может иметь автомобильный бензин без использования тетраэтилсвинца (неэтилированный бензин) — 109. Максимальное октановое число авиационного бензина — 115.

Для современных автомобилей выпускается бензин с октановым числом 92, 95 и 98. Для гоночных машин производится высокооктановый бензин со значением — 102.

Сгорание бензина с различным октановым числом

Скорость сгорания топлива напрямую зависит от октанового числа. При нормальной работе двигателя бензин внутри цилиндров должен мягко постепенно сгорать, а не взрываться. При таком режиме сгорания двигатель работает плавно и равномерно.

При использовании низкооктанового бензина, степень сжатия в цилиндре превосходит максимальное значение и топливная смесь самопроизвольно воспламеняется, т. е. детонирует раньше, чем свеча зажигания успевает подать искру.

При использовании высооктанового бензина степень сжатия топливной смеси в цилиндре не достигает требуемого значения, при котором происходит равномерное сжигание топлива. Бензин при этом будет гореть слишком медленно и не успеет сгореть до конца.

Как влияет на двигатель бензин с более низким октановым числом

Если по какой-то причине заправить автомобиль бензином, имеющим октановое число ниже, чем рекомендовано производителем двигателя (например, использовать Аи-92 вместо АИ-98), это не приведет ни к чему хорошему для двигателя.

При работе на низкоктановом бензине в цилиндрах возникает детонация, то есть самовоспламенение, раньше, чем искра свечи зажигания подожжет топливную смесь.

Через некоторое время эксплуатации машины возникнут посторонние звуки, идущие из мотора, снизится его мощность, увеличится расход бензина. Повысится температура двигателя, которая увеличит температуру в выхлопном катализаторе, что приведет к снижению его прочности.

В такой ситуации во время движения важно не допускать увеличения оборотов двигателя; на ближайшей заправке надо заправиться нужной маркой бензина.

Иногда низкооктановый бензин заливают в попытке съэкономить деньги, так как современные автомобили оснащены системами, позволяющими справится с таким топливом. Но, к сожалению, увеличенный расход топлива сводит на нет такой эксперимент. Экономии не получится, а нагрузка на двигатель увеличится.

Как влияет на двигатель бензин с более высоким октановым числом

Вопреки распространенному мнению, что бензин с более высоким октановым числом является более качественным и поэтому всегда лучше, это не так. Если залить в машину бензин с октановым числом выше рекомендуемого (например, залить АИ-98 вместо И-92), это также не несет ничего хорошего для двигателя.

Работа мотора на таком бензине также ведет к увеличению расхода топлива, снижению мощности, образованию нагара на свечах, поршнях и клапанах.

Использование высокооктанового бензина подразумевает большую степень его сжатия в цилиндрах для нормального процесса горения смеси. В двигателе, который не рассчитан на такое сжатие, происходит слишком медленное горение топлива. Бензин не будет успевать сгореть до конца.

Что далее приведет к перегреву выпускных клапанов. Если они прогорят, то потребуется капитальный ремонт двигателя, который займет много времени и денег.

Чтобы избежать негативных последствий езды на бензине с октановым числом, выше или ниже рекомендованного значения, лучше всего использовать бензин, подходящий именно для вашего двигателя.

Основной вывод о влиянии октанового числа бензина на расход топлива можно выразить так:

  • если октановое число ниже требуемого, то расход топлива увеличится;
  • если выше — то останется без изменений.

Способы повышения октанового числа

В настоящее время существует два способа увеличения октанового числа бензина

  • изменение технологического процесса получения бензина во время перегонки нефти. Так, использование катализаторов на основе рения позволяет добиться увеличения количества разветвленных и циклических высокооктановых углеводородов.
  • добавление металлоганических присадок (тетраэтилсвинца), присадок на основе спирта, эфира, ароматических углеводородов. Присадки позволяют повысить октановое число на 10-12 единиц и практически не влияют на экологию.

Значительным минусом бензина с присадками является его неустойчивость: присадки обладают высокой летучестью и быстро испаряются. При длительном хранении такой бензин теряет свои качества. Также высокая испаряемость некоторых добавок может привести к образованию воздушных пробок в топливной системе автомобиля. Самой безопасной присадкой является метилтретбутиловый эфир.

Добавление тетраэтилсвинца сейчас запрещено из-за его токсичности, хотя ранее он использовался в топливной промышленности.

Как повысить октановое число самостоятельно

В результате прямой перегонки нефти получается бензин с октановым числом, не превышающим 60 единиц. Для современных автомобильных двигателей такой бензин не подходит, поэтому в топливной промышленности применяют другие методы переработки нефти: риформинг, термический и каталитический крекинг, позволяющие достичь оптимального октанового числа бензина.

Сейчас бензин топливных марок АИ-76 и АИ-80 практически нигде не реализуется. Но если возникает ситуация, когда октановое число надо увеличить (например Аи-92 надо увеличить до АИ-98), сделать это можно самостоятельно, добавив к нему специальные добавки: присадки универсального типа и октан-корректоры. Присадки-антидетонаторы состоят из эфиров и спиртов и имеют октановое число 115-120 единиц.

Наиболее популярные добавки для увеличения октанового числа:

  • Octane Plus Hi Gear – на 5-6 единиц;
  • Octane Plus Liqui Moly – на 2–5 единиц;
  • Astrohim Октан Плюс – на 3–5 единиц;
  • Lavr Next Octane Plus – до 5-6 единиц;
  • Тотек УМТ (российского производства).

При самостоятельном использовании добавок бензину следует помнить, что они влияют не только на устойчивость топливной смеси к детонации, но и на другие технические характеристики бензина и работу двигателя.

Как понизить октановое число

В противоположной ситуации, когда требуется снизить октановое число, есть способы, позволяющие это сделать.

  • Самый легкий метод — естественное испарение летучих высооктановых добавок. Надо открыть емкость с топливом и подождать. Снижение октанового числа происходит с ориентировочной скоростью 0,5 единиц в день.
  • Добавление керосина. Более быстрый, но сложный метод, так как трудно рассчитать нужную пропорцию керосина, чтобы октановое число не снизилось слишком сильно.

Современные методы переработки нефти позволяют получать высокооктановое топливо без добавления токсичных химических веществ, загрязняющих природу. Следует помнить, что высокооктановый бензин — это не всегда хорошо. Топливо не должно наносить вред двигателю автомобиля, поэтому лучше использовать бензин, рекомендованный производителем конкретной марки машины.

Октановое число — что это такое? Определение, значение, перевод

Октановое число это показатель топлива, характеризующий его устойчивость к воспламенению под высоким давлением. За «эталон» здесь берётся вещество по имени изооктан, детонационная стойкость которого принимается за 100. Чем выше октановое число топлива, тем больше давления на него можно оказать, не вызывая детонации, то есть резкого возгорания. В современных автомобилях, где установлены двигатели внутреннего сгорания, октановое число является очень важным параметром, поскольку бензин с более низким ОЧ может серьёзно повредить поршни двигателя.

Для повышения октанового числа бензина раньше использовались ужасно ядовитые смеси со свинцом, а сегодня им на смену пришли менее токсичные «присадки», позволяющие повысить ОЧ бензина до уровня 98-100, что делает его пригодным даже для самых «нежных» двигателей.



Октановое число находится в списке: Автомобили

Вы узнали, откуда произошло слово Октановое число, его объяснение простыми словами, перевод, происхождение и смысл.
Пожалуйста, поделитесь ссылкой «Что такое Октановое число?» с друзьями:

И не забудьте подписаться на самый интересный паблик ВКонтакте!

 



Октановое число это показатель топлива, характеризующий его устойчивость к воспламенению под высоким давлением. За «эталон» здесь берётся вещество по имени изооктан, детонационная стойкость которого принимается за 100. Чем выше октановое число топлива, тем больше давления на него можно оказать, не вызывая детонации, то есть резкого возгорания. В современных автомобилях, где установлены двигатели внутреннего сгорания, октановое число является очень важным параметром, поскольку бензин с более низким ОЧ может серьёзно повредить поршни двигателя.

Для повышения октанового числа бензина раньше использовались ужасно ядовитые смеси со свинцом, а сегодня им на смену пришли менее токсичные «присадки», позволяющие повысить ОЧ бензина до уровня 98-100, что делает его пригодным даже для самых «нежных» двигателей.

Изменение степени сжатия, инструкция онлайн

Обычно пользователи нашего сайта находят эту страницу по следующим запросам:


тюнинг двигателя, автотюнинг, ремонт ДВС, автотюнер, турбонаддув, промежуточный охладитель, система охлаждения, тестирование на динамометрическом стенде, передаточные числа трансмиссии, распределительный вал, карбюрация, впрыск топлива, система зажигания

Топливо и степень сжатия

Не думаю, что стоит говорить о том, что современное топливо коренным образом отличается от топлива прошлых лет. Не так уж давно топливо премиум класса с октановым числом 100- 103 было доступно в свободной продаже, позволяя использовать степень сжатия до 11:1. Ситуация резко изменилась в последние годы вследствие появления систем контроля за выпуском отработавших газов и резкого повышения цен на нефтепродукты в начале 80-х годов. В наши дни, высококачественное неэтилированное топливо имеет октановое число не более 97- 98, а содержание свинца снижено от 0,8 г на 1 л до 0,1- 0,2 г на 1 л. В некоторых странах вопрос загрязнения окружающей среды стоит настолько остро, что в новых автомобилях может использоваться только неэтилированное топливо. Во многих странах в свободной продаже имеется только один тип неэтилированного топлива с октановым числом 91-92.

Так как в самой трактовке октанового числа существует много неточностей, предлагаю начать рассмотрение вопроса с определения, прежде чем перейти к способам оптимизации качества топлива. Большинство людей понимает, что можно улучшить КПД и уменьшить расход топлива путем увеличения октанового числа, так как в таком случае можно использовать больший коэффициент сжатия, и, возможно, использовать опережение зажигания, не сталкиваясь с проблемой детонации. Однако многие не осознают, что при простом переходе, например, с топлива с октановым числом 97 на топливо 100/103 Avgas (октановое число выше 110) КПД не обязательно возрастет. В действительности, мощность может даже снизиться, если предварительно двигатель не был модифицирован.

Чтобы объяснить все более доступно, необходимо обратиться к истории, чтобы понять, почему была введена подобная система, и как именно было рассчитано октановое число. Во времена Первой мировой войны авиационные двигатели могли саморазрушаться вследствие детонации. Двигатель мог работать в нормальном режиме при использовании одной порции топлива, но мог начать разрушаться при использовании другой порции. Казалось, что топливо ничем не отличается, его масса одинакова и произведено оно на одном и том же нефтеперегонном заводе.

Нефтеперерабатывающие компании попытались выполнить химический анализ в попытке достичь единства состава топлива, однако, не смотря на интенсивную программу, им не удалось избавиться от примесей, которые приводили к работе двигателя с детонацией. Поэтому были созданы специальные двигатели с изменяемой степенью сжатия с целью оценки и градации типов топлива. Подобные сверхмощные агрегаты с одним цилиндром прогревались до рабочей температуры, работали со стандартной частотой оборотов и нагрузкой, затем степень сжатия топлива повышалась до тех пор, пока двигатель не начинал работать с детонацией. Затем антидетонационные характеристики топлива получили название максимальной рабочей степени сжатия (HUCR).

Однако вскоре обнаружилось, что даже при использовании одного и того же тестового агрегата и типа топлива, максимальная рабочая степень сжатия могла варьироваться при тестировании в различных лабораториях. Поэтому было решено ввести некоторые постоянные, необходимые для калибровки тестового агрегата. Два чистых вещества были выбраны в качестве эталонного топлива. За эталонное топливо с высокой детонационной стойкостью был взят 2-2-4 триметилпентан, также называемый изооктан, а за эталонное топливо с низкой детонационной стойкостью был взят обычный гептан (n-гептан).

Было решено использовать тестируемое топливо в двигателе с изменяемой степенью сжатия для определения его максимальной рабочей степени сжатия. Затем была проведена серия опытов с использованием смеси изооктана и n-гептана в различных пропорциях, пока не была выведена смесь с максимальной рабочей степенью сжатия идентичной тестируемому топливу. В таком случае, качество тестируемого топлива определялось по отношению к содержанию изооктана в смеси эталонного топлива. Например, топливо, с максимальной рабочей степенью сжатия, идентичной смеси 90% изооктана/10% n-гептана, получило октановое число 90. При помощи этой стандартной процедуры стала возможной переработка топлива с постоянными качествами.

С того времени, появилось большое количество тестовых процедур, моделирующие различные рабочие условия двигателя. Автомобильный бензин чаще всего классифицируется по моторному и исследовательскому методу. В обоих методах измерения используется одноцилиндровый двигатель с изменяемой степенью сжатия, однако, как видно по данным таблицы 3.1, в моторном методе используются более высокие обороты двигателя и большая температура смеси на впуске, чем при исследовательском методе. Таким образом, моторный метод является более «строгим» и обычно уменьшает октановое число топлива от 6 до 12 единиц. Эта разница очень важна, так как дает нам понять, что октановое число по моторному методу является более адекватным для современных двигателей, особенно турбированных, рабочая температура на впуске которых очень высокая.

Таблица 3.1. Сравнение моторного и исследовательского методов тестирования.

  Моторный метод Исследовательский метод
Температура воздуха на впуске 148,9°С 65,5°С
Температура водяной рубашки 100°С 100°С
Частота оборотов двигателя 900 600

Разница значений моторного и исследовательского методов получила название чувствительность топлива. Нам очень важно понять значение этой разницы. Так как температура воздуха на впуске влияет на различные типы топлива по-разному, возможно, октановое число топлива по исследовательскому методу (или по насосному методу) будет составлять 97, хотя при исследовании по моторному методу октановое число данного топлива будет составлять лишь 85. В таком случае, данное топливо не будет подходить для использования в современных турбированных двигателях, где температура на впуске очень высокая.

Таблица 3.2. Сравнение результатов тестирования по различным методам.

Октановое число по исследовательскому методу Октановое число по моторному методу Октановое число по насосному методу
90 83 86,5
92 85 88,5
96 88 92
98 90 94
100 91,5 95,8
105 95 100
110 99 104,5

Примечание:
Октановые числа, приведенные в таблице, являются приблизительными значениями и могут варьироваться в пределах 2 единиц от одного топлива к другому.

При этом в другом случае, та же нефтеперерабатывающая компания могла использовать смесь других топливных компонентов, в зависимости от их доступности и типа сырья для переработки, получив при этом топливо с октановым числом по исследовательскому методу 97, однако при этом октановое число по моторному методу составляло 89 единиц. Именно поэтому часто можно услышать жалобы на «некачественное топливо». Действительно топливо с высоким октановым числом по исследовательскому методу вследствие чувствительности составляющих компонентов может вести себя как низкокачественное топливо при использовании в турбированных двигателях с высокими температурами на впуске. Раньше, когда высокое содержание свинца в топливе было обычным делом, проблема чувствительности возникала крайне редко, так как свинец «компенсировал» чувствительность топлива. В наше время, при использовании неэтилированного топлива или топлива с низким содержанием свинца, чувствительность топлива продолжает быть проблемой для многих современных двигателей, пока исследовательский метод используется для определения октанового числа топлива.

В США часто используется исследование по насосному методу (PON), значение которого является средним арифметическим данных моторного (MON) и исследовательского методов (RON): (RON+MON)/2=PON

Однако это не полностью решает проблему чувствительности топлива. Например, топливо с октановым числом 92 по насосному методу, может иметь октановое число 88 по моторному и 96 по исследовательскому методу. При этом топливо той же нефтеперегонной компании с тем же октановым числом по насосному методу 92, может иметь октановое число 86 по исследовательскому и 98 по моторному методу, вследствие несколько другого состава компонентов в следующей партии. Следовательно, даже при использовании подобных подсчетов октановое число может варьироваться до 2 единиц.

Температурный метод используется для определения октанового числа авиационного топлива (октановое число больше 100), так как остальные тесты являются бессмысленными при увеличении октанового числа до 100. Показания при использовании температурного метода получаются путем увеличения шкалы за 100. В данном тестировании за эталонное топливо берется изооктан с добавлением свинца. При этом выполняется два тестирования, F3 и F4, что объясняет двойной индекс авиационного топлива, например, 100/130. Первое число является результатом тестирования F3, где имитируется работа турбированного двигателя на топливе с химически верным составом, как при нормальных условиях полета. При тестировании F4 в двигатель подается обогащенная смесь и увеличивается мощность турбонаддува, как например, в условиях взлета или боя.

В наше время в свободной продаже имеется только два типа авиационного топлива Avgas, оба с октановым числом 100/130. Это старое авиационное топливо 100/130 зеленого цвета с высоким содержанием тетраэтилсвинца (примерно 1,3-1,7 г на л) и более новое авиационное топливо с содержанием тетраэтилсвинца (примерно 0,6- 0,8 г на л).

Антидетонационные свойства углеводородного топлива зависят от его молекулярной структуры. Парафины, такие как стандартный гептан и керосин, представляют длинные цепочки углерода и водорода, соединенные слабыми молекулярными связями, легко разрушаемыми под воздействием температуры. Изооктан принадлежит к изопарафинам. Они имеют разветвленную цепочку с более сильными молекулярными связями, поэтому они более устойчивы к детонации. Циклопарафины (или нафтены) также обладают хорошими антидетонационными свойствами, так как связь атомов водорода и углерода в кольцевой цепи очень сильная. Это объясняет их отличные антидетонационные характеристики.

Химический состав определяет скорость сгорания топлива и его устойчивость к детонации при высокой степени сжатия и температуре. Топливо со слабыми молекулярными связями будет распадаться и возгораться самопроизвольно (без участия свечей зажигания) при более низкой температуре и давлении, чем топливо с сильными молекулярными связями. Некоторые топливные присадки, например соединения ароматического ряда, обладают отличной устойчивостью к детонации, так как горят медленно и не окисляются или сгорают полностью, пока давление и температура в камере сгорания будет высокой. Подобные присадки ускоряют или замедляют процесс сгорания. Следовательно, высокооктановое топливо не увеличит мощность двигателя, если только двигатель действительно не будет нуждаться в химически более стабильном топливе при высокой температуре и давлении. По правде говоря, если степень сжатия и опережение зажигания не достаточно велики, чтобы создавать высокую температуру и давление в камере сгорания, в таком случае, высокооктановое топливо не будет полностью перегорать на начальной фазе рабочего хода, что приведет к потере мощности.

В таблице 3.3 показаны результаты тестирования топлива, выполненные на двигателе автомобиля Buick объемом 4,1 л. Двигатель данного автомобиля был разработан для использования неэтилированного топлива с октановым числом 92, а степень сжатия была установлена на уровне 8.8:1. Использовался распредвал с профилем III кулачка с фазой открытия впускного и выпускного клапанов 210° и высотой подъема клапана 10,8 мм. При каждом тестировании было установлено опережение зажигания для достижения максимальной мощности при частоте оборотов двигателя 5000 об/мин. в общем было использовано 6 различных типов топлива: две различных марки (производитель А и В) неэтилированного топлива с октановым числом 92 для летнего периода (американский стандарт), неэтилированное топливо с октановым числом 92 для зимнего периода (американский стандарт), неэтилированное топливо с октановым числом 97, этилированное топливо с октановым числом 97 (содержание свинца 0,5 г на 1 л) и авиационное топливо зеленого цвета Avgas.

Таблица 3.3. Сравнительное тестирование различных типов топлива на автомобиле Buick с двигателем объемом 4,1 л.

Топливо Тестирование 1 Тестирование 2
Мощность (лошадиные силы) Опережение зажигания Мощность (лошадиные силы) Опережение зажигания
Неэтилированное топливо с октановым числом 92 для летнего сезона (производитель А) 212 28° 220 31°
Неэтилированное топливо с октановым числом 92 для летнего сезона (производитель В) 219 30° 223 32°
Неэтилированное топливо с октановым числом 92 для зимнего сезона (производитель В) 208 26° 215 29°
Неэтилированное топливо с октановым числом 97 для летнего сезона (производитель А) 215 30° 222 33°
Этилированное топливо с октановым числом 97 для летнего сезона (производитель А) 218 30° 221 33°
Авиационное топливо Avgas 100/130 зеленого цвета 222 40° 224 44°
Авиационное топливо Avgas с 100/130 зеленого цвета 210 30° 213 33°

Тестирование 1 – тепло подается во впускной коллектор.

Тестирование 2 – подача тепла во впускной коллектор заблокирована.

В первой серии тестов впускной коллектор подогревался, чтобы проверить чувствительность топлива, а во второй серии тестов подача тепла во впускной коллектор была заблокирована. Учтите, что данная модификация может быть неэффективной при эксплуатации автомобиля в холодных климатических условиях, так как это может стать причиной увеличения расхода топлива и ухудшения технических характеристик пуска холодного двигателя. Можно заметить, что высокооктановое неэтилированное топливо оказалось чувствительным к термическому воздействию, так же как и неэтилированное топливо с низким октановым числом того же производителя. Оба типа топлива работали хорошо только при пониженной температуре при впуске. Как и предполагалось, авиационное топливо 100/130 Avgas позволяло вырабатывать большую мощность, но требовало большего опережения зажигания. Как только опережение зажигания было отключено, мощность снизилась.

Топливо с октановым числом 92 для зимнего сезона было использовано для демонстрации влияния летучести топлива на технические характеристики работы двигателя. В летний сезон (или высоко над уровнем моря) мы не хотим, чтобы топливо быстро испарялось, что могло бы привести к образованию паровой пробки. Однако зимой топливо должно легко испаряться и оставаться в таком состоянии, чтобы обеспечить более легкий пуск и нормальные технические характеристики вождения, пока двигатель не достиг рабочей температуры. Для достижения данной цели некоторые нефтеперерабатывающие компании используют различные топливные смеси для зимнего и летнего сезона. С риском чрезмерного упрощения, производители добавляют более летучие молекулы «переднего ряда» (также называемые «легкими фракциями»), которые испаряются и воспламеняются легче. Это ставит перед производителями другие проблемы: сокращение срока годности и понижение октанового числа топлива. Чем более легкие фракции используются, тем короче срок годности, и тем быстрее уменьшается октановое число топлива (на 2-4 единицы). Эта проблема также касается и высокооктанового неэтилированного топлива, поэтому, если вы живете далеко от больших городов, в местах, где топливо поставляется не регулярно, вы можете постоянно использовать «старое» топливо или топливо, не предназначенное для данного сезона, поэтому придется снизить степень сжатия, чтобы компенсировать снижение октанового числа.

