Автоинфо

 Что такое октановое число?

Автомобильный транспорт по мере своего развития предъявлял все большие требования не только к количеству, но и к качеству бензина. С количеством все понятно. А вот что входит в понятие качества?

Давайте рассмотрим процесс сгорания бензина в двигателе. Это сложный физико-химический и технологический процесс, связанный с выполнением противоречивых требований. Прежде всего, карбюрация — смешение бензина с воздухом. Если топливная смесь бедна, то есть в ней много воздуха и мало топлива, то температура горения и, следовательно, температура рабочего тела (продуктов сгорания) в двигателе снижаются.

А эффективность всякой тепловой машины” в том числе и двигателя внутреннего сгорания, зависит как раз от перепада температур рабочего тела в начале и конце рабочего процесса. Это непреложное требование термодинамики. Кроме того, при работе на бедной топливной смеси снижается мощность двигателя, повышается интенсивность закоксовывания цилиндров, поршней и клапанов, снижается КПД…

Лучше всего сжигать топливную смесь с минимальным избытком топлива. Но необходимо обеспечить равномерность горения, не допускать его взрывного характера.

Однако не все углеводороды сгорают одинаково. Многие из них образуют в качестве промежуточных перекисные соединения и продукты их распада — свободные радикалы. Все эти вещества очень нестойки, склонны к взрыву. Вот и получается иногда:
искра от пламени зажгла топливную, смесь, фронт пламени пошел по цилиндру, а в верхней его части накапливаются перекиси. И когда остается еще 15—20% неизрасходованной топливной смеси, происходит взрыв. Скорость распространения пламени при этом увеличивается в сотни раз — до 2500 м/с! Ударная волна многократно отражается от стенок цилиндра и от поршня, начинаются вибрации, в двигателе появляется характерный металлический стук… Словом, происходит детонация.

При прочих одинаковых условиях наибольшей склонностью к детонации отличается н-гептан, а наименьшей — 2,2,4-триметилпентан (изооктан). Эти углеводороды и были приняты в качестве эталонных при определении так называемого октанового числа.

Эта условная величина определяется следующим образом. Представьте себе испытательный стенд, где размещен одноцилиндровый двигатель внутреннего сгорания с карбюратором. При испытаниях этот двигатель запускают на исследуемом топливе, а специальные датчики фиксируют все показатели режима, характеризующие степень детонации. После этого подбирают смесь эталонных топлив — н-гептана и изооктана, при которых двигатель ведет себя точно так же, как и при исследуемом топливе. Детонационная стойкость н-гептана принимается равной нулю, а изооктана равной ста. А дальше понятно — процентное содержание изооктана в эталонной смеси и есть характеристика детонационной стойкости бензина. Так, скажем, если изооктана в смеси 80%, то и октановое число (ОЧ) считают равным восьмидесяти пунктам.

Другими словами, октановое число — относительная и безразмерная величина, не имеющая физического смысла.
Но это еще не все. Двигатели бывают разные; условия, в которых Они работают, тоже неодинаковы. Скажем, одно дело стабильность сгорания топлива в двигателе тяжелого грузовика, работающего на пониженных передачах, и совсем другое — детонация в двигателе легкового автомобиля, работающего в форсированном режиме на высоких оборотах.

Из-за этого в стандартах разных стран появились различные методы испытаний детонационной стойкости бензина. Наибольшее распространение получили моторный и исследовательский методы. Моторный метод имитирует более жесткие условия работы двигателя. При этом топливная смесь после карбюрации нагревается до 149 °С, а частота вращения выдерживается постоянной 900 об/мин. По исследовательскому методу частота вращения снижается до 600 об/мин, а смесь не подогревается вообще.

Соответственно, и октановые числа по моторному и исследовательскому методу маркируются по-разному — МОЧ и ИОЧ.

Естественно, при использовании разных методов и результаты измерений различаются, иногда довольно существенно. Так, ароматические углеводороды С6-С8 дают различия в измерениях ИОЧ и МОЧ до 10 пунктов.

Строго говоря, наилучшую картину антидетонационной стойкости можно получить по среднему показателю:

(МОЧ + ИОЧ)/2

Этот показатель получил название октанового индекса. Он широко распространен в американской специальной литературе. Однако до принятия его в качестве официального стандарта дело пока не дошло. Для оценки разных сортов товарного бензина обычно выбирается какой-то один индекс. Так, по ГОСТу; октановое число автомобильных бензинов А-66, А-72 и А-76 измеряется по моторному методу. А вот высокооктановые бензины АИ-93, АИ-95, АИ-98 тестируются по исследовательскому методу, о чем говорит литера “И” в марке бензина.

Cогласитесь, стало понятнее, но не на много, поэтому ниже выкладываю еще материал об октановых числах и вырезки из справочника по автомобильным бензинам.

Октановые числа

Как определяются исследовательское, моторное и компрессионное октановые числа. В начале 20-ого столетия, инженеры были озадачены поведением двигателей самолетов, которые саморазрушались без очевидной причины. Вдруг в работающем двигателе в его поршнях образовывалась дыра. Скоро они выяснили, что виновником этого является взрыв топлива, а проблема обнаружена в изменяющемся качестве топлива. Стало очевидно, что необходима система оценки топлива.

В то время партии топлива, которые измерялись, казались идентичными, но в них всё-таки было большое различие в качестве, даже среди партий, которые происходили из той же фабрики.

Поэтому производители топлива стали пробовать сравнивать качество топлива с помощью ряда химических тестов, которые оказались ненадежными в определении момента взорвется или будет детонировать данное топливо, когда оно будет использоваться в реальном мире моторов.

Поэтому были созданы специальные двигатели с единственным цилиндром и с переменной степенью сжатия как платформа стандартизованных испытаний. Теперь все, что вы должны были сделать, это сжимать проверяемое топливо кривошипом, вплоть до начала момента детонации, а затем делать запись – это и будет самая высокая возможная степень сжатия бензина. Такие двигатели были распределены различным топливным лабораториям, и был рожден стандарт измерений. Или так думали испытатели.

Но после испытания в различных местах было обнаружено, что одно и это же самое топливо показывает разные числа степени сжатия в зависимости от атмосферных условий. Тогда было решено выбрать два чистых и доступных вещества, чтобы откалибровать все испытательные механизмы. Для того чтобы химически чистые вещества давали бы предсказуемую постоянную работу при которой можно было бы установить стандарт самого «высокого» и самого «низкого» уровня.

Снова были произвольно выбраны два первичных стандартных топлива, изооктан (2,2,4-триметилпентан) и n-гептан, которым назначены «октановые» числа 100 и нуль, соответственно. Тогда, все испытательные двигатели могли быть «установлены на нуль» с помощью n-гептана, в то время как верхний диапазон также мог быть определен с помощью изооктана (2,2,4-триметилпентана).

Между прочим, октан оказался недостаточным названием с точки зрения «оценки детонационной стойкости», потому что у молекулы n-октана (C8H18) оно фактически оставляет -17!

«Октановая» оценка топлива основана на сравнении характеристики детонации с различных смесей n-гептана и изооктана. Например, оценка октановое 92 означает, что проверяемое топливо при нормальных условиях работы в стандартном двигателе, работает также как и смесь, которая состоит из 92 частей изооктана и восьми частей n-гептана. Числа выше 100 просто определяют потенциал работы лучше, чем у чистого изооктана.

Но, начиная с тех ранних дней, процедура стандартизации топлива разделилась на несколько типов испытаний, самые распространенные из которых, — исследовательское октановое число, моторное октановое число и компрессионное октановое число.

Тесты исследовательского октанового числа и моторного октанового числа используют один и тот же одноцилиндровый двигатель переменного сжатия, но отличаются от теста компрессионного октанового числа определяемого при более высоких оборотах мотора на его впуске.Внимание! У вас нет прав для просмотра скрытого текста. Пожалуйста, зарегистрируйтесь, или войдите на сайт под своим логином!

Источник: tavto.ucoz.ru

Теги: