Ecoparcovka.ru

ЭкоПарковка СТО
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Влияние октанового числа бензина на работу двигателя

Октановое число

Окта́новое число́ — показатель, который характеризует детонационную стойкость топлива, применяемого в двигателях внутреннего сгорания с внешним смесеобразованием (обычно бензина, не используется при характеристике дизельного топлива и авиационного керосина [1] ). Бензин с более высоким октановым числом может выдержать более высокую степень сжатия в цилиндрах двигателя без досрочного самовоспламенения (стука в двигателе, «детонации») и потому может применяться в двигателях с бо́льшей удельной мощностью и коэффициентом полезного действия [2] .

Если коротко, любые бензины, поступая в камеру сгорания двигателя, способны сжиматься такого предела, чтобы начался процесс управляемого самовоспламенения – так работает свечное зажигание. Но до каких именно пределов могут сжиматься бензины, чтобы не сработало самопроизвольное воспламенение и последующая опасная детонация? Именно способность бензина сопротивляться нежелательной детонации и измеряется октановым числом. Параметр является важной составляющей безопасности для работы моторов, поскольку любая неконтролируемая, возникающая произвольно детонация является причиной оплавления, разрушения узлов мотора.

Название такого показателя антидетонационной устойчивости бензинов возникло, конечно же, не просто так, в расчёте участвуют такие химические соединения, как n-гептан и изооктан. Вещества обладают противоположными характеристиками относительно устойчивости к детонации, а их соотношение в итоге и показывает что такое октановое число.

Как закладывается октановое число бензина при производстве?

Нужный показатель детонационной устойчивости топлива достигается при производстве путем смещения баланса между составляющими бензина в ту или иную сторону. Основными составляющими бензина являются изооктан и н-гептан, остальные компоненты не оказывают существенного влияния на показатель.

Изооктан представляет собой практически не взрывоопасное соединение. Он не реагирует на повышение давления и температуры до некоторого предела. Стойкость этого соединения принята за 100 ед.

Н-гептан представляет собой полную противоположность изооктана. Этот компонент топлива практически не обладает стойкостью к повышению давления и температуры. Это соединение способно самодетонировать, по этой причине его стойкость принята за 0 ед.

Смесь основных компонентов в разных соотношениях позволяет регулировать показатель, получая топливо со значениями 80, 92, 95, 98.

Существует топливо с показателем более 100 ед., для его получения к чистому изооктану добавляются разные присадки.

Октановое число: что это такое и его как определить

Октановое число – это одна из основных характеристик топлива, помогающая определить склонность топлива к воспламенению. Вместе с химической стабильностью, фракционным составом и содержанием примесей данный показатель сигнализирует о качестве горючего вещества.

  1. Что такое октановое число
  2. От чего зависит октановое число
  3. Как измерить октановое число
  4. Детонационная стойкость
  5. Октановое число для нефтепродуктов и газопродуктов
  6. Повышение и понижение октанового числа
  7. Как повысить октановое число
  8. Как понизить октановое число

Что такое октановое число

Октановое число – это показатель, который обозначает степень стойкости топлива к возгоранию под напором сжатия. От присвоенного топливу ОЧ зависят его качество и стоимость. Данный показатель встречался всем водителям, хоть раз заправлявшим машину на автозаправке. Современная классификация бензинов основывается на присваиваемом им октановом числе:

НазваниеОктановый показатель
НормальАИ-80
РегулярАИ-92
ПремиумАИ-95
СуперАИ-95+
ЭкстраАИ-98
ЭКТОАИ-100

92, 95, 98 и т.д. – это процентное соотношение содержания изооктана по отношению к к гептану. К примеру, в топливе Нормаль на изооктан приходится 80% от общего состава. А в топливе ЭКТО – все 100%. Чем выше содержание изомеров октана, тем выше устойчивость топлива к воспламенению.

У каждого ОЧ есть своя мера сжатия (соотношение объема цилиндра к объему камеры сгорания). Степень сжатия и октановое число – взаимосвязанные показатели. Чем выше ОЧ, тем выше степень сжатия. Ее повышение улучшает две характеристики топлива: уровень мощности и расходование топлива.

От чего зависит октановое число

Топливо – это многокомпонентный состав, получаемый путем фракцирования сырой нефти. В необработанном виде бензин отличается низкой детонацией (максимальное значение – 60 единиц). Низкое детонационное число приводит понижает и качество топлива. Низкооктановый бензин приводит к обильному черному выхлопу из трубы и резким звукам, доносящимся из двигателя.