Степень сжатия всегда вызывала большой интерес у любителей тюнинга, и стоит заметить, что в наши дни этот интерес увеличился вместе с потребностью снижения расхода топлива и увеличения мощности при использовании неэтилированного топлива с низким октановым числом. Я согласен, что степень сжатия должна быть как можно выше (в пределах разумного, конечно же), но стоит учесть, что производитель автомобиля уже рассчитал оптимальную степень сжатия. В таком случае, остается лишь убедиться, что производственные допуски не снизили это значение.

Действительное значение степени сжатия, которая может использоваться в любом двигателе, зависит от формы и размера камеры сгорания, фаз газораспределения, периода перекрытия клапанов и октанового числа используемого топлива. Если ваш автомобиль оснащен турбированным двигателем, необходимо также учитывать давление и температуру наддува. В общем, конусообразные и полусферические камеры быстрого сгорания и распредвал с продолжительным перекрытием клапанов допускают использование большей степени сжатия, чем камеры сгорания прямоугольной и клиновидной формы и распредвалы с кратковременным перекрытием клапанов. Например, автомобиль Toyota Corolla, оснащенный двигателем объемом 1,6 л с 4 клапанами, диаметром цилиндра 81 мм и камерой сгорания конусной формы будет нормально работать со стандартным распредвалом при степени сжатия 9,4:1, только на неэтилированном топливе с октановым числом 92. При установке распредвала с кулачками закругленной формы степень сжатия можно увеличить до 10:1. Обратимся к другому примеру. В автомобиле Holden, оснащенном двигателем 5 л с открытой клиновидной камерой сгорания и объемом цилиндра 101,6 мм, допустимая степень сжатия не должна превышать 8,8:1, даже при использовании распредвала с кулачками закругленной формы. Использование топлива с большим октановым числом (например, 97) позволяет увеличить степень сжатия до 9,3:1.

Исследования показали, что увеличение степени сжатия с 8,5:1 до 10,5:1 приведет к снижению расхода топлива примерно на 10-12%, при этом улучшится крутящий момент и увеличится ускорение. К сожалению, подобная оптимизация просто невозможна с современными типами топлива. Некоторые автолюбители считают, что степень сжатия можно увеличить, а затем использовать задержку зажигания, чтобы остановить детонацию. В таком случае, двигатель утратит быстроту реакции. В таблице 3.4 приведены результаты подобных модификаций на двигателе объемом 5 л автомобиля Holden. Для всех проверок использовался распредвал с профилем IV кулачка с фазой открытия клапанов 212º и подъемом клапана 11 мм.

Во время первого тестирования использовалась стандартная степень сжатия. Согласно заявке производителя она должна была составлять 8,5:1, однако в действительности степень сжатия составила 8,2:1. Мощность и крутящий момент двигателя были хорошими при опережении зажигания 30°. При выполнении тестирования № 2 степень сжатия была увеличена до 10,8:1, однако двигатель не мог работать на полную мощность без детонации, поэтому опережение зажигания не использовалось, пока детонацию не удалось устранить на 19° опережения. После должной настройки распределителя зажигания, были получены следующие результаты. Тестирование показало падение мощности при любой частоте оборотов двигателя. К тому же во время тестирования на динамометрическом стенде звуки свидетельствовали о наличии неисправностей, дребезжащие звуки, которые были слышны ранее, отсутствовали. Возможно, дребезжание во время настройки опережения зажигания свидетельствовало о повреждении поршней и колец, что могло привести к снижению мощности и плохим результатам тестирования. Перед разборкой двигателя для выяснения причин, была приготовлена смесь в пропорции 50/50 неэтилированного топлива с октановым числом 97 и авиационного топлива Avgas 100/130 (октановое число по исследовательскому методу примерно 106), чтобы проверить, будет ли работать двигатель на высококачественном топливе. Тестирование № 3 показывает результаты настройки распределителя зажигания на 35° опережения. Двигатель действительно отреагировал на изменения и доказал влияние качественного топлива и увеличения степени сжатия на увеличение мощности двигателя. Во время тестирования № 4 степень сжатия была снижена до 9,3:1 распределитель зажигания был настроен на 27° опережения. При этом максимальная мощность увеличилась на 8 л.с. при частоте вращения двигателя 5000 об/мин по сравнению с результатами тестирования № 1. В свою очередь это привело к уменьшению расхода топлива при движении по шоссе примерно на 5-6%. Данные проверки четко показывают, что увеличение степени сжатия в разумных пределах и использование подходящего для этой степени типа топлива помогает улучшить технические характеристики. Однако переоценка возможностей двигателя не решит проблему. В результате мощность двигателя уменьшится, а расход топлива резко возрастет.

Таблица 3.4. Сравнение степени сжатия на двигателе объемом 5 л автомобиля Holden.

  Тестирование № 1 Тестирование № 2 Тестирование № 3 Тестирование № 4
Частота вращения двигателя Мощность (л.с.) Крутящий момент Мощность (л.с.) Крутящий момент Мощность (л.с.) Крутящий момент Мощность (л.с.) Крутящий момент
2000 109 286 102 269 117 306 112 294
2500 141 297 136 286 150 315 144 302
3000 174 304 167 292 183 320 179 313
3500 208 312 196 294 216 324 211 316
4000 237 311 219 288 248 326 241 317
4500 251 293 232 271 265 309 256 299
5000 257 270 241 253 270 284 265 278
5500 247 236 219 209 256 244 249 238

Тестирование № 1 – степень сжатия 8,2:1, опережение зажигания 30°, топливо с октановым числом 97.

Тестирование № 2 – степень сжатия 10,8:1, опережение зажигания 19°, топливо с октановым числом 97.

Тестирование № 3 – степень сжатия 10,8:1, опережение зажигания 35°, топливо с октановым числом примерно 106.

Тестирование № 4 – степень сжатия 9,3:1, опережение зажигания 27°, топливо с октановым числом 97.

Хотя во время тестирования и использовалась смесь топлива, я не рекомендую смешивать различные типы топлива при использовании автомобиля в стандартных дорожных условиях по множеству причин, а именно: неудобство, отсутствие гарантий доступности всех компонентов смеси, возможное повреждение каталитического нейтрализатора и кислородного датчика, угроза здоровью при смешивании компонентов, опасность возгорания.

В районах, где доступно только этилированное топливо (с октановым числом 91-93 по исследовательскому методу), автолюбители пытаются добавлять высокооктановое неэтилированное топливо (октановое число 96-98 по исследовательскому методу), пытаясь улучшить качество топлива. Однако, даже в двигателях, разработанных только для неэтилированного топлива, используется добавление свинца: как минимум 0,05 – 0,1 г на 1 л при стандартных условиях эксплуатации, или 0,1-0,2 г свинца на 1 л топлива для улучшения показателей эксплуатации и предотвращения повреждения седла клапана. Таким образом, если в этилированное топливо с октановым числом 92, содержащее 0,2 г свинца на 1 л, добавить неэтилированное топливо с октановым числом 98 в пропорции 1:2, в результате полученная топливная смесь будет содержать почти 0,07 г свинца на 1 л топлива и будет иметь октановое число 96. Подобное топливо подойдет для стандартных условий эксплуатации при средней частоте оборотов двигателя и редких случаев работы двигателя с повышенной нагрузкой. Если смешать данные типы топлива в пропорции 3:2, данная топливная смесь подойдет для получения высоких показателей эксплуатации, при этом содержание свинца будет примерно составлять 0,12 г на 1 л, а октановое число увеличится до 94,4.

Если двигатель вашего автомобиля предназначен только для работы на этилированном топливе, не используйте чистое неэтилированное топливо, в противном случае, клапаны и седла могут быть повреждены. Если во время одной из заправок вы зальете неэтилированное топливо, это не станет причиной серьезных повреждений, при условии, что в следующий раз будет использоваться этилированное топливо. Использование этилированного топлива в автомобилях, предназначенных только для неэтилированного топлива, может со временем повредить каталитический нейтрализатор и кислородных датчик.

Для тех, кто предпочитает участвовать в любительских гонках, рекомендуется использовать топливную смесь иного состава, при условии, что компоненты двигателя способны обеспечить соответствующий турбонаддув и большее опережение зажигания, чтобы извлечь пользу из использования высокооктанового топлива. В настоящее время в свободной продаже имеется большое количество топливных присадок, увеличивающих октановое число топлива. Благодаря данным присадкам, топливо с заправочных станций, этилированное и неэтилированное, можно использовать для участия в любительских гонках. При подборе правильной пропорции, данные присадки могут увеличить октановое число топлива до 4 единиц; при увеличении концентрации вдвое, октановое число может возрасти до 6 единиц. Некоторые компании производители заявляют, что их топливные присадки могут увеличить октановое число топливо до 108-110, делая топливо эквивалентным авиационному топливу Avgas 100/130, но я убедился, что это не так. В действительности, большинство топливных присадок увеличивают октановое число лишь на 0,5- 1 единиц при добавлении в низкооктановое неэтилированное топливо. Топливные присадки 104+ и 104+ Super действительно увеличивают октановое число. При стандартной концентрации присадка 104+ увеличит октановое число на 3-4 единицы, а присадка 104+ Super – на 4-6 единиц. При добавлении данных присадок в высокооктановое неэтилированное топливо, октановое число может снизиться на 0,5- 1 и 1,5- 3 единиц соответственно. Я выяснил, что увеличение октанового числа на 4-5 единиц позволит увеличить опережение зажигания на 4°.

При использовании концентрированных присадок необходимо правильно приготовить смесь. Нужно не просто вылить содержимое емкости в топливную канистру, надеясь, что компоненты смешаются должным образом. Рекомендуется смешать топливную присадку с 8-10 л топлива, тщательно взболтать емкость, затем добавить смесь в топливных бак.

Авиационное топливо Avgas 100/130 тоже является отличной присадкой, увеличивающей октановое число топлива, например, для участия в любительских гонках. Однако учтите, что если Ваш автомобиль оснащен каталитическим нейтрализатором, он может быть поврежден. Смесь в пропорции 50/50 увеличит октановое число до уровня, необходимого для участия в любительских гонках: примерно 106 при добавлении в неэтилированное топливо с октановым числом 98 и 104 при добавлении в этилированное топливо с октановым числом 97.

Многие годы автолюбители использовали толуол, бензол и ацетон для увеличения октанового числа топлива. Этот прием срабатывал раньше, когда октановое число топлива увеличивалось путем добавления большого количества свинца. Однако в настоящее время неэтилированное топливо и низкооктановое этилированное топливо могут содержать достаточное количество толуола, или бензола для увеличения октанового числа. Таким образом, дальнейшее добавление данных веществ не гарантирует увеличение октанового числа. Порой, использование толуола и бензола в пропорции 1:4 может увеличить давление турбонаддува с 69 кПа до 97 кПа, но при этом иногда, это может привести к повреждению поршней, так как октановое число не увеличится. Это зависит от того, что именно использовалось нефтеперегонным заводом для увеличения октанового числа топлива. Например, если более доступными были бензол и толуол, производитель мог использовать их. Однако если бензол и толуол не были доступны, производитель будет использовать более тщательную перегонку для получения необходимого значения октанового числа.

В последние годы некоторые используют впрыск воды для подавления детонации. Производители автомобилей не рекомендуют выполнять подобные действия, и я полностью с ними согласен. Вода не способствует процессу сгорания, скорее она забирает тепло и, следовательно, энергию при горении и превращает ее в пар. Это замедляет процесс горения, поэтому, если только впрыск воды не происходит во время большой нагрузки на двигатель, мощность упадет, а расход топлива увеличится. Многие системы впрыска, которые я видел, поставляют большое количество воды, она не испарятся полностью и подается при неподходящем уровне нагрузки на двигатель. Некоторые автолюбители используют смесь воды и спирта в пропорции 50/50, так как спирт, по крайней мере, способствует процессу горения. Однако в этом способе также есть свои недостатки. Спирт, смешанный с водой, может стать причиной коррозии в цилиндрах и на поршневых кольцах, что значительно сократит срок службы двигателя.

Я не буду отрицать, что сейчас появились различные сложные системы, оснащенные специальными устройствами, превращающими воду в пар, электронными системами управления, чтобы обеспечить подачу необходимого количества воды (обычно впрыск производится под давлением 551 кПа). Однако стоит заметить, что данные системы стоят очень дорого. Поэтому возникает вопрос о целесообразности данных затрат, если можно установить впрыск толуола, потратив меньше денег и получив лучший результат. Во многих гоночных автомобилях использование впрыска воды является вынужденным, так как правила гонок строго регламентируют тип топлива. Во всяком случае, данные ограничения не относятся к легковым автомобилям, использующимся в стандартных дорожных условиях, поэтому стоит подумать обдумать установку впрыска толуола на двигатели высокой компрессии.

В простейших системах впрыска толуола пятый инжектор распыляет чистый толуол в поток воздуха, если двигатель подвергается сильным нагрузкам. Пятый инжектор может быть активирован мембранным выключателем, расположенным во впускном коллекторе, или выключателем, подключенным к дроссельной заслонке. Вся система впрыска толуола состоит из маленького топливного бака 5-10 л для толуола, топливного насоса с впрыском под высоким давлением, топливного инжектора, топливопровода и трубопровода возврата топлива. Чтобы поддерживать соответствующее давление топлива, может использоваться специальный регулятор давления системы впрыска или «таблетка», также может быть установлен ограничитель на топливопровод возврата топлива.

Если необходимо установить четкое управление пятым инжектором, используется более сложная система, в которой инжектор толуола будет регулироваться системой распределенного впрыска. При использовании подобной системы количество впрыскиваемого толуола будет варьироваться в зависимости от турбонаддува, частоты оборотов двигателя нагрузки на двигатель и температуры воздуха на впуске.

Так как толуол испаряется очень быстро, необходимо обдумать месторасположение пятого инжектора. В турбированных двигателях пятый инжектор может быть установлен около выпускного отверстия промежуточного охладителя воздуха. В противном случае, пятый инжектор лучше всего устанавливать перед дроссельной заслонкой.

Так как большинство современных двигателей оснащено датчиком детонации, непосредственно связанным с процессором зажигания, что позволяет использовать задержку зажигания при необходимости, некоторые любители тюнинга огульно увеличивают турбонаддув и степень сжатия. Они считают, что раз уж подобная система установлена, это поможет избежать работы двигателя с детонацией в любом случае. Это уж точно не выход из ситуации. Вы, конечно, можете поразить нескольких людей, рассказав с какой степенью сжатия может работать двигатель вашего автомобиля, но думаю, большей выгоды из данной модификации вы не извлечете. Как было показано ранее в таблице 3.4, слишком высокая степень сжатия снижает мощность, не зависимо от того, как хорошо работает система задержки зажигания. Некоторые производители также допускают слишком высокую степень сжатия, полагаясь на датчик детонации. Обычно это делается с целью снижения расхода топлива, что является очень удобным рекламным трюком.

Насколько степень сжатия и наддув сочетаются с типом топлива? Как указывалось ранее, существует большое количество факторов, влияющих на точность ответа, однако данные, приведенные в таблице 3.5, могут подсказать наиболее подходящую степень сжатия для безнаддувных двигателей с эффективной камерой сгорания, распределительными валами с профилем кулачков III и IV, установленным на 3°-5° опережения и зазором периферийной области камеры сгорания не более 1,14 мм. В турбированном двигателе хотелось бы получить степень сжатия 8,5:1, чтобы достичь необходимого уменьшения расхода топлива и приемлемых технических характеристик при отключенном наддуве. При использовании степени сжатия 8,5:1 в турбированном двигателе наддув должен быть ограничен до значений, указанных в таблице 3.6. Имейте в виду, что промежуточный охладитель наддува является эффективным блоком, понижающим температуру на впуске примерно на 50°-60°. Однако некоторые промежуточные охладители будут не настолько эффективными, понижая температуру всего на 25°-30°.

Некоторые любители тюнинга советуют не концентрировать внимание на размерах промежуточного охладителя, при этом, рекомендуя увеличить объем наддува и установить водный распылитель на промежуточный охладитель. Нужно отметить, что это очень опасно по нескольким причинам. Если заводские установки предусматривали давление наддува не более 48 кПа, центральная часть промежуточного охладителя может взорваться без соответствующего усиления крепления при увеличении давления, например, до 90 кПа.

Таблица 3.5. Степень сжатия для безнаддувных двигателей.

Диаметр цилиндра (мм) Топливо с октановым числом 91-92 Топливо с октановым числом 96-98 Топливо с октановым числом 98-100
76 9,3:1 9,8:1 10,2:1
83 9,2:1 9,7:1 10,0:1
90 9,0:1 9,5:1 9,8:1
100 8,6:1 9,0:1 9,4:1

Таблица 3.6. Давление турбо наддува/степень сжатия.

Степень сжатия Топливо с октановым числом 91-92 Топливо с октановым числом 96-98 Топливо с октановым числом 98-100
7,7:1 48 кПа 65,5 кПа 76 кПа
7,7:1 (с промежуточным охладителем) 76 кПа 96,5 кПа 117 кПа
8:1 41 кПа 59 кПа 69 кПа
8:1 (с промежуточным охладителем) 68 кПа 90 кПа 107 кПа
8,5:1 34 кПа 48 кПа 59 кПа
8,5:1 (с промежуточным охладителем) 52 кПа 68 кПа 86 кПа
9,1:1 38 кПа 52 кПа
9,1:1 (с промежуточным охладителем) 55 кПа 72 кПа

Чтобы быть действительно эффективным, водный распылитель должен доставлять большое количество воды на промежуточный охладитель, однако, если данная система не настроена должным образом или если промежуточный охладитель слишком холодный вода не будет испаряться, а будет стекать под днище кузова (под шины), что приведет к значительному уменьшению коэффициента сцепления шин с поверхностью. Гоночные автомобили оснащены стационарным 30 литровым баком с водой, которого хватает примерно на 50 км гонки. Однако большая часть подобных механизмов, установленных на обычные легковые автомобили, представляла собой крошечные 3 или 4 литровые пластиковые резервуары. В таком случае, когда резервуар опустеет, агрегаты могут быть повреждены.

Действительная степень сжатия представляет собой отношение общего объема цилиндра, прокладки головки блока цилиндров и камеры сгорания к нижней мертвой точке поршня и объему пространства между днищем поршня, прокладкой головки блока цилиндров и камерой сгорания в верхней мертвой точкой. Это можно выразить в следующей формуле:

где CV – объем цилиндра, CCV – объем камеры сгорания.

Естественно CV – это объем двигателя в см³ разделенный на количество цилиндров. Однако со значением CCV не все так просто. Данное значение получено из объема камеры сгорания, объема пространства, которое остается, когда поршень находится в верхней мертвой точке, объема, образованного толщиной прокладки головки блока цилиндров, а также объема камеры сгорания в днище, если используются поршни с камерой сгорания в днище, или минус этот объем, если днище поршня выпуклое.

Если мы знаем необходимую степень сжатия и затем хотим рассчитать объем CCV, можно использовать следующую формулу.

Предположим, что объем двигателя составляет 500 см³, а необходимая степень сжатия равна 9,2:1, в таком случае:

³

Объем камеры сгорания измеряется при помощи бюретки. В легковых автомобилях объемы могут слегка варьироваться.

Чтобы определить точное значение CCV для нашего двигателя, необходимо сначала физически измерить объем камеры сгорания при помощи бюретки, заполненной керосином. Между прочим, объем камер сгорания легковых автомобилей должен быть практически одинаковым, с вариациями степени сжатия не более 0,1 от цилиндра к цилиндру. Это значит, что если поршни находятся на одном и том же уровне в блоке цилиндров относительно, скажем, верхней мертвой точки, тогда в двигателе объемом 300 см³ разница в объемах цилиндров может составлять не более 0,5 см³ между наибольшей и наименьшей камерой сгорания. Для двигателя объемом 500 см³ разница в объемах не должна превышать 0,8 см³, и в двигателях объемом 800 см³ — 1 см³.

Если установлены поршни с выпуклым днищем или с камерой сгорания в днище, а также, если в клапанах есть углубления, необходимо измерить рабочий объем, чтобы обеспечить правильное определение степени сжатия.

Если двигатель вашего автомобиля оснащен поршнями с выпуклым днищем или с камерой сгорания в днище, или с углублениями в клапанах, тогда необходимо измерить увеличение или уменьшение рабочего объема, к которому они приводят.

Например, если диаметр цилиндра составляет 90 мм, а днище поршня находится на расстоянии от крышки блока, при помощи формулы получим следующее:

где π = 3,1415926; D – диаметр цилиндра (мм), H – расстояние между днищем поршня и крышкой блока (мм).

Данный объем будет составлять:

Если при измерении объема при помощи бюретки вы получили результат 27,2 см³, выпуклость на поршне уменьшит значение CCV на 11 см³ (38,2 – 27,2=11).

Если в данном примере поршень имел камеру сгорания на днище, а объем, измеренный при помощи бюретки, был равен 52,7 см³, в таком случае значение CCV увеличится на 14,5 (52,7 – 38,2 = 14,5).

Формула, указанная выше, также используется для определения объема образованного прокладкой головки блока цилиндров, путем измерения толщины использованной, и, следовательно, сжатой прокладки. Если верхняя часть поршня плоская, и он расположен под крышкой блока в верхней мертвой точке, используется та же формула для определения объема.

Чтобы уровнять давление сжатия и горения, днище каждого поршня должно подниматься примерно на одну и ту же высоту в каждом из цилиндров. Это называется зазором днища головки блока цилиндров. Я считаю, что зазор периферийной области не должен превышать 1,14 мм, в таком случае, это будет способствовать процессу сгорания и продувке цилиндров. Следовательно, если сжатая толщина прокладки головки блока цилиндров составляет 0,8 мм, тогда зазор днища головки цилиндров будет составлять примерно 0,1 – 0,4 мм.

Маленький зазор периферийной области от 0,8 до 1 мм будет ускорять процесс сгорания. Зазор периферийной области представляет собой сумму сжатой толщины прокладки головки блока цилиндров и зазора днища поршня.

Обычно, чтобы получить данный результат, головку блока цилиндров необходимо обработать. Имейте в виду, что для двигателя, использующегося в стандартных дорожных условиях не обязательно, чтобы все поршни поднимались на одинаковую высоту в каждом из цилиндров, отклонение может составлять до 0,1 мм.

Большинство автолюбителей находят простой выход из ситуации, фрезеруя головку блока цилиндров, чтобы изменить степень сжатия. Однако я считаю, что подобные действия необходимо выполнять только при необходимости, если зазор днища головки блока цилиндров был изменен. Как говорилось ранее, целесообразнее увеличить периферийную область, подняв поршень над поверхностью головки блока цилиндров на 0,8 – 1 мм. Это поможет поршню сжимать топливовоздушную смесь по краям цилиндра, направляя ее к свече зажигания. Летучие газы под воздействием свечи зажигания способствуют быстрому горению, предотвращая, таким образом, детонацию.

