Что такое октановое число ron

Выбор бензина. Октановая арифметика

Говорят, что на одной заправке 95-м бензином можно проехать больше, чем на 92-м. Пытаемся разобраться

Говорят, что на одной заправке 95-м бензином можно проехать больше, чем на 92-м. Пытаемся разобраться

Начнем с азов

Октановое число — важный показатель качества бензина, характеризующий его антидетонационную стойкость. Детонация — это самопроизвольное, не зависящее от искры на свече зажигания, воспламенение рабочей смеси в цилиндре под воздействием температуры и давления, сопровождающееся ненормально быстрым ее сгоранием. Незначительная и краткая по времени детонация, возникающая, как правило, при резком увеличении нагрузки, особой угрозы не представляет, хоть и проявляется неприятными для слуха стуками и характерным «цоканьем», которое автомобилисты со стажем называют «звоном пальцев».

Под большой нагрузкой детонация может быть сильнее и разрушительнее. Возникающие при этом стуки могут быть «замаскированы» общим шумом двигателя. Длительная детонация чрезвычайно опасна. Она способна в считанные часы (а то и минуты) разрушить двигатель.

В погоне за дополнительной мощностью мо­торо­строители на протяжении всего прошло­го века шли самым про­стым путем — повышали степень сжатия (т. е. соотношение объемов цилиндра при нахождении поршня в нижней и верхней мертвых точках). Более высокое давление сжатой рабочей смеси провоцировало детонацию. Требовался бензин с все большим октановым числом. Если в тридцатые годы прошлого века величайшим достижением считали бензин с октановым числом 76, то теперь не удивляет и 100.

Октановое число топлива определяется на специальном одноцилиндровом двигателе путем сравнения со смесью изооктана (изомера октана 2, 2, 4-триметилпептана) и η-гептана. Октановое число бензина, равное, например, 92, означает, что его детонационная стойкость соответствует стойкости смеси из 92 частей изооктана и 8 — η-гептана. Хотя оба вещества и входят обычно в состав бензина, октановое число не означает, что бензин состоит только из них. Это куда более сложный «коктейль», точный рецепт которого зачастую не знают даже сами его производители. Когда американец Рассел Маркер из корпорации Ethyl разрабатывал в 1926 году методику определения октанового числа, он выбрал η-гептан в качестве нулевого эталона только по одной причине: конкретный изомер углеводородного соединения высокой чистоты из нефти не получить, а η-гептан можно произвести из сосновой смолы.

Если с октановым числом в принципе все понятно, начнем все запутывать. Октановые числа (а их как минимум два) — не единственные единицы измерения антидетонационной стойкости. Даже на одном и том же моторном стенде с помощью двух разных методик определяются два показателя.

Исследовательский метод ASTM дает нам, соответ­ственно, исследовательское октановое число или, правильнее, октановое число по исследовательскому методу (ИОЧ). Помните буковку «и» в маркировке наших старых бензинов?

В ходе испытания одноцилиндровый двигатель с принудительно изменяемой степенью сжатия работает в контролируемых условиях с минимальной нагрузкой.

Для определения октанового числа по моторному методу (МОЧ) подаваемая в тот же двигатель рабочая смесь предварительно подогревается, обороты коленвала увеличиваются, меняются регулировки момента опережения зажигания. Таким образом, бензин подвергается более жесткому и близкому к реальной эксплуатации испытанию. Обычно ИОЧ топлива на 8–10 единиц больше его МОЧ. Это соотношение стоит запомнить, оно может пригодиться для практических расчетов.

Общего, стандартного способа обозначения детонационной стойкости бензина в мире не существует. В Европе и Австралии используют исследовательский метод. У нас в стране до недавнего времени ходили оба, о чем свидетельствовала упомянутая буква «и» (или ее отсут­ствие —
свидетельство использования моторного метода). В Новой Зеландии, соседке Австралии, больше оперируют МОЧ. Даже исследование проводили о снижении его минимума с 82 до 81 единицы. А вот Северная Америка идет своим путем. Там используют совсем другие названия, к счастью, обозначающие один и тот же параметр. В ходу здесь антидетонационный коэффициент AKI — Anti-Knock Index, дорожное октановое число RdON — Road Octane Number (не путать с RON — Research ON — 0Ч по исследовательскому методу), насосное октановое число PON — Pump Octane Number или просто (R+M)/2. Последнее обозначение объясняет суть всех предыдущих. В США и Канаде указывается среднее арифметическое окатновых чисел, полученных по двум разным методикам, то есть
AKI=ИОЧ+МОЧ/2. AKI на 4–5 единиц меньше, чем ИОЧ
(RON). Эти цифры тоже могут пригодиться.

