Октановое число

Что такое октановое число бензина и на что оно влияет?

Многие не знают, октановое число бензина — что это такое, какое воздействие этот показатель топлива оказывает на функционирование бензинового двигателя внутреннего сгорания.

Показатель является мерой химической устойчивости бензина к самопроизвольному горению. Чем он выше, тем более стойкое топливо к детонированию. Самопроизвольное горение провоцирует повышенный износ мотора и уменьшает его рабочий ресурс.

В процессе функционирования бензинового ДВС в момент осуществления сжатия поршень начинает сжимать топливную смесь. При достижении высокого давления она способна самопроизвольно загораться. Такое явление представляет проблему, если оно происходит до того момента, как свеча подаст искру.

Детонирующая топливно-воздушная смесь провоцирует появление волн высокого давления, сталкивающихся между собой. Такое состояние приводит к прогоранию поршней в цилиндрах двигателя и к повышенному износу всей конструкции.

Для исключения возникновения негативного явления на новых автомобилях устанавливается система предупреждения. Она обеспечивает контроль развития негативных процессов при работе мотора. Такая система состоит из специальных датчиков, регистрирующих характерные для детонации изменения и управляемых компьютерным блоком.

При появлении изменений происходит смена режима работы двигателя, которая препятствует детонации.

Повышение — цетановое число — дизельное топливо

Повышение цетанового числа дизельного топлива может быть достигнуто добавлением к нему, в качестве присадок, нитратов и перекисей. Однако эффективность таких присадок значительно меньше, чем эффективность тетраэтилсвинца, применяемого для повышения октанового числа бензина, кроме того, они мало стабильны. Поэтому такая практика повышения цетанового числа не имеет распространения.
 

Для повышения цетанового числа дизельных топлив могут использоваться различные присадки, которые ускоряют пред-пламенное окисление и снижают период задержки самовоспламенения.
 

Для повышения цетанового числа дизельных топлив применяют органические нитраты ( изопропил -, амил -, циклогексил-нитраты), однако в массовом масштабе их не производят.
 

Для повышения цетанового числа дизельных топлив могут использоваться различные присадки, которые ускоряют предпламенное окисление и снижают период задержки самовоспламенения. В качестве при-салок предложены различные перекиси и нитропроизводные, из числа которых наиболее широко применяются изопропилнитрат и амилнитраг. Введением присадок петановое число повышают на 15 — 20 единиц.
 

Для повышения цетанового числа дизельных топлив применяют органические нитраты ( изопропил -, амил -, циклогексил-нитраты), однако в массовом масштабе их не производят.
 

Для повышения цетановых чисел дизельных топлив предложены различные присадки. Если антидетонаторы призваны не допускать бурного развития процесса предпламенного окисления, то присадки к дизельным топливам, наоборот, преследуют обратную цель. Для ускорения предпламенного окисления и снижения периода задержки самовоспламенения топлив предложены различные органические1 перекиси и нитропроизводные углеводородов. Приемистость дизельных топлив, особенно полученных при прямой перегонке нефти, к этим присадкам достаточно велика и достигает 15 — 20 единиц цетанового числа. Среди присадок этого типа промышленное значение в США имеет амилнитрат. Качество отечественных дизельных топлив пока не вызывает необходимости массового применения присадок, улучшающих цетановое число.
 

Для повышения цетанового числа низкоцетановых дизельных топлив применяют различные присадки. Наиболее эффективными присадками являются нитраты и перекисные соединения. В США в качестве присадки к дизельным топливам применяют амилни-трат, повышающий цетановые числа дизельных топлив.
 

С повышением цетанового числа дизельного топлива уменьшается период задержки самовоспламенения и работа двигателя улучшается. Однако при увеличении цетанового чпсла выше 50 период задержки самовоспламенения сокращается незначительно. На рис. G3 показана закономерность изменения скорости нарастания давления в цилиндре двигателя в зависимости от величины цетанового числа применяемого топлива. Эти данные показывают, что увеличение цетанового числа выше 50 не вызывает заметного улучшения работы двигателя.
 