Со временем, преимущества периферийной области стали более очевидными. Топливовоздушная смесь, продуваемая в камере сгорания из зон завихрения, становится более однородной. К данной смеси примешиваются также отработавшие газы, оставшиеся с прошлого цикла. Это помогает ускорить процесс сгорания, препятствуя образованию газовых карманов. Данные карманы замедляют и в некоторых случаях препятствуют распространению процесса горения.

Турбулентность, вызванная эффектом завихрения, также ускоряет передачу тепла. Без соответствующего распространения тепла снопы пламени будут стремиться к краям камеры сгорания, подогревая окружающие газы, что приведет к детонации.

Если вы можете увеличить степень сжатия, фрезеруя блок и головку блока цилиндров, в таком случае, не устанавливайте поршни с выпуклым днищем. Они не уместны в двигателях, использующихся в стандартных дорожных условиях. Я также не рекомендую устанавливать их в двигателях гоночных автомобилей.

Периферийная область поршня должна быть такой же широкой, как и периферийная область головки блока цилиндров, чтобы обеспечить нормальное горение. Дополнительное опережение зажигания обычно компенсирует мощность, потерянную вследствие слишком узкой периферийной области поршня, однако при этом увеличивается расход топлива и количество отработавших газов.

Давление, вызванное выступом на днище поршня, закрывает свечу зажигания и замедляет распространение пламени после зажигания, затем очень часто препятствует полной продувке цилиндра во время такта выпуска. После зажигания, необходимо чтобы пламя распространилось вокруг всего поршня и затем вернулось в зону завихрения. Любой выступ на поршне будет мешать распространению пламени вокруг поршня, оставляя «карманы» топливовоздушной смеси, воспламененные лишь частично и полностью не сгорающие. В некоторых полусферических камерах сгорания необходимо использовать низкий 2-3 мм в высоту купол, плоский или круглый, чтобы увеличить степень сжатия. Низкие купола не будут причинять много неприятностей, если не будут блокировать свечи зажигания, и не будут иметь острых краев.

Если установлен поршень с камерой сгорания в днище или вогнутые поршни устанавливаются с целью понижения степени сжатия, контур выемки должен быть точным зеркальным отображением контура камеры сгорания. Это значит, что периферийная область поршня должна быть идентичной периферийной области головки блока цилиндров. К сожалению, изготовленные в точном зеркальном отражении камеры сгорания будут стоить намного дороже, так как для их производства необходимо использовать сложные механизмы. Следовательно, производители автомобилей склонны использовать более дешевые поршни с выемкой в центре и узкой периферийной областью, или с выемкой, смещенной в одну сторону, что приводит к увеличению периферийной области с одной из сторон днища поршня. Если периферийная область поршня такая же широкая, как и периферийная область головки блока цилиндров, создается необходимый эффект завихрения. Однако, периферийная область на некоторых поршнях гораздо уже, чем периферийная область головки блока цилиндр, поэтому некоторые любители тюнинга, понижая степень сжатия турбированных двигателей, делают периферийную область поршня слишком узкой.

Степень сжатия и октановое число бензина ✔ Таблица бензина

Октановое число — что это такое

Октановое число — это способность топлива противостоять детонации называется октановым числом. Чем оно выше, тем выше эта самая стойкость. Поэтому бензины с низким числом применяются в двигателях с низкой степенью сжатия, а с высоким октановым числом в двигателях с высокой степенью сжатия.

Часто возникает вопрос: бензин с каким октановым числом (ОЧ) можно заливать в двигатель, учитывая наше качество бензина.

Все просто. Открываем лючок заправочной горловины Вашего автомобиля или инструкцию по эксплуатации авто и читаем какой там указан бензин, такой и можно заливать. В инструкции к авто посмотрите степень сжатия.

Степень сжатия и октановое число бензина атмосферного двигателя

1. Если степень сжатия 12 и выше — заливать не ниже АИ-98.
2. Если степень сжатия 10 и до 12 — заливать не ниже АИ-95.
Объем камеры сгорания с такой степенью сжатия сделан именно под это число.
92 как бы можно заливать, но не нужно, расход будет больше.
3. Если степень сжатия ниже 10 — заливать октановое число АИ-92 (кроме турбо).
Экзотические АИ-102 и АИ-109 — от 14 и от 16 соответственно.
Для турбодвигателей минимум АИ-95 и выше!

Не путайте степень сжатия с компрессией в цилиндрах двигателя.

Степень сжатия — это геометрическая безразмерная величина, вычисляется как отношение полного объёма цилиндра к объёму камеры сгорания.

Компрессия — это физическая величина, давление в цилиндре в конце такта сжатия. Измеряется в атмосферах или кг/см2 при прокрутке стартером на хорошо заряженном аккумуляторе и выкрученными свечами для замера.

Оптимальная компрессия мотора очень приблизительно высчитывается умножением степени сжатия на 1.4 атмосферы.

Рекомендации по октановому числу бензина

  • Если использовать топливо с меньшим ОЧ, то неизбежно возpастут ударные нагpyзки в виде детонационных стуков и звонов и как следствие — износ двигателя. К тому же расход выше и смысл экономии теряется.
  • 2. Если использовать бензин с большим ОЧ, чем это предусмотрено конструкцией двигателя, то и гореть бензин будет дольше, отдавая большее количество тепла.
  • Топливо с большим октановым числом обычно горит с меньшей температурой и медленнее. Из-за скорости горения ниже рассчетной может получиться так, что на фазе выпуска через клапан вместо отработанных газов будет выпущена еще горящая смесь. Следовательно, детали двигателя будут перегреваться, особенно клапаны, кроме того растет расход масла. Интересно, что на слух двигатель часто начинает работать тише и ровнее (за счет теплового расширения выбираются зазоры), но при этом двигатель работает на износ.
  • Например, 100-й бензин горит слишком медленно для вашей степени сжатия. Поэтому не догорает полностью и коптит. Нет смысла заливать 100-й, если машина едет хорошо на 95-м.

Топливо с бОльшим октановым числом имеет бОльшую стойкость к детонации.

Если в двигателе нет системы регулирования угола зажигания, то залив высокооктановое топливо можно опять испортить свечи и потерять часть мощности, так как будет позднее зажигание.

Бензин — что такое

Бензин — это самая лёгкая из жидких фракций нефти (смесь лёгких углеводородов). Используется как топливо в карбюраторных и инжекторных двигателях современных автомобилей, мотоциклов и иной техники.

Маркировка бензина

В соответствии с ГОСТ 54283-2010 в России существует единая маркировка для всех бензинов. Например, АИ-80. Расшифровывается она так. А — бензин автомобильный, И – октановое число определено исследовательским методом. 80 – само октановое число. Также, в конце, к названию может быть добавлена ещё одна цифра – экологический класс топлива, от 2 до 5, (например, АИ-92/4). Если буквы И в маркировке бензина нет, то его октановое число определено моторным методом (А-92).

Требования к качеству выпускаемых в настоящее время бензинов определяются Техническим регламентом, принятым в 2011 году. Полное название «О требованиях к автомобильному и авиационному бензину, дизельному и судовому топливу, топливу для реактивных двигателей и топочному мазуту».

Типы бензина

Неэтилированный бензин

Бензин не имеющий присадок содержащих свинец. Весь бензин выпускающийся в настоящее время согласно Техническому регламенту.

Бензин АИ-80

Полное название «Бензин АИ-80, Нормаль». Октановое число 80, получено исследовательским методом. Согласно моторного метода, оно равно 76. Качество соответствует ГОСТ 51105-97. Класс топлива – второй. Не этилированный.

Бензин АИ-92

Полное название «Бензин АИ-92/4, Регуляр». Октановое число 92, по исследовательскому методу, 83 – по моторному методу. ГОСТ 51105-97. Не этилированный.

Бензин АИ-95

Полное название «Бензин АИ-95/4, Премиум-евро». Октановое число – 95 по исследовательскому методу, 85 – по моторному. ГОСТ 51105-97. Не этилированный.

Бензин АИ-98

Полное название «Бензин АИ-98/4, супер-евро. Октановое число 98 по исследовательскому методу, 88 – по моторному. Производится по ТУ-38.401-58-122-95, ТУ-38.401-58-127-95, ТУ-38.401-58-350-2005. Не этилированный.

Бензин А-92

Октановое число определено по моторному методу = 72. Соответствует ГОСТ 2084-77. В настоящее время не выпускается. Не этилированный.

Бензин АИ-76

Соответствует АИ-80. Октановое число по моторному методу = 76. Выпускался по ГОСТ 2084-77. Мог быть как этилированный так и не этилированный.

Бензин АИ-91

Соответствует АИ-92. Октановое число 82,5 по исследовательскому методу. Вырабатывался по ГОСТ 51105-97. Не этилированный.

Бензин А-92

Выпускается по ТУ 38.001165-97. Согласно ТУ 38.001165-87 в советское время шел на экспорт. Аналог АИ-92. Не этилированный.

Бензин АИ-93

Соответствует АИ-95. Октановое число по моторному методу 82,5. По исследовательскому 93. Во времена СССР, бензин с маркировкой А-93 шел на экспорт, а для внутреннего рынка он назывался АИ-93. Мог быть этилированным и не этилированным.

{0.5}}$$

, где $T$ — «мл тетраэтилсвинца (TEL) на галлон США в изооктане» [1]. Это стандарт, используемый FTC для регулирования рейтингов автомобильного топлива в США [2]. Следует отметить, что эта формула не является экстраполяцией октановой кривой от 0 до 100, как многие думают. Фактически, если бы мы продолжили шкалу октанового числа, «[] увеличение размера единицы октанового числа [было бы] настолько быстрым, что единица стала бы бесконечно большой, если бы шкала была расширена примерно до 116.[3] Мы можем увидеть это графически:

Так как же была определена эта формула? Я нигде не смог найти это напрямую, но ASTM дает нам подсказку в другой публикации, относящейся к другому номеру, обычно зарезервированному для авиационного топлива, номеру производительности, по следующей формуле [4]: ​​

$$ PN = 100 + 3(ОН — 100) $$

Число производительности, с другой стороны, — это , очень хорошо определенное для чисел выше 100: «Эта шкала соотносит в процентах ограниченный по детонации imep (указанное среднее эффективное давление), получаемый от испытательного топлива, к полученному от изооктана, присваивая значение 100 к имэпу, полученному из изооктана.Так, например, число производительности 130 будет означать, что давление в цилиндре топлива составляет 130 % от давления топлива, содержащего 100 % изооктана. Мы можем увидеть график, относящийся к ON, PN и TEL здесь [5]:

Так что же все это значит? Это означает, что октановое число выше 100 равно просто 100 плюс указанное среднее эффективное давление с ограничением детонации по сравнению со 100% изооктаном, деленное на 3. Зачем делить на 3 и вместо этого не использовать PN / KLIMEP? @Poutnik отмечает, что коэффициент 3 гарантирует, что кривая PN-ON остается линейной экстраполяцией после 100.

Ничего не нашел про отрицательные октановые числа. Я могу только предположить, что люди экстраполируют существующую кривую октанового числа, но, как видно выше, нелинейная, асимптотическая природа октановых чисел, безусловно, заставила бы меня задуматься об информации, передаваемой таким числом. Опять же, если у кого-то есть дополнительная информация, пожалуйста, напишите!


[1] ASTM D2699-04, Стандартный метод испытаний для исследования октанового числа топлива для двигателей с искровым зажиганием, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2004, www.astm.org

[2] 16 CFR § 306.5

[3] BROOKS, DONALD B. «Разработка ЭТАЛОННЫХ ТОПЛИВНЫХ ВЕСОВ для ДЕТОНАЦИОННОГО РЕЙТИНГА». SAE Transactions, том. 54, 1946, стр. 394–403. JSTOR, www.jstor.org/stable/44548282.

[4] «Стандартный метод определения детонационных характеристик моторных и авиационных топлив моторным методом». Руководство ASTM по оценке моторного, дизельного и авиационного топлива: 1973–74, Американское общество испытаний и материалов, 1973.

[5] MacAuley, JB «Достижения в использовании тетраэтилсвинца.Третий Всемирный нефтяной конгресс, Гаага, 1951 г.: Proceedings, E.J. Брилл, 1951, с. 157.

Октановое число

– обзор

7.6.3 Испытание на октановое число

В предыдущих разделах, посвященных процедурам нефтепереработки и производству бензина, большое внимание уделялось процедурам, позволяющим получать смесь с высоким октановым числом. Октановое число, также называемое октановым числом или октановым числом, является одним из важнейших показателей производительности бензина. Это мера сопротивления топлива детонации или преждевременному воспламенению.

Исторически так сложилось, что люди хотели более мощные двигатели, и существовало несколько способов получения дополнительной мощности от двигателя, но самые ранние попытки были направлены на создание более крупных 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 склонность к преждевременному воспламенению или «детонации», что негативно влияет на работу двигателя, а также может привести к серьезным повреждениям двигателя, таким как поломка коленчатого вала или клапанов [3]. ].Следовательно, антидетонационные свойства топлива приобретали все большее значение, поскольку нормой становились более мощные двигатели с повышенной степенью сжатия.

Для определения октанового числа топлива используются два различных теста, основанных на характеристиках. Моторное октановое число (MON) и октановое число по исследовательскому методу (RON) представляют, как бензин ведет себя в конкретных условиях испытаний. Эти характеристики затем сравниваются со смесями различных соотношений стандартных эталонных топлив.И двигатель, и исследовательский тест используют один и тот же стандартный тестовый механизм; однако рабочие параметры отличаются. Тест MON был разработан первым и представляет собой более строгий тест, направленный на моделирование условий вождения по шоссе, тогда как тест RON менее строг и пытается имитировать городские условия вождения [10]. В целом, MON современного бензина примерно на 8-10 пунктов ниже, чем его RON.

В большинстве стран октановое число, указанное на газовом насосе, соответствует RON, как показано на рис. 7-9.В Соединенных Штатах и ​​​​некоторых других странах октановое число, указанное на бензоколонке, не является ни RON, ни MON; это среднее арифметическое значений MON и RON, как показано на рис. 7-10. Это октановое число обычно называют октановым числом насоса (PON), дорожным октановым числом (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 бензоколонке, — это RON (обозначается как ROZ на ручке).

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

РИСУНОК 7-11. В США отображаемым октановым числом является PON, поэтому его значения ниже, чем в других странах (сравните с рис. 7-9).

Стандартными жидкостями, используемыми для определения октанового числа, являются н-гептан, обладающий очень низкой детонационной стойкостью, и поэтому ему присваивается значение 0, и изооктан (2,2,4-триметилпентан), обладающий отличной детонационной стойкостью, и поэтому ему присваивается значение 100.Затем антидетонационные характеристики испытуемого топлива сравнивают со смесями двух стандартов; если его производительность эквивалентна смеси, состоящей из 89% изооктана и 11% н-гептана, его октановое число будет равно 89. имеют октановое число больше 100. Для составов и смесей с октановым числом за пределами диапазона от 0 до 100 необходимы другие способы определения октанового числа.Это делается путем добавления тетраэтилсвинца (TEL) к чистому изооктану. Таким образом, был разработан расширенный диапазон стандартов октанового числа. Например, когда один миллилитр TEL добавляется к галлону изооктана, полученная смесь имеет стандартное октановое число 108,6; при добавлении 2 мл стандартное октановое число равно 112,8; при добавлении 6 мл полученная смесь имеет стандартное значение 120,3 [3]. Используя этот другой набор стандартов, можно определить октановые числа для топлива, имеющего значения значительно выше 100.

Октановые характеристики различных химических соединений могут широко варьироваться, 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. Разветвление имеет тенденцию к увеличению октанового числа, и чем обширнее разветвление, тем больше улучшение октанового числа.Октановое число олефина лучше, чем у соответствующего ему парафина, а внутренняя двойная связь приводит к большему увеличению, чем терминальная двойная связь. Ароматические соединения намного превосходят свои алифатические аналоги.

Ароматические соединения, как правило, имеют самые высокие октановые числа среди углеводородов, тогда как насыщенные углеводороды с прямой цепью являются одними из 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 разветвленности.Олефины и циклоалканы несколько лучше соответствующих им 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.

Получение свинца

Тетраэтилсвинец (TEL) многие годы 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 смогло существенно повысить октановое число топлива при добавлении очень небольшого объема. Однако это не было идеальным решением. При добавлении тетраэтилсвинца в топливо необходимо было также добавить 1,2-дибромэтан (C 2 H 4 Br 2 ), чтобы парообразный продукт PbBr 2 мог покинуть двигатель. не оставляя следов 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 все еще доступны для использования в специальных целях. Кроме того, в некоторых местах можно купить присадки TEL для добавления в бензобак вместе с обычным неэтилированным бензином. Это конкретное приложение используется с классическими и винтажными автомобилями, для которых благополучие двигателя требует использования этилированного бензина, поскольку свинец откладывается на седлах клапанов, чтобы защитить их от износа.Обратите внимание, что некоторые авиационные газы все еще могут содержать TEL, например, 100LL (100 с низким содержанием свинца, 100 — октановое число), однако его постепенно заменяют неэтилированным авиационным газом [13].

Программа Организации Объединенных Наций по окружающей среде (ЮНЕП) также пытается полностью отказаться от этилированного бензина, и по состоянию на 1 июня 2006 г. только три страны (Йемен, Афганистан и Северная Корея) используют исключительно этилированный бензин и около дюжины других стран. используют как этилированный, так и неэтилированный бензин [14]. Все остальные страны используют исключительно неэтилированный бензин.

Октановое число — EnggCyclopedia

Октановое число топлива является мерой его антидетонационных свойств при использовании в двигателях внутреннего сгорания с искровым зажиганием по сравнению с антидетонационными свойствами изооктана (2,2,4-триметилпентана).

Октановое число топлива измеряется в испытательном двигателе по сравнению со смесью изооктана и гептана. Если образец бензина имеет такое же антидетонационное качество, как и смесь, содержащая 95 % изооктана и 10 % гептана, то октановое число для этого образца определяется как 95.Более высокое октановое число топлива означает лучшую антидетонационную способность этого топлива. Некоторые углеводороды обладают более высокой антидетонационной способностью, чем изооктан. Следовательно, определение октанового числа расширено, чтобы разрешить октановые числа выше 100.

В зависимости от методов измерения определяются следующие типы октановых чисел:

Октановое число

по исследовательскому методу (RON) является наиболее часто используемым октановым числом и определяется путем сжигания топлива в испытательном двигателе в контролируемых условиях и с переменной степенью сжатия.Затем результаты сравнивают со смесями изооктана и гептана.

При испытании октанового числа двигателя

(MON) используется испытательный двигатель, аналогичный тому, который используется при испытании RON, но с предварительно подогретой топливной смесью, более высокой частотой вращения двигателя (900 об/мин вместо 600 об/мин, используемой для RON) и изменяемым углом опережения зажигания, чтобы еще больше увеличить нагрузку на двигатель. детонационная стойкость топлива. MON является лучшим показателем того, как на самом деле поведет себя топливо при более высокой нагрузке, чем обычно. В зависимости от состава топлива ОЧМ современного бензина будет примерно на 8-10 пунктов ниже ОЧИ, однако прямой связи между ОЧИ и ОЧИ нет.Обычно спецификации топлива требуют как минимального RON, так и минимального MON.

Иногда в некоторых местах указывается среднее значение RON и MON, известное как антидетонационный индекс (AKI). Это также известно как октановое число дорожного движения (RdON) или октановое число насоса (PON).

Октановые числа

некоторых чистых углеводородов приведены в следующей таблице. Обычно бензин представляет собой смесь сотен различных углеводородов.

Углеводороды Октановое число по исследовательскому методу (RON) Октановое число по исследовательскому методу (MON)
Парафины
Пентан 61.7 61,9
Гексан 24,8 26,0
Гептан 0,0 0,0
Октан -19,0 ​​ -15,0
Нонан -17,0 -20,0
Парафины
Изопентан 92,3 90,3
Изогептан 42.4 46,6
2-метилгептан (изооктан) 21,7 23,8
2-метилгептан (изооктан) 26,8 35,0
2,4-диметилгексан (изооктан) 65,2 69,9
2,2,4-триметилпентан (изооктан) 100,0 100,0
Олефины
1-пентен 90.0 77,1
1-октен 28,7 34,7
3-октен 72,5 68,1
4-метил-1-пентен 95,7 80,9
Ароматические соединения
Бензол 114,8
Толуол 120,1 103,5
о-ксилол 120.0 103,0
м-ксилол 145,0 124,0
п-ксилол 146,0 127,0
Этилбензол 107,4 97,9

Также см. цетановое число, которое представляет качество самовоспламенения топлива в дизельном двигателе.

Октановое число

— wikidoc

Обзор

Октановое число является мерой устойчивости к самовоспламенению бензина и других видов топлива, используемых в двигателях внутреннего сгорания с искровым зажиганием.Это мера защиты от детонации бензина или топлива.

Октановое число – это число, указывающее процентное содержание изооктана по объему в смеси изооктана и нормального гептана, которое будет иметь такую ​​же антидетонационную способность, как и рассматриваемое топливо. Например, бензин с такими же детонационными характеристиками, как у смеси 90 % изооктана и 10 % гептана, будет иметь октановое число 90. [1]

Определение октанового числа

Октановое число топлива для двигателей с искровым зажиганием представляет собой детонационные характеристики (антидетонационные характеристики) по сравнению со смесью изооктана (2,2,4-триметилпентана, изомера октана) и н-гептана.По определению, изооктану присваивается октановое число 100, а гептану — нулевое октановое число. Бензин с октановым числом 87, например, обладает той же антидетонационной стойкостью, что и смесь 87% (по объему) изооктана и 13% (по объему) н-гептана. Однако это не означает, что бензин действительно содержит эти углеводороды в этих пропорциях. Это просто означает, что она имеет такое же сопротивление самовоспламенению, как и описанная смесь.

Высокая склонность к самовоспламенению или низкое октановое число нежелательны для двигателей с искровым зажиганием, но желательны для дизельных двигателей.Эталоном качества сгорания дизельного топлива является цетановое число. Дизельное топливо с высоким цетановым числом имеет высокую склонность к самовоспламенению, что является предпочтительным.

Следует отметить, что октановое число не связано ни с содержанием энергии в топливе (см. теплотворную способность), ни со скоростью, с которой пламя, инициированное свечой зажигания, распространяется по цилиндру. Это всего лишь мера устойчивости топлива к самовоспламенению. Именно по этой причине одна сильно разветвленная форма или изомер октана (2,2,4-триметилпентан) имеет (по определению) октановое число 100, тогда как н-октан (см. Октан), который имеет линейное расположение из 8 атомов углерода имеет октановое число -10, несмотря на то, что оба топлива имеют одинаковую химическую формулу и практически идентичные теплотворную способность и скорость пламени.