Маленькая экскурсия

Если все вышеупомянутое вам понятно, придется усложнить ситуацию. Очень часто продавцы топлива вместо октанового числа указывают сорт бензина. При этом в разных странах за одними и теми же словами скрываются разные цифры. Более того, единообразия нет даже в отдельных штатах, образующих США.

Начнем от родной печки. У нас бензин А-92 уже подается как Regular, А-95 как Premium и А-98 — как Super. Еще не исчез А-76, замаскированный под А-80, но скорый запрет оставил «старичка» без названия.Данные по некоторым другим странам приведены в сводной таблице. Сразу ее прокомментируем.

Горные штаты США ничем не отличаются от других горных районов мира. Высота над уровнем моря здесь больше, воздух разреженнее. Как ни старайся, без наддува давление в цилиндре как в начале такта сжатия, так и в его конце будет ниже, чем на равнине. Следовательно, и бензин здесь может обладать пониженной стойкостью к детонации. Помните об этом, собираясь надолго спуститься с гор. Чуть пониженные требования к ОЧ в Калифорнии объясняются просто: надо подтолкнуть жителей самого богатого штата к покупке имеющегося в избытке «сотого». Ferrari и Porsche скажут «спасибо». И нефтетрейдеры тоже. В ряде стран Европы 95-й уже давно считается «стандартным» или «регулярным». Хуже не делают.

Зато в некоторых странах третьего мира с Regular и Standard возможны осложнения: они могут быть схожи с нашим А-76 (80). Приведенные здесь сведения помимо познавательного имеют и прикладное значение. Зная страну происхождения купленной иномарки, ее владелец сможет определить, каким бензином надо потчевать свою стальную лошадку. Ведь абсолютное большинство машин, кроме спортивных, представительских и тюнинговых, как правило, довольствуется сортом Regular/Standard без указания в мануале реального октанового числа. Полезны эти цифры и сервисменам, как помогающие определить, каким путем устранять, например, «тупость» машины. Просто перейти на бензин с большим О4 или менять дорогостоящий блок управления двигателем. К месту, специально для механиков, отметим, что сильной детонацией (и от сильной детонации) больше страдают карбюраторные двигатели. На впрысковых обычно имеется датчик детонации в виде миниатюрного пьезоэлектрического микрофона, по сигналу которого электронные мозги делают зажигание более поздним, снижая детонацию. Двигатель страдает меньше, больше страдает владелец машины. Из-за ухудшившейся динамики и роста расходов на топливо.

Вернемся к теме

Как вся эта путаница связана с машиной нашего коллеги? Его Mitsubishi прибыл к нам из Штатов. Обращаемся к таблице. И как «японка», и как «американка» машина должна радоваться нашему 92-му. И переход на 95-й ни динамики, ни экономичности ей не добавит.

Наиболее вероятно, что наш коллега неосознанно выдавал желаемое за действительное. Ему стоит установить бортовой компьютер или хотя бы позаправляться под пробку на одной и той же колонке недельку-другую, регулярно записывая данные расхода и пробега. Затем повторить замеры на другом сорте топлива. Правда, с учетом городских пробок результат все равно получится очень приблизительным.

Если экономия все-таки подтвердится, возможно несколько вариантов ее возникновения.

Первый и самый простой. Опре­де­ленная часть машин в силу суммирования допусков и иных технологических причин имеет характеристики, отличающиеся от паспортных. И это надо принять как данность.

Второе, менее оптимистическое. За годы эксплуатации в камере сгорания скопился нагар и другие отложения, ее объем уменьшился, а степень сжатия, соответственно, возросла. Что и «приспособило» двигатель под бензин с более высоким октановым числом. Лечится регулярным добавлением противонагарных присадок в бензин плюс длительной ездой на высокой скорости. Альтернативой присадке могло бы стать использование «чистящего» бензина Shell V-Power, но за отсутствие лишних хлопот придется расплачиваться. Если «химия» не поможет, то остается «механика». Впрочем, без более веских причин двигатель лучше не разбирать. Если «химия» поможет, скорее всего, двигатель придется подрегулировать.

Третье, самое сложное. Глючит система управления двигателем, зажигание, система рециркуляции отработавших газов. Замена блока управления — дело несложное, но очень дорогое. Стоит проконсультироваться у хорошего диагноста, если такого удастся найти. Как и специалиста по каталитическим нейтрализаторам.

Еще чуть-чуть теории

Многочисленные исследования в разных странах мира подтверждают, что переход на бензин с более высоким октановым числом при постоянной степени сжатия не дает никаких преимуществ, а только повышает расходы на топливо. Теплотворная способность, а значит, и запасенная энергия у разных сортов топлива примерно одинакова. Высокооктановый бензин выделяет столько же энергии, как и стандартный, но горит медленнее. В результате не успевшее сгореть топливо может быть выброшено в глушитель (смерть катализатору) и далее в атмосферу (смерть живому).

Более того, как утверждает сайт Gas Bank USA, производители автомобилей (BMW, Porsche, Mercedes-Benz и др.), даже рекомендуя высокооктановый бензин, допускают применение стандартного без угрозы для двигателя, но с некоторым ухудшением параметров автомобиля.

О том, каково это ухудшение, можно судить по данным, опубликованным Hyundai Motor. На бензине Premium 4,6-литровый двигатель V8 седана Genesis выдает максимальную мощность 375 л. с., а на стандартном (AKI-87) — 386, т. е. менее чем на 2% меньше.

В американском руководстве по эксплуатации Smart Fortwo приведено то же предупреждение, что и для автомобилей Mercedes: «Для обеспечения долгой надежной работы и высоких характеристик двигателя следует использовать бензин сорта Premium Unleaded». А в нижней строке: «Бензин Regular не причинит вреда вашему автомобилю».

Мы не призываем переходить на низкооктановый бензин. Но если ваш автомобиль под него и «заточен», есть ли смысл платить лишние деньги? При одинаковом химическом составе, равной энергоемкости и не зависящем от октанового числа использовании/неиспользовании присадок единственное отличие между сортами бензина — размер прибыли, получаемой продавцом топлива.

Полезные формулы

Определяя, какой бензин нужен вашей машине, полезно знать, что:
AKI = RON+MON/2;
RON — MON ≈ 8–10;
RON — AKI ≈ 4–5;
AKI 87usa= RON 92eu;
AKI 90 ≈ RON 95;
где:
AKI — Anti-Knock Index — антидетонационный коэффициент (США);
RON — Research Octane Number — октановое число по исследовательскому методу (ИОЧ);
MON — Motor Oil Number — октановое число по моторному методу (МОЧ).

Источник

Октановое число

Поделиться

Октановое число представляет собой характеристику топлива, которая указывает на степень сжатия, которую способно выдержать топливо до его взрыва. Чем выше октановое число, тем выше предполагаемая степень сжатия без воспламенения.

Зависимость степенисжатия от октанового числа и детонация двигателя

Топливо с высокими октановыми числами используется преимущественно в высокоэффективных многопоршневых бензиновых двигателях, которым необходимы более высокие степени сжатия. Топливо с более низким октановым числом напротив применяется для использования в дизельных двигателях, так как дизельные двигатели (также называемые двигателями с воспламенением от сжатия) не сжимают топливо, а сжимают только воздух, а затем впрыскивают топливо в воздух, который нагревается за счет сжатия. Бензиновые двигатели основаны на воспламенении топлива и воздуха сжатых вместе в виде смеси и воспламеняется ближе к концу такта сжатия с помощью электрически активируемых свечей зажигания. Именно по-этому высокая сжимаемость топлива имеет значение в основном для бензиновых двигателей.

Использование бензина с более низким октановым числом чем необходимо для конкретного типа автомобиля может приводить к детонации двигателя. Рекомендуемое октановое число для данного типа автомобиля обычно указывается автопроизводителем на крышке закрывающей заправочную горловину(с обратной стороны). Так же детонацию двигателя могут вызывать плохо работающие свечи зажигания или топливные форсунки. При этом свечи не успевают воспламенить топливо-воздушную смесь или она слишком переобогащена(слишком много топлива), а она взрывается посредством силы сжатия. Т.е. весь смысл детонации бензинового двигателя заключается в том что топливная смесь зажигается раньше положенного времени. Современные автомобили для регулирования зажигания топливной смеси в двигателе используют датчики детонации вместе с блоками управления двигателем.

Антиблокировочная тормозная система ABS

От чего зависит октановое число топлива

Для того чтобы понять от чего зависит октановое число топлива необходимо начать с состава топлива. Типичными компонентами бензина является представители семейства углеводородов под названием октаны(название семейства). Они представляют собой бесцветные жидкости с температурой кипения около 125 ° C. Одним из членов октанового семейства является изооктан, который используется в качестве эталона для определения способности бензина или сжиженного нефтяного газа сопротивляться самовоспламенению.

Химическая формула изооктана и его соединения

Октановое число бензина измеряется на испытательном эталонном двигателе, который сравнивает его со смесью изооктана(2,2,4-триметилпентана) и гептана по антидетонационным способностям. Процент содержания изооктана от общего объема в топливной смеси будет показывать его октановое число. Тут есть один маленький нюанс. Если у бензина октановое число равняется 92, это не означает что бензин состоит из 92% изооктана и 8% гептана. Это означает, что данное топливо имеет такие же противодетонационные характеристики как и смесь изооктана и гептана в соответствующих пропорциях. Например, бензин с такими же детонационными характеристиками, как смесь 90% изооктана и 10% гептана, будет иметь октановое число 90. Максимальное значение октанового числа (эквивалент чистого изооктана) равно 100. Из-за крайне низкой детонационной стойкости n-гептана чистый гептан принят за минимум с октановым числом, равным 0.

BMW продала миллионную электричку

Октановое число и энергоемкость топлива

В народе бытует мнение, что чем выше октановое число топлива, тем это топливо содержит в себе больше энергии и оно может повышать производительность автомобильного двигателя. Именно по-этому если на крышке запирания топливнозаливной горловины есть надписи рекомендуемого топлива АИ-92 и АИ-95 некоторые водители заливают именно АИ-95 ошибочно считая, что это повышает производительность двигателя их автомобиля. Это мнение совершенно неверно и сейчас разберемся почему.

Xiaomi планирует дебют электромобиля в 2024 году

Разновидности и методы определения октанового числа

Октановое число топлива является понятием относительным, так как в разных странах определяют его по разным методикам, но у этих методик есть общая черта. Они определяют октановое число на эталонном двигателе, различием являются только условия при испытании топлива. Различают три разновидности октанового числа в зависимости от метода испытания топлива:

Октановое число по исследованиям (RON) является самым распространенным методом измерения октанового числа в мире. При этом методе топливо испытывается в одноцилиндровом двигателе с переменной степенью сжатия в контролируемых условиях при частоте вращения 600 об/мин. Затем полученные значения сравнивают со значениями полученными при испытании смеси изооктана и n-гептана. Степень сжатия варьируется во время испытания, чтобы проверить антидетонационные способности топлива, поскольку увеличение степени сжатия увеличивает вероятность детонации.

Октановое число двигателя (MON) определяется таким же способом как и октановое число по исследованиям (RON). Единственными отличиями являются количество оборотов в минуту коленчатого вала эталонного двигателя, температура смеси и изменяемая синхронизация зажигания. Количество оборотов коленчатого вала в минуту при определении октанового числа двигателя (MON) составляет 900 оборотов в минуту. Топливо при испытаниях (MON) предварительно разогревается, а изменяемая синхронизация зажигания необходима для увеличения детонационной нагрузки на топливо. В зависимости от состава топлива при измерении октанового числа с помощью метода MON результат получается на 8 — 12 единиц ниже, чем при испытаниях по методу RON, но прямой связи между октановым числом двигателя и октановым числом по исследованиям нет.

Антидетонационный индекс (AKI) представляет собой испытание при котором изначально проводятся оба вышеперечисленных испытания(RON и MON), затем рассчитывается среднее арифметическое между этими двумя испытаниями. Таким образом формула расчета антидетонационного индекса будет следующая:

AKI = (RON + MON)/2

Такой метод расчета октанового числа в современном мире не очень распространен, но он применяется в таких странах как Бразилия, США, Канада и др. На территории современной Европы наибольшей популярностью пользуется метод RON.

Акция ГАИ «Зимние шины — безопасность для машины»

Испытания RdON и теоретический расчет октанового числа

Испытания на детонационную стойкость топлива проводятся на стендах с одноцилиндровыми двигателями из раздела выше. Существует еще один способ определения стойкости топлива к детонации, который был разработан еще в 1920-х годах. Этот способ представляет собой испытания октанового числа топлива в реальном многоцилиндровом двигателе на реальгой дороге. Результат испытания октанового числа топлива реальным двигателем на дороге принято называть наблюдаемым октановым числом дороги (RdON).

Наблюдаемое октановое число дороги до сих пор является актуальным в некоторых случаях, но сегодня с развитием технологий испытание топлива на двигателях и стендах является достаточно дорогостоящими удовольствиями. Сейчас специалисты крупных заводов используют экспресс методы определения октанового числа бензина при его производстве с помощью моделирования. Технологии моделирования октанового числа бывают разными, но одним из самых распространенных является метод аддитивности. Смысл его достаточно прост: Бензин(как и любое топливо) состоит из начального сырья и примесей в разном процентном соотношении, и октановое число бензина будет рассчитываться по формуле которая суммирует октановые числа всех компонентов в отдельности в зависимости от их процентного содержания. Формула расчета октанового числа будет выглядеть приблизительно так:

Формула для расчета октанового числа

ОЧ – октановое число;
v_i – объемная доля компонентов в смеси;
ОЧ_i — октановое число компонента смеси.

Как правило, октановые числа всех возможных компонентов смеси известны. То есть при производстве бензина необходимо провести его химический анализ и по формуле рассчитать октановое число. Этот метод расчета октанового числа является одним из многих, но самый простой для понимания.

В Южно-Сахалинск поставили газовые МАЗы

Методы повышения октанового числа

Развитие технологий производства бензинов в первую очередь связано с оптимизацией детонационной стойкости, так как оно является основным эксплуатационным свойством топлива. То есть простыми словами ученые разрабатывают методики повышения октанового числа при снижения стоимости его производства. В основном, товарные марки бензинов производятся путем смешения различного рода компонентов. Детонационная стойкость топлива при этом повышается путем добавления присадок и добавок, или же без их использования. Основных методов, которые используются для повышения октанового числа бензина всего два:

Метод электрофизической модификации прямогонных бензинов был разработан украинскими учеными и осуществляется в повышении октанового числа бензина без применения различного рода добавок и присадок. В основе технологии повышения октанового числа лежит образование в топливе кислородосодержащих составляющих под воздействием фотохимического окисления и комплекса электрофизических воздействий. Образуемые в результате протекающих физико-химических реакций свободные радикалы реагируют с находящимися в бензине алканами и окисляют углеводороды. В результате применения этого метода возможно повышение октанового числа на 10 — 20 единиц.

Lada открыла первый дилерский центр в Армении с новым импортером

Метод повышения октанового числа введением оксигенатов, которые представляют собой кислородосодержащие компоненты топлива(спирты, эфиры) пользуется популярностью как при производстве топлива, так и при эксплуатации конечным потребителем. Грубо говоря, этот метод основан на применении различного рода присадок. В качестве оксигенатов(присадок) выступают бензин-метанол, этанол, трет-бутил, метил-трет-бутиловый эфир, диизоприпиловый эфир и третамиловый эфир. К осровным характеристикам, которым должны соответствовать добавки относятся высокое октановое число смешивания, низкую летучесть и низкую фотохимическую активность. Так же необходимо учитывать, что