Это значит, что бензин в цилиндрах детонирует (или сгорает) со скоростью от 2 000 м/с, вместо положенных 15–60 м/с. Детонационная волна неоднократно отражается от стенок цилиндра, что приводит к понижению мощности двигателя и его ускоренному износу. Чтобы, предотвратить этот процесс используют антидетонаторы: тетраэтилсвинец или спиртовые составы.

А также на октановом числе топлива сказываются углеводороды с циклическим и разветвленным строением. Чем больше углеводородов, тем выше качество бензина. Для увеличения этого показателя прибегают к специальным операциям: риформингу и крекингу.

Как измерить октановое число

Расчет показателя проводится в лабораторных условиях на основании двух критериев:

  • исследовательского ОП (аналогичен работе двигателя в городе);
  • моторного ОП (аналогичен работе двигателя загородом).

Значения этих показателей не совпадают, поскольку получаются на основании разных систем измерений. У основных марок бензина Аи-92, Аи-95 и Аи-98 значения, получаемые исследовательским методом всегда меньше значений, получаемых моторным. Разница между этими двумя методами имеет свое название – чувствительность топлива.

При проведении исследований применяют одноцилиндровые моторы, работающие с разной мощностью. Смысл проведения экспериментов состоит в сравнении образцов со смесью-эталоном. «Выигрывает» тот образец, чьи показатели наиболее приближены к нормативам. Для самостоятельного изменения октанового числа берутся экспресс-тесты, автоматически сравнивающие полученные данные с эталонной базой.

Наиболее близким к реальности считаются две меры:

  • фактическое ОЧ;
  • дорожное ОЧ.

Дорожный показатель высчитывается у движущегося автомобиля. Для расчета фактического используется агрегат, который устанавливается в процессе стендовых испытаний.

В процессе измерения ОЧ всегда присутствуют погрешности. В лабораторных условиях исследователи ориентируются на эталонный образец. В разных центрах эталоны разные, что сказывается на конечном результате. В качестве установок для измерения октанового числа используются отечественные и зарубежные приборы:

  • Октан-ИМ;
  • Октанометр ПЭ-7300М;
  • Shatox SX-100M и другие.
Читать еще:  Антифриз попадает в камеру сгорания двигателя причины

Детонационная стойкость

Детонационная стойкость – это способность топлива противостоять возгоранию при максимальном сжатии в камере сгорания цилиндра. У бензинового и дизельного горючего устойчивость к детонации определяется разными параметрами:

  • Бензин – качество состава основывается на прямой пропорциональности: чем выше ОП, тем лучше топливо. Низкооктановое горючее перегревает двигатель и постепенно разрушает его.
  • Дизель – качество состава основывается на обратной пропорциональности: чем ниже ОП, тем хуже топливо. Быстрое воспламенение позволяет горячей смеси гореть более плавно, приводя к стабильной работе двигателя.

Если с вопросом о том, что такое октановое число бензина, все понятно, то характеристики дизеля остаются загадочными. Чтобы лучше понять работу этого горючего вещества, необходимо ввести новый термин.

При работе с дизелем применяется понятие «цетановое число». Данный показатель выделяет склонность топлива к воспламенению, основанную на продолжительности задержки горения рабочей смеси. С повышением цетанового показателя уменьшается задержка, что приводит к плавному и спокойному горению дизеля.

Под нормальным ОЧ понимается горение, при котором от свечи фронт пламени в цилиндре распространяется в разные стороны на скорости от 20 до 50 м/с. Характер горения топлива зависит от двух факторов:

  • химическая формула бензина – пропорции углеводородных групп;
  • фракционный состав – степень испаряемости.

На устойчивость топлива к воспламенению влияют два вещества:

  • n-гептан – неустойчив к возгоранию;
  • изооктан – устойчив к возгоранию.

Пропорции этих соединений в топливе определяют его качество и способность противостоять повышенному давлению. В хорошем бензине содержится много изооктана, в то время как присутствие n-гептан минимально.

Октановое число для нефтепродуктов и газопродуктов

Таблица 1. ОЧ для бензина

БензинОЧ исследовательскоеОЧ моторное
А72отсутствует72
А76отсутствует76
АИ808076
АИ919182.5
АИ929283
АИ939385
АИ959585
АИ969685
АИ989887

Повышение и понижение октанового числа

Представление о том, что высокое октановое число всегда лучше низкого неверно. Каждый вид топлива предусматривает свой оптимальный уровень октана. Для изменения ОЧ производители используют два метода: пересмотр технологии изготовки топлива и добавление новых компонентов.