Необходимо отметить, что повышение цетанового числа дизельного топлива только улучшает характер сгорания и работу двигателя.
 

В табл. 70 показано повышение цетанового числа дизельных топлив при добавлении к ним 2 % наиболее широко известных и эффективных присадок.
 

В некоторых случаях для повышения цетанового числа дизельных топлив, имеющих недостаточную воспламеняемость, применяют синтетические дизельные топлива, обладающие чрезвычайно высокими цстановыми числами.
 

Одним из основных методов повышения цетанового числа дизельных топлив следует признать использование соответствующих присадок. Преимущество способа состоит в том, что он позволяет получать высокоцетановые топлива из соответствующих фракций нафтеново-ароматических нефтей.
 

Третьим широко известным способом повышения цетанового числа дизельных топлив является использование присадок, подобно тому, как используется тетраэтиловый свинец для повышения октанового числа бензинов. Преимущество этого способа состоит в том, что он дает возможность получать высокоцетано-йые топлива из керосино-газойлевых фракций цикланово-арома-тического основания, имеющих низкую температуру застывания и обеспечивающих получение зимних и специальных арктических сортов дизельных топлив.
 

Большой интерес представляет другой способ повышения цетанового числа дизельных топлив, основанный на применении специальных присадок. Добавка в сравнительно небольших количествах присадок ( до 1 0 %) позволяет значительно повысить цетановое число топлив.
 

Сравнение метана и пропана

Общие преимущества газов в топливе

Оба газа имеют общие преимущества относительно бензина, что позволяет год от года расширять их применение в двигательных установках.

• Более низкая цена относительно бензина;
• Экологическая безопасность, меньшее влияние на здоровье человека;
• Увеличение срока езды без заправки за счет большего объема топлива, которое можно запасти;
• В комплексе замедление износа деталей автомобиля, особенно при использовании изначально приспособленного двигателя.

Общие недостатки газов в топливе

Существует также несколько оснований, по которым бензин все еще сохраняет лидирующее положение как автомобильное топливо.

• Меньшая доступность газов для потребителя (количество заправок, а также центров обслуживания автомобилей с газовыми установками);
• Падение мощности автомобиля при использовании газового топлива;
• Повышенный износ некоторых особо чувствительных участков двигателя (например, клапанов) с учетом специфики «сухого горения» газового топлива.

Основные различия метана и пропана

Метан и пропан существенно отличаются друг от друга как по специфике хранения, так и по специфике использования в качестве топлива, каждый имеет свои преимущества и недостатки.

• По ГБО – дополнение двигателя автомобиля пропановой установкой существенно (до 70%) дешевле, чем установка метанового ГБО;
• По стоимости – в перспективе, после того, как окупится установка ГБО, метан дает высокую экономию средств на топливо относительно пропана;
• Снижение мощности – пропан, относительно бензина, дает незначительное снижение мощности до 3-5% двигателя, и то при развитии скорости выше 140 километров в час. Метан «ослабляет машину» до 20%. Но стоит учитывать, что данное обстоятельство было почти нивелировано в современных специализированных установках;
• Экологическая чистота – пропан имеет примеси и не считается полностью безопасным для человека и экологии. Метан – самое чистое топливо на планете, по своей безопасности превосходящий электрические двигатели и солнечные батареи, находящийся на одном уровне со спиртовыми установками;
• Вес баллонов и объем топлива – пропан, сжимаемый под невысоким давлением вместе со своим резервуаром, весит в несколько раз легче, чем баллон сжатого метана. При этом пропана можно запасти на путь втрое более долгий, чем метана;
• Взрывоопасность – метан вдвое менее взрывоопасен, чем пропан, а с учетом рассеивания считается максимально безопасным относительно почти всех других видов топлива. Стоит также отметить, что баллоны метана при аварии повреждаются и деформируются существенно меньше, чем баллоны пропана. Таким образом, доставка пропана становится в перспективе более опасной;
• Доступность заправок – метановые заправки являются редкостью, их приходится специально искать, заправки с пропаном почти также часты, как бензиновые. При этом оборудование для сжимания, очистки и заправки метана существенно менее сложное, чем пропановое.

Метан, пропан и бутан

Пропан-бутановое топливо — сжиженная газовая смесь, метановое горючее — сжатая субстанция. Два вида газового горючего имеют различия по составу, особенностям и специфике применения.

Углеводородный газ пропан имеет органическое происхождение. Является продуктом переработки нефтепродуктов либо выделенным компонентом природного газа.

Каким газом заправляют автомобили? Существуют две марки газовых смесей:

Потребительские свойства пропановому горючему придают следующим образом:

Таким образом, в состав горючего входят пропан и бутан разница у которых заключается в том, что первый — зимний газ, второй — летний.

Сжиженный бутан не работает на морозе. Чистому «зимнему» пропану противопоказано лето, высокая температура повысит давление в газовом баллоне.

По госту содержание бутана в топливной газовой смеси не должно быть более 60%, для северных регионов и зимой доля пропана не должна быть ниже 75%. Такая газообразная субстанция хорошо ведёт себя в цилиндрах двигателя автомобиля.

C3H8 тяжелее воздуха, становится взрывоопасным, вредным для человека, если концентрация превышает 2,1%.

Сжиженный нефтяной газ сохраняет газообразные свойства при нормальном температурном режиме, любом давлении. Тот факт, что пропан-бутан может сжижаться, позволяет загружать в автомобиль большие объёмы топлива, значительно увеличивая запас хода. Пропан авто не повредит, если будет высокого качества.

Метан газ — это углеводород, легче воздуха, практически не растворим в воде. Добывают газ из недр земли.

Чтобы попасть к потребителю, CH4 проходит несколько технологических этапов:

В качественном компримированном метане не менее 90% природного газа.

В общих чертах

Октановое число показывает нам устойчивость топлива к детонации (способность топлива к самовоспламенению) для двигателей.

Число в марке бензина показывает содержание изооктана в его смеси с гептаном. Чем больше значение числа, тем ниже вероятность, что топливо может детонировать.

Снижение значения октанового числа может нарушить ровную работу двигателя. При высоком значении давления, она способна к самовоспламенению. Возникает резкий неприятный звук, снижается мощность. При детонации могут быть повреждены внутренние детали двигателя, и он потребует ремонта.

Для повышения устойчивости к детонации используются различные виды присадок. Данный способ довольно часто применяется на заправках в России

При заправке на станции улучшенным подобным способом бензином, необходимо обращать внимание на свечи. Если появился нагар, то это признак несоответствия бензина техническим характеристикам

Шкала значений и виды октанового числа

При определении значения ОЧ применяется шкала, позволяющая сравнить исследуемый образец бензина и стандартную смесь. Фото: evo-rus.com

В составе стандартного эталона два вещества: гептан, пары которого способны быстро детонировать и изооктан, устойчивый к детонации. Для анализа бензина берется смесь этих веществ, которая имеет характеристики исследуемого бензина, и вычисляется количество изооктана в смеси. Если добавлять в бензин уникальные горючие жидкости, то ОЧ (октановое число) может повышаться и более чем до 100. В этом случае руководством служит условная шкала, основой которой служат смесь тетраэтилсвинца и изооктана.

Виды октановых чисел

ОЧИ – это исследовательское ОЧ. Для его определения применяется одноцилиндровая установка имеющая переменную степенью сжатия. ОЧИ показывает, как поведет себя бензин при невысоких нагрузках.

ОЧМ – октановое число моторное. Определяется аналогично ОЧИ, но с увеличенной частотой вращения коленвала. ОЧМ имеет меньшее значения, чем ОЧИ и показывает поведение топлива при высоких нагрузках.

Цетановое число дизтоплива

Цетановое число – главная характеристика вероятности воспламенения и сгорания дизельного топлива. Высокое значение цетанового числа обеспечивает полноценное выгорание топливной смеси. Фото: do.nn.ru

В численном выражении эта характеристика сравнима с объемом цетана в специальной смеси, имеющей период задержки аналогичный топливу, взятому для проведения теста.

Значение цетанового числа 40-55 – это стандарт для дизтоплива. Более качественное топливо имеет показатель от 51 до 55 единиц.

Такое топливо класса Премиум содержит фракции, которые позволяют быстро запускать двигатель даже зимой.

Методы увеличения значения октанового числа

В соответствии с ГОСТ 2084-77, марки А-72 и А-76 по моторному методу имеют октановое число 72 и 76 соответственно, а АИ-93 и АИ-95 по исследовательскому методу имеют детонационную стойкость 93 и 95. Будьте внимательны при заправке своего автомобиля. Бензина с маркой АИ-76 быть не может. Для него не применяется исследовательский метод.

Повышения октанового числа возможно несколькими способами:

• Получение топлива методом каталитического крекинга или гидрокрекингом. В результате получаем бензин, имеющий октановое число 91 или 92. Длительное хранение этого топлива нежелательно, т.к. происходит снижение концентрации ароматических углеводов и как результат – снижение октанового числа.
• В базовый состав можно добавлять высокооктановые составляющие, имеющие ОЧМ порядка 100.
• Добавки химических соединений, незначительная концентрация которых в топливе, существенно повышают его стойкость к детонации. Наиболее известным антидетонатором является тетраэтилсвинец. Его антидетонационные свойства лучшие из известных соединений. Однако он относится к токсичным веществам и его не рекомендуется применять в чистом виде. Поэтому был разработан состав ТЭС с веществами-выносителями. Это этиловые жидкости обеспечивают вынос свинца выхлопными газами. Бензин, обогащенный этим составом, называют этилированным. Недостаткам состава такого топлива появление коррозии, нагара и опасность засорения фильтров.

К сожалению, как выяснил Росстандарт, на заправках из бензина частенько испаряется его качество и октановое число в половине случаев ниже заявленного.  Это приводит к проблемам с двигателем машины. По внешнему виду такое топливо трудно отличить от  качественного. Лучше найти для себя заправку, качество бензина на которой вам хорошо известно.

О результатах тестов топлива вы узнаете из этого видео:

Общая информация

Историческая справка

Начиная с середины XX века, все большее распространение в двигательных системах тяжелого и легкового транспорта начинают получать установки, работающие на углеводородных газах. К концу столетия и в начале XXI века такие установки становятся почти повсеместными и начинают активно внедряться на производстве крупными заводами не только для автобусов и грузовых автомобилей, но также и собственных линеек легковых авто, особенно внедорожников и минивенов, а также различных малогабаритных гибридных моделей.

Причина использования природного газа достаточно проста – он более экологичен и более дешев в использовании в сравнении с бензином. Изначально основанием для использования газовых установок была именно защита экологии, с увеличением стоимости нефти и сообразного роста цен на бензин, более остро встал и финансовый фактор использования газовых ГБО.

Пропан

Пропан относится к классу алканов и является органическим веществом, которое выделяется при крекинге (процессе переработки) нефтепродуктов, также он может выделяться из природного газа. Для целей создания топливной смеси пропан смешивается с этаном и бутаном, в сжиженном состоянии он помещается в баллоны под давлением в 10-15 атмосфер. Пропан – углеводородный газ, он тяжелее воздуха и взрывоопасен при содержании в окружающей среде в количестве 2,1 и выше процентов.

Пропан представляет собой, в промышленном отношении продукт разделения нефтяного или «жирного» природного газа – то есть обладает достаточно высоким содержанием примесей, масел, сопутствующих веществ, нуждается в качественной очистке и фильтрации. Кроме того, согласно известным исследованиям при достаточной концентрации пропан может оказывать наркотическое воздействие на человеческий организм. Увидеть пропан в быту можно в обычной газовой зажигалке.

Прибор для измерения октанового числа бензина и его приблизительная стоимость

Принцип работы у всех без исключения приборов, измеряющих величину октанового числа, является идентичным. На рынке присутствуют устройства как отечественного, так и зарубежного производства. Наиболее популярным и известным прибором данного типа, изготовленным в РФ, является ОКТИС. Стоимость его составляет порядка 3.5 тыс. рублей.

Более точный и надежный — Digatron. Цена его будет в 2-3 раза выше — порядка 700 евро за штуку. Именно он наиболее широко используется для решения рассматриваемых задач.

Часто применяется в картинге и других видах спорта. Принцип его действия достаточно прост. Производится два измерения — эталонного топлива и другого, чье октановое число необходимо измерить. Далее полученные данные попросту сравниваются.

При этом топлива разных производителей во всех без исключения случаях имеют отличия друг от друга. Соответственно, калибровочная зависимость диэлектрическая проницаемость — октановое число существенно различается. Потому требуется в каждом случае строить индивидуальные калибровки. В качестве стандарта обязательно применяется топливо конкретного производителя. Октановое число обязательно должно быть предварительно измерено на специальной установке.

Такими установками на территории РФ являются:

• УИТ-65;
• УИТ-85.

Одним из самых эффективных приборов для измерения октанового числа является ОКТАН-ИМ. Стоимость его составляет 40.8 тыс. рублей на 2016 год. Данный прибор обладает встроенной памятью и может вмещать в себя порядка 10 различных калибровок. Точность показаний устройства максимально высока. Наиболее сложным по устройству и эффективности является ОКТАНОМЕТР ПЭ-7300 М.

Стоимость его составляет порядка 50 тыс. рублей. Главным его отличием от более дешевых аналогов является наличие специализированного программного обеспечения. Возможно подключение к персональному компьютеру. При осуществлении расчетов можно учесть показатель температурного режима.

Существует определенная зависимость диэлектрической проницаемости от температуры. Для примера ниже представлена таблица такой зависимости для бензина АИ-98:

Зарубежным дорогостоящим аналогом представленного выше оборудования для измерения октанового числа является SHATOX SX-100M. Стоимость его напрямую от производителя составляет порядка 1800 долларов. Главным и наиболее существенным отличием его от представленных выше устройств является наличие встроенного датчика измерения температуры. В свою очередь ПЭ-7300 определяет данный показатель лишь программно.

Цифры в топливном баке

Ну что ж, похоже, самое время перейти от теории к практике, и выяснить, каким именно должно быть цетановое число дизельного топлива.

На самом деле, вариант «чем больше, тем лучше» в данном вопросе не работает. Специалисты считают, что его значение для мотора современного легкового автомобиля должно находиться в пределах от 50 до 60.

Приемлемым являются и более низкие цифры. К примеру, в отечественных ГОСТах прописано число 45, как минимально возможное, а в европейских стандартах ISO – 48.

Нужно отметить, что для грузовых авто нормальным является цифра и в 40, а для корабельных двигателей и того меньше – 20.

Справедливости ради, нужно отметить, что солярка, на нашем рынке не всегда имеет оптимальное цетановое число – обычно не более 45-48. Что же делать, если мы хотим заправить свою машину более качественным топливом?

//www.youtube.com/watch?v=0e2UF-YDfpE

Что означают числа 92, 95 и 98? Октановое число и детонация

Цифрами 80, 92, 95 или 98 обозначают октановое число бензина. Этот показатель характеризует детонационную устойчивость топлива, применяемого в ДВС. Используется он только для бензина. Авиационный керосин и дизтопливо оцениваются по другим критериям.

Сначала разберемся с термином «детонация». Смесь воздуха и топлива, которая подается в камеру сгорания, сначала сжимается, а затем воспламеняется с помощью искры. Бензин с низкой детонационной устойчивостью самопроизвольно воспламеняется при меньшей степени сжатия. В результате смесь взрывается в цилиндре раньше, чем поршень достигает верхней мертвой точки. В результате:

1. Возникает характерный стук.
2. Ускоряется износ деталей поршневой системы.
3. Падает мощность двигателя.
4. Растет расход топлива.

Поэтому была введена единая система маркировки горючего в соответствии с его детонационной устойчивостью. В качестве эталона используется смесь изооктана и н-гептана. Изооктан самопроизвольно не взрывается даже при степени сжатия выше, чем у стандартных бензиновых двигателей. Таким образом, условный бензин с октановым числом 100 — это чистый изооктан. За условный ноль принята 100% смесь гептана, которая воспламеняется даже при незначительном сжатии.

Соответственно, топливо А-92, А-95 или А-80 имеет такие же детонационные свойства, как и 92, 95 или 80-процентная смесь изооктана с н-гептаном.

Различают два метода исследования октанового числа топлива: моторный и исследовательский. Соответственно, отличается и маркировка:

• А — автомобильный бензин с октановым числом, определенным по моторному методу.
• АИ — бензин, октановое число которого определено по исследовательскому методу.

Исследования проводятся на испытательных стендах, имитирующих бензиновый ДВС. Разница состоит в условиях работы двигателя. Моторный метод имитирует езду по загородной трассе с большими оборотами и высокой нагрузкой. Исследовательский метод воспроизводит особенности городской езды на небольших оборотах с частыми остановками. Соответственно, моторный способ исследования показывает значительно меньшее число.

Таблица 1. Степень сжатия и октановое число бензина

Популярный в старых легковушках и мотоциклах бензин А-76 маркируется только по моторному методу. Октановое число современного бензина АИ-95 определяется исследовательским методом. Оно соответствует бензину А-85. То есть разница между ними составляет всего 9, а не 17 единиц.

Сравнение метана и пропана

Общие преимущества газов в топливе

Оба газа имеют общие преимущества относительно бензина, что позволяет год от года расширять их применение в двигательных установках.

• Более низкая цена относительно бензина;
• Экологическая безопасность, меньшее влияние на здоровье человека;
• Увеличение срока езды без заправки за счет большего объема топлива, которое можно запасти;
• В комплексе замедление износа деталей автомобиля, особенно при использовании изначально приспособленного двигателя.

Общие недостатки газов в топливе

Существует также несколько оснований, по которым бензин все еще сохраняет лидирующее положение как автомобильное топливо.

• Меньшая доступность газов для потребителя (количество заправок, а также центров обслуживания автомобилей с газовыми установками);
• Падение мощности автомобиля при использовании газового топлива;
• Повышенный износ некоторых особо чувствительных участков двигателя (например, клапанов) с учетом специфики «сухого горения» газового топлива.

Основные различия метана и пропана

Метан и пропан существенно отличаются друг от друга как по специфике хранения, так и по специфике использования в качестве топлива, каждый имеет свои преимущества и недостатки.

• По ГБО – дополнение двигателя автомобиля пропановой установкой существенно (до 70%) дешевле, чем установка метанового ГБО;
• По стоимости – в перспективе, после того, как окупится установка ГБО, метан дает высокую экономию средств на топливо относительно пропана;
• Снижение мощности – пропан, относительно бензина, дает незначительное снижение мощности до 3-5% двигателя, и то при развитии скорости выше 140 километров в час. Метан «ослабляет машину» до 20%. Но стоит учитывать, что данное обстоятельство было почти нивелировано в современных специализированных установках;
• Экологическая чистота – пропан имеет примеси и не считается полностью безопасным для человека и экологии. Метан – самое чистое топливо на планете, по своей безопасности превосходящий электрические двигатели и солнечные батареи, находящийся на одном уровне со спиртовыми установками;
• Вес баллонов и объем топлива – пропан, сжимаемый под невысоким давлением вместе со своим резервуаром, весит в несколько раз легче, чем баллон сжатого метана. При этом пропана можно запасти на путь втрое более долгий, чем метана;
• Взрывоопасность – метан вдвое менее взрывоопасен, чем пропан, а с учетом рассеивания считается максимально безопасным относительно почти всех других видов топлива. Стоит также отметить, что баллоны метана при аварии повреждаются и деформируются существенно меньше, чем баллоны пропана. Таким образом, доставка пропана становится в перспективе более опасной;
• Доступность заправок – метановые заправки являются редкостью, их приходится специально искать, заправки с пропаном почти также часты, как бензиновые. При этом оборудование для сжимания, очистки и заправки метана существенно менее сложное, чем пропановое.