Методы измерения

Наиболее распространенным типом октанового числа во всем мире является октановое число по исследовательскому методу ( RON ). RON определяется путем запуска топлива в испытательном двигателе с переменной степенью сжатия в контролируемых условиях и сравнения этих результатов с результатами для смесей изооктана и н-гептана.

Существует еще один тип октанового числа, называемый октановым числом Motor Octane Number ( MON ) или октановым числом обедненной смеси для авиации, которое является лучшим показателем того, как топливо ведет себя под нагрузкой.При испытании MON используется тестовый двигатель, аналогичный тому, который использовался при испытании RON, но с предварительно подогретой топливной смесью, более высокой частотой вращения двигателя и регулируемым углом опережения зажигания, чтобы еще больше повысить детонационную стойкость топлива. В зависимости от состава топлива RON современного бензина будет примерно на 8-10 пунктов ниже RON. Обычно спецификации топлива требуют как минимального RON, так и минимального MON.

В большинстве стран (включая всю Европу и Австралию) октановое число, отображаемое на заправке, соответствует октановому числу, но в США, Канаде и некоторых других странах октановое число является средним значением октанового числа и MON, иногда называемый Антидетонационный индекс ( AKI ), Октановое число дорожного движения ( RdON ), Октановое число насоса ( PON ) или (R+M1)/2 .Из-за отмеченной выше разницы в 8–10 пунктов это означает, что октановое число в Соединенных Штатах будет примерно на 4–5 пунктов ниже, чем у того же топлива в других странах: топливо с октановым числом 87, «обычный» бензин в США и Канаде, будет быть 91-92 в Европе. Однако большинство европейских помп выдает 95 (RON) как «обычный», что эквивалентно 90-91 US (R+M)/2, и даже выдает 98 (RON) или 100 (RON).

Октановое число также может быть «торговым наименованием», при этом фактическое значение выше номинального значения.

RON может превышать 100, так как изооктан не является самым детонационным доступным веществом. Гоночное топливо, чистый этанол, AvGas и сжиженный нефтяной газ (СНГ) обычно имеют октановое число 110 или значительно выше — октановое число этанола составляет 129 (MON 102, AKI 116), ссылка[1]. Типичные присадки для повышения октанового числа включают тетраэтилсвинец, МТБЭ и толуол. Тетраэтилсвинец легко разлагается на составляющие его радикалы, которые вступают в реакцию с радикалами топлива и кислорода, которые могут начать горение, тем самым задерживая воспламенение.Вот почему этилированный бензин имеет более высокое октановое число, чем неэтилированный.

Примеры октанового числа

Октановые числа н-гептана и изооктана равны соответственно 0 и 100 по определению. Для некоторых других углеводородов в следующей таблице [2] [3] приведены рейтинги AKI.

*Водород представляет собой парадокс. В качестве топлива он имеет низкую детонационную стойкость [2] [3] из-за низкой энергии воспламенения (в первую очередь из-за низкой энергии диссоциации) и чрезвычайно высокой скорости пламени.Однако в качестве второстепенного компонента смеси (например, в двухтопливном транспортном средстве) водород повышает общую стойкость к детонации. Скорость пламени ограничена остальными видами компонентов; водород может уменьшить детонацию, способствуя его высокой теплопроводности. Эти характеристики очень желательны для ракетных двигателей, но нежелательны для двигателей с циклом Отто.

Влияние октанового числа

Шаблон:Рефимпровект Более высокие октановые числа коррелируют с более высокими энергиями активации. Энергия активации – это количество энергии, необходимое для начала химической реакции.Поскольку топливо с более высоким октановым числом имеет более высокую энергию активации, маловероятно, что данное сжатие вызовет детонацию. (Обратите внимание, что важно абсолютное давление (сжатие) в камере сгорания, а не степень сжатия. Степень сжатия определяет только максимальное сжатие, которое может быть достигнуто).

Октановое число не оказывает прямого влияния на дефлаграцию (сгорание) воздушно-топливной смеси в камере сгорания. Другие свойства бензина и конструкции двигателя определяют способ возникновения дефлаграции.Другими словами, скорость пламени нормально воспламеняемой смеси не связана напрямую с октановым числом. Дефлаграция — это тип горения, который представляет собой нормальное горение. Детонация — это другой тип сгорания, и его следует избегать в бензиновых двигателях с искровым зажиганием. Октановое число является мерой стойкости к детонации, а не характеристики дефлаграции.

Может показаться странным, что топливо с более высоким октановым числом взрывается медленнее и поэтому более мощное. Одним из простых объяснений этого эффекта является то, что различные виды топлива могут выделять разное количество тепла (следовательно, энергии) при разных уровнях сжатия.По мере увеличения степени сжатия для многих видов топлива увеличивается и теплота (энергия) на единицу измерения топлива. Топливо, сжигаемое при нормальном давлении на уровне моря, производит меньше энергии, чем топливо, сжигаемое в момент предварительного воспламенения. Наилучшее энергетическое давление (степень сжатия) топлива находится в точке, где двигатель «гудит». Каждое топливо со своей собственной устойчивостью к преждевременному воспламенению требует своей идеальной степени сжатия. Однако это не всегда то, что требуется для уровней выбросов. Двигатель должен быть сконструирован для работы в пределах степени сжатия топлива и уровней выбросов.

Другое простое объяснение заключается в том, что связи углерод-углерод содержат больше энергии, чем связи углерод-водород. Следовательно, топливо с большим количеством углеродных связей будет нести больше энергии независимо от октанового числа. Моторное топливо премиум-класса часто изготавливается с более высоким октановым числом и большей энергией. Примером, противоречащим этому правилу, является то, что топливо на основе смеси этанола имеет более высокое октановое число, но имеет более низкое содержание энергии по объему (на литр или на галлон). Это связано с тем, что этанол является частично окисленным углеводородом, что можно увидеть, отметив присутствие кислорода в химической формуле: C 2 H 5 OH.Обратите внимание на замену гидроксильной группы OH на водород H, который превращает газ этан (C 2 H 6 ) в этанол. В определенной степени топливо с более высоким содержанием углерода будет более плотным, чем топливо с более низким содержанием углерода. Таким образом, можно создавать высокооктановые топлива, которые содержат меньше энергии на литр, чем низкооктановые топлива. Это, безусловно, относится к топливам на основе смеси этанола (газохол), однако также возможно использование топлива без этанола и даже без кислорода.

Спиртовые топлива, такие как метанол и этанол, являются частично окисленными видами топлива и должны работать на гораздо более богатых смесях, чем бензин.Как следствие, общий объем топлива, сжигаемого за цикл, уравновешивает меньшую энергию на единицу объема, а чистая энергия, выделяемая за цикл, выше. Если бензин работает на его предпочтительной максимальной мощности воздушно-топливной смеси 12,5: 1, он выделит примерно 20 МДж (около 19 000 БТЕ) энергии, тогда как этанол, работающий на своей предпочтительной максимальной мощности смеси 6,5: 1, выделит примерно 25,7 МДж. (24 400 БТЕ), а метанол при AFR 4,5: 1 высвобождает около 29,1 МДж (27 650 БТЕ). [ citation required ] Чтобы учесть эти различия, иногда используется мера, называемая удельной энергией топлива.Он определяется как энергия, выделяемая на соотношение воздух/топливо.

Использование топлива с более высоким октановым числом позволяет двигателю работать с более высокой степенью сжатия без проблем с детонацией. Фактическое сжатие в камере сгорания определяется степенью сжатия, а также степенью ограничения воздуха во впускном коллекторе (вакуум во впускном коллекторе), а также барометрическим давлением, которое зависит от высоты над уровнем моря и погодных условий.

Компрессия напрямую связана с мощностью (см. настройку двигателя), поэтому двигатели, которым требуется более высокое октановое число, обычно обеспечивают большую мощность.Мощность двигателя зависит от топлива, а также от конструкции двигателя и связана с октановым числом топлива. Мощность ограничена максимальным количеством топливно-воздушной смеси, которое может быть нагнетено в камеру сгорания. При частичной нагрузке вырабатывается лишь небольшая часть общей доступной мощности, поскольку коллектор работает при давлении намного ниже атмосферного. В этом случае требуемое октановое число намного ниже доступного. Только когда дроссельная заслонка полностью открыта и давление во впускном коллекторе увеличивается до атмосферного (или выше в случае двигателей с наддувом или турбонаддувом), достигается полное октановое число.

Многие высокопроизводительные двигатели предназначены для работы с высокой максимальной степенью сжатия и, следовательно, нуждаются в высококачественном (высокоэнергетическом) топливе, обычно связанном с высоким октановым числом, и поэтому требуют высокооктанового бензина премиум-класса. Этанол с октановым числом 116 мог бы быть топливом с высокими эксплуатационными характеристиками, если бы двигатели были спроектированы со степенью сжатия 14: 1, что, возможно, улучшило бы пробег, чтобы конкурировать с бензином. Двигатель Offenhauser имел передаточное число 15: 1 и сжигал метанол. Выходная мощность двигателя зависит от содержания энергии в его топливе, и это не имеет простой связи с октановым числом.Общее понимание, которое может применяться среди потребителей бензина только в ограниченных обстоятельствах, заключается в том, что добавление топлива с более высоким октановым числом в двигатель транспортного средства повысит его производительность и / или снизит расход топлива; это может быть ложным в большинстве условий — в то время как двигатели работают лучше всего при использовании топлива с октановым числом, для которого они были разработаны, и любое увеличение производительности при использовании топлива с другим октановым числом минимально или даже мнимо, если нет горячих точек углерода, засорение топливных форсунок или другие условия, которые могут привести к обедненной ситуации, которая может вызвать детонацию, которая чаще встречается в автомобилях с большим пробегом, что может привести к тому, что современные автомобили запаздывают, что приводит к потере как реакции, так и экономии топлива.Это также не относится к автомобилям с турбонаддувом, которым может быть разрешено большее опережение при определенных обстоятельствах из-за внешних температур.

Использование высокооктанового топлива для двигателя имеет значение, когда двигатель развивает максимальную мощность или при высокой нагрузке, например, при подъеме на большой холм или при перевозке избыточного веса. Это произойдет, когда во впускном коллекторе нет ограничений по воздуху и он работает при минимальном вакууме. В зависимости от конструкции двигателя это конкретное обстоятельство может быть где угодно в диапазоне оборотов, но обычно его легко определить, если вы можете изучить распечатку выходной мощности (значения крутящего момента) двигателя.Например, на типичном высокооборотном двигателе мотоцикла максимальная мощность возникает в точке, где движения впускного и выпускного клапанов синхронизированы таким образом, чтобы максимизировать компрессионную нагрузку цилиндра; хотя поршень уже поднимается в момент закрытия впускного клапана, поступательная скорость заряда, поступающего в цилиндр, достаточно высока, чтобы продолжать подавать топливовоздушную смесь.

В этом случае, если используется топливо с октановым числом ниже рекомендуемого, двигатель будет детонировать.Современные двигатели имеют антидетонационные средства, встроенные в системы управления, и это обычно достигается за счет динамической расстройки двигателя под нагрузкой за счет увеличения подачи топливно-воздушной смеси и замедления искры. Вот ссылка на официальный документ, в котором приводится пример: [4]. В этом примере максимальная мощность двигателя снижается примерно на 4% при переключении топлива с октанового числа 93 на 91 (11 л.с., с 291 до 280 л.с.). Если двигатель работает ниже максимальной нагрузки, разница в октановом числе будет иметь еще меньшее значение.В приведенном примере не указано, на какой высоте проводится испытание или каково барометрическое давление. На каждые 1000 футов высоты атмосферное давление падает чуть менее чем на 11 кПа/км (1 дюйм ртутного столба). Двигатель, которому может потребоваться октановое число 93 на уровне моря, может максимально работать на топливе с октановым числом 91, если высота превышает, скажем, 1000 футов. См. также статью APC.

Октановое число было разработано химиком Расселом Маркером из Ethyl Corporation в 1926 году.Выбор н -гептана в качестве нулевой точки шкалы был обусловлен наличием очень высокой чистоты н -гептана, не смешанного с другими изомерами гептана или октана, дистиллированного из смолы сосны Джеффри. Другие источники гептана, получаемого из сырой нефти, содержат смесь различных изомеров с сильно различающимися характеристиками, что не дает точной нулевой точки.

Региональные варианты

Октановое число

может сильно различаться в зависимости от региона.Например, минимальное октановое число, доступное на большей части территории США, составляет 87 AKI, а самое высокое — 93. Однако это не означает, что бензин другой.

В штатах Скалистых гор (большая высота) октановое число 85 является минимальным октановым числом, а 91 — максимальным октановым числом, доступным в топливе. Причина этого в том, что в высокогорных районах типичный двигатель внутреннего сгорания потребляет меньше воздуха за цикл из-за пониженной плотности атмосферы. Это напрямую приводит к снижению абсолютной компрессии в цилиндре, что предотвращает детонацию.Автомобиль с карбюратором, который обычно потребляет топливо 87 AKI на уровне моря, безопасно заправлять топливом 85 AKI в горах, но на уровне моря топливо может повредить двигатель. Недостатком этой стратегии является то, что большинство автомобилей с турбонаддувом не могут развивать полную мощность даже при использовании «премиального» топлива 91 AKI. В некоторых штатах восточного побережья доступно до 94 ОПП [5]. В некоторых частях Среднего Запада (преимущественно в Миннесоте, Иллинойсе и Миссури) доступно топливо Е-85 на основе этанола с индексом AKI 105 [6].

Заправочные станции в Калифорнии будут предлагать топливо с октановым числом 87, 89 и 91, а на некоторых станциях — октановое число 100 или выше, которое продается как гоночное топливо. До 2003 или 2004 года вместо 91 предлагалось октановое число 92.

Как правило, октановое число в Европе выше, чем в Северной Америке и большинстве других частей мира. Это особенно верно при сравнении самого низкого уровня октанового числа в каждой стране. Во многих частях Европы 95 RON (90-91 AKI) является минимальным доступным стандартом, а 97/98 является более высокой спецификацией (называется Super Unleaded ).В Германии крупные поставщики, такие как Shell или Aral, предлагают бензин с октановым числом 100 (Shell V-Power, Aral Ultimate) почти на каждой заправке. В Австралии «обычное» неэтилированное топливо имеет октановое число 91, широко доступно «премиальное» неэтилированное топливо с октановым числом 95, а топливо с октановым числом 98 также достаточно распространено. Shell продает бензин с октановым числом 100 на небольшом количестве заправочных станций, большинство из которых расположены в столицах. В Малайзии «обычное» неэтилированное топливо имеет октановое число 92, а топливо «премиум» имеет октановое число 97. В других странах «обычный» неэтилированный бензин, если он доступен, иногда имеет октановое число 85 (все еще с более обычным топливом — 95 — и премиум-классом около 98).В России и странах СНГ 80 RON (76 AKI) является минимально доступным и стандартным.

Следует отметить, что этот более высокий рейтинг, наблюдаемый в Европе, является артефактом другой базовой процедуры измерения. В большинстве стран (включая всю Европу и Австралию) «заголовок» октанового числа, который будет отображаться на насосе, составляет RON , но в Соединенных Штатах, Канаде и некоторых других странах заголовок представляет собой среднее значение RON. и MON , иногда называемый антидетонационным индексом (AKI), октановым числом дорожного движения (RdON), октановым числом насоса (PON) или (R+M)/2.Из-за отмеченной выше разницы в 8–10 пунктов это означает, что октановое число в Соединенных Штатах будет примерно на 4–5 пунктов ниже, чем у того же топлива в других странах: топливо с октановым числом 87, «обычный» бензин в США и Канаде, будет быть 91-92 в Европе. Однако большинство европейских насосов поставляют 95 (RON) как «обычный», что эквивалентно 90-91 US (R + M) / 2, и поставляют 98 (RON), 99 или 100 (RON), обозначенные как Super Unleaded .

В Соединенном Королевстве нефтяная компания BP в настоящее время тестирует публичную продажу бензина со сверхвысоким октановым числом BP Ultimate Unleaded 102 , который, как следует из названия, имеет октановое число RON 102.Хотя BP Ultimate Unleaded (с октановым числом 97 RON) и BP Ultimate Diesel широко доступны по всей Великобритании, BP Ultimate Unleaded 102 (по состоянию на октябрь 2007 г.) доступен по всей Великобритании только на 10 заправочных станциях.

Ссылки

См. также

Внешние ссылки

Октановое число некоторых углеводородов

  1. Нефть и уголь
  2. Переработка и испытания бензина

Общая информация

  1. Часто задаваемые вопросы по бензину
  2. Как работает Octane на HowStuffWorks.com

Ху, Кенни К. Понимание Октана и связанных с ним компонентов. Йеллоунайф: Смитсоновская пресса, 2006.

ar:رقم أوكتان ca: Índex d’octà cs: Октановое число да: Октантал де: Октанзаль эль: Αριθμός οκτανίου fa:عدد اکتان ч: Октански брой идентификатор: Октан это: Число Оттано lv: Октанскайтлис hu: Октансам мс: Пенарафан Октана сущ.: восьмиугольный нет: Октанталь ск: Октанове число fi: Октаанилуку sv: Октантал Шаблон: WH Шаблон:WS

октановое число | Infoplease

октановое число, показатель качества, представляющий стойкость бензина к преждевременной детонации при воздействии тепла и давления в камере сгорания двигателя внутреннего сгорания.Такая детонация приводит к расточительному расходу энергии топлива и потенциальному повреждению двигателя; На преждевременную детонацию указывают стук или звон, возникающие при работе двигателя. Если двигатель, работающий на определенном бензине, издает такие шумы, их можно уменьшить или устранить, используя бензин с более высоким октановым числом. Октановое число образца топлива определяется путем сжигания бензина в двигателе в контролируемых условиях, например, момента зажигания, сжатия, частоты вращения двигателя и нагрузки, до тех пор, пока не возникнет стандартный уровень детонации.Затем двигатель работает на топливе, состоящем из очень стойкого к детонации изооктана и очень легко детонирующего гептана. Когда обнаруживается смесь, которая повторяет интенсивность детонации испытуемого образца, процент изооктана по объему в смешанном образце принимается за октановое число топлива. Октановые числа выше 100 определяются путем измерения количества тетраэтилсвинца, которое необходимо добавить к чистому изооктану, чтобы воспроизвести детонацию образца топлива.В настоящее время в США используются три системы октанового числа. Два из них, октановое число по исследовательскому методу и октановое число двигателя, определяются путем сжигания бензина в двигателе при различных, но определенных условиях. Обычно моторное октановое число ниже исследовательского октанового числа. Третий октановый индекс, который требуется федеральным законодательством для коммерческих бензиновых насосов, представляет собой среднее значение октанового числа по исследовательскому методу и октанового числа двигателя. В соответствии с этой системой бензин обычного качества имеет октановое число около 87, а бензин высшего сорта около 93.Большинство автомобилей американского производства, выпущенных в 1971 модельном году или позднее, могут использовать обычный бензин. Для предотвращения детонации во многих автомобилях, выпущенных до 1971 года, и в некоторых новых автомобилях с высокопроизводительными двигателями необходимо использовать бензин высшего сорта.

Электронная энциклопедия Колумбии, 6-е изд. Авторское право © 2012, издательство Колумбийского университета. Все права защищены.

См. другие статьи энциклопедии по: Органическая химия

Что такое октановое число и что оно означает?

Вы подъезжаете к заправке, и вам предлагается несколько вариантов, и мы не говорим здесь о различных типах топлива.Речь, конечно же, об октановом числе.

Это большие цифры на заправочной станции, и вы знаете, что если вы нажмете большую цифру, вы потратите больше денег. Почему так и что все это значит? Джейсон Фенске из Engineering Explained здесь, чтобы рассказать нам об октановых числах и их дизельном родственнике, цетановом числе.

Октановое число — это шкала, показывающая детонационную стойкость данного количества топлива. Детонационная стойкость относится к степени сжатия, которую может выдержать топливо, прежде чем оно воспламенится.Чем выше допустимая степень сжатия, тем выше детонационная стойкость и тем выше октановое число. Первоначально шкала октанового числа была создана на метрике 0-100. Сегодня на различных гоночных топливах можно найти октановое число выше 100.

Цетановое число

— показатель, применяемый к дизельному топливу. Здесь мы смотрим не на детонационную стойкость, а на задержку воспламенения топлива. Это похоже на ударопрочность, но измеряется другим способом. Вы можете найти цетановое число, вычислив время, необходимое дизельному топливу для воспламенения после того, как оно попадет в камеру сгорания.Длительная задержка приводит к более низкому цетановому числу, а более короткая задержка обеспечивает более быстрое сгорание и более высокое цетановое число.

Эти номера полезны владельцам легковых и грузовых автомобилей, поскольку они позволяют выбрать топливо, подходящее для вашего двигателя. Средний современный бензиновый автомобиль имеет компьютер и воздушно-топливную систему, которые позволяют ему оптимизировать работу двигателя независимо от того, какое октановое число топлива заливается в бак. Это, конечно, меняется, если вы имеете дело с более сложным двигателем, например, с двигателями с принудительной индукцией или с двигателями с более высокой степенью сжатия.

Для владельцев дизельных двигателей более высокое цетановое число приводит к большей производительности во всем диапазоне оборотов, большему крутящему моменту и более полному сжиганию топлива. Это, в свою очередь, приводит к снижению выбросов углеводородов.

Fesnke, как обычно, проделал большую работу по анализу всех научных данных, лежащих в основе этих рейтингов топлива. Это хорошая информация, которую нужно знать прямо сейчас, так как в настоящее время предпринимаются усилия по лоббированию повышения нашего минимального октанового числа.

Бензин

Какое октановое число?

Требования к октановому числу топлива для бензиновых двигателей зависят от степень сжатия двигателя.Степень сжатия двигателя относительный объем цилиндра от самого нижнего положения хода поршня до самого верхнего положения поршня Инсульт. Чем выше степень сжатия двигателя, тем больше количество теплоты, выделяющееся в цилиндре при сжатии Инсульт.

Если октановое число топлива слишком низкое для данной степени сжатия, топливо преждевременно и самопроизвольно воспламеняется слишком рано и топливный заряд ВЗРЫВАЕТСЯ, а не ГОРИТ, что приводит к неполному горение.Чистый эффект — потеря мощности, возможный двигатель повреждения и слышимый «стук» или «пинг», называют детонацией.

 Октановое число бензина является мерой его устойчивость к ударам. Октановое число определяется путем сравнения характеристика бензина к изооктану (2,2,4-триметилпентану) и гептан.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.