Как повысить октановое число

Увеличение детонационной устойчивости происходит следующим образом:

  • Меняется технологический процесс: в состав добавляют катализаторы на основе рения. Этот этап увеличивает количество разветвленных элементов, увеличивая ОЧ.
  • Меняется состав: к изначальной форме топлива добавляют детонаторы, среди которых:
    • Метилтретбутиловый эфир: низкотоксичный компонент. Если долить в горючее МТБЭ в объеме 10-15%, октановое число возрастет на 6-12 пунктов. Главный минус вещества – испарение из бензина в жарких условиях.
    • Спиртовые компоненты (метиловый и этиловый спирт): если в бензин АИ-92 добавить 10% этиловый спирт, ОЧ возрастает до 95 единиц, а выхлопные газы станут менее токсичны. Из минусов спирта – скачки давления насыщенных паров, образующие паровые пробки;
    • Тетраэтилсвинец: вещество повышает ОЧ бензина на 17 пунктов. Не применяется в чистом виде, поскольку образует высокотоксичный оксид свинца. Чтобы снизить нагрузку на мотор в ТЭС добавляют дибромпропанол, бормистый этил или диромеэтан.

Скорректировать показатели топлива можно и в домашних условиях. Перед тем как повысить октановое число бензина, вам понадобятся специальные средства, которые продаются в специализированных магазинах.

Таблица 2. Средства для повышения ОЧ

НаименованиеПовышение ОЧ
Lavr Next Octane Plus6 ед.
Astrohim Октан Плюс3-5 ед.
Octane Plus2-2,5 ед.
Liqui Moly Octane Plus2-5,5 ед.

При изменении изначальной формулы бензина следует учитывать, что используемое вещество меняет не только степень сопротивляемости воспламенению. Изменяются и другие характеристики топлива, влияющие на работу двигателя внутреннего сгорания.

Как понизить октановое число

Производство низкооктанового топлива сегодня мало распространено. Однако техника, потребляющая такие составы, осталась. Для понижения ОЧ прибегают к следующим методам:

  • Подливают керосин: при добавлении вещества необходимо сохранить правильные пропорции, иначе топливо можно испортить.
  • Снижают естественными способами: снижение происходит за счет присадок* с испаряющимися веществами. Если открыть емкость с горючим, ОЧ будет снижаться со скоростью 0,5 единиц в сутки.

Присадки – это препараты, добавляемые в состав топлива для улучшения его характеристик. Формула присадки решает три задачи: повышает износостойкость, улучшает горение и увеличивает период службы горючего. В составе таких препаратов присутствует металлоорганика, которая понижает ОЧ.

Как подобрать оптимальное топливо для своего авто

Автомобилисту не приходится самостоятельно выбирать бензин для своей машины. Компании, выпускающие автомобили, указывают в рекомендациях к каждой модели топливо с точным ОЧ. Такой ход совершается, чтобы пользователи не задавались вопросом: октановое число бензина: что это такое и как его подобрать.

ОЧ определяют на основании технических показателей еще на стадии производства транспорта. Все, что нужно от владельца машины – следовать указаниям. Если же водитель подбирает топливо, которое не подходит его автомобилю, он может столкнуться с двумя проблемами:

  • ОЧ ниже рекомендованного: увеличивается расход бензина, снижается мощность двигателя, сбоят системы зажигания и охлаждения.
  • ОЧ выше рекомендованного: бензин сгорает не полностью, что также приводит к износу двигателя, увеличиваются расходы на топливо.

Знания о том, как вычисляется октановый показатель и от каких переменных зависит, не нужны водителю на дороге. Однако базовые представления об ОЧ важны, поскольку доступно объясняют автомобилисту, что экспериментировать с бензином не стоит. Для каждого двигателя предусмотрена своя формула топлива, которая удлиняет машине жизнь и улучшает качество езды.

Что делать, если на АЗС заправили плохим бензином?

Какой бы низкой ни была доля фальсификата на рынке автомобильного топлива, пока он есть, вероятность заправиться именно им также остается. При этом, как отметил руководитель Федерации автовладельцев России, член Общественного совета при Росстандарте Сергей Канаев, если в результате в автомобиле возникнет неисправность, доказать, что это произошло из-за некачественного бензина, будет довольно сложно.

Нужно делать экспертизу и обращаться в Росстандарт. Причем если водитель покинул АЗС, на которой ему продали некачественный бензин, то процедура станет еще сложнее, ведь придется доказать еще и то, что топливо, вызвавшее поломку, было куплено именно там, а не на какой-то другой автозаправке. Для этого потребуется проведение уже другой экспертизы – на наличие в нем различных примесей и добавок. Проще сделать ремонт автомобиля, – пояснил Сергей Канаев.

Потому что для самостоятельного отбора проб нужно, во-первых, иметь при себе все необходимое оборудование – специальные емкости, воронки и так далее – и, во-вторых, соблюдать порядок, указанный в методических рекомендациях, – уточнил глава Федерации автовладельцев России

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

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

Читать еще:  Что такое руление на одном двигателе

Что же такое октановое число?

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

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

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

На что влияет октановое число?

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Читать еще:  Датчик температуры воздуха двигателя рено сценик

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

Максимальное октановое число бензина

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

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

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

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

Рекомендованное для автомобиля октановое число

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

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

Мифы об октановом числе

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

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

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

Сгорание бензина с разной величиной октанового числа

Скорость сгорания бензина напрямую связана с величиной ОЧ. Высокооктановое топливо характеризуется плавным и длительным временем сгорания. Двигатель при этом работает более плавно и равномерно по сравнению с рассчитанными на низкооктановое топливо моторами. И наоборот, чем ниже октановый показатель, тем меньший период нужен для воспламенения бензовоздушной смеси. Это влияет на расход топлива, т.к. быстрое сгорание означает и более быстрое поступление бензина в камеру сгорания.

Однако нужно учитывать, что простым увеличением ОЧ нельзя добиться экономии, т.к. еще нужно учитывать конструктивные особенности двигателей.

В чем заключается пагубность детонации для двигателя

Детонационная стойкость представляет собой способность топлива воспламеняться, а затем сгорать в цилиндрах автомобильного двигателя, минуя нежелательные взрывные процессы. Хотя детонационное сгорание бензовоздушных смесей не разрушит полностью двигатель, подобно тротиловой шашке, все же следует учитывать, что при детонации фронт пламени может распространяться со скоростью примерно 2000 м/с (вместо необходимых 20-40 м/с), что можно сравнить с действием классической взрывчатки.

Все это приводит к звенящим постукиваниям, последствия которых могут оказаться разрушительными для двигателя: масляная пленка на стенках гильзы сдирается гиперзвуковыми ударными волнами, увеличивая износ поршневых колец и цилиндров. Дымность выхлопа возрастает, мотор начинает перегреваться, его мощность снижается, разрушаются камера сгорания и поверхность поршня. Как следствие, все эти факторы снижают нормальный срок эксплуатации двигателя.

Влияние октанового числа на работу двигателя

Детонационное сгорание топлива часто возникает в двигателе по причине применения бензина с низким октановым числом. Топливо должно мгновенно сгорать в камере цилиндра. В то же время этот процесс должен проходить в лучший момент времени, после достижения высокой степени сжатия.

Если топливо имеет более низкое октановое число, часто происходит преждевременное зажигание топливно-воздушной смеси в виде так называемого самовоспламенения. Оно вызывает неравномерное ударное возгорание остатка рабочей смеси, резкое повышение давления, проявляющееся в виде возникновения звуковых волн, известных как детонация.

Чем их больше, тем более хаотичный характер имеет процесс сгорания. Это негативно влияет на работу двигателя, его срок службы. Нагрузка ложится на многие элементы, особенно страдают:

  • Блок цилиндров;
  • Поршень;
  • Вкладыши;
  • Шатуны:
  • Коленчатый вал и другие компоненты мотора.

Высокооктановое топливо

Самое распространенное заблуждение, часто встречаемое у автомобилистов, касается получения большей тепловой энергии, которую вырабатывает двигатель, работая на высокооктановом топливе. Да, действительно, встречается и такая ситуация, но очень редко, и касается в основном только специально подготовленных под высокооктановое топливо двигателей.

Дело в том, что увеличение октанового числа происходит за счет добавления туда определенных веществ, которые снижают риск бензина самовоспламениться от компрессии в двигателе. Эти химические вещества также снижают теплотворную способность конкретного топлива (его калорийность). Следовательно, меньше энергии в виде тепла производит двигатель, работающий на таком бензине.

Тем не менее, есть двигатели, которые достигают более высоких показателей производительности на высокооктановом топливе. Более того, к топливу могут добавляться определенные соединения, масла, содержащие большое количество кислорода. Это на самом деле может увеличить количество энергии, произведенной в цилиндре в заданный отрезок времени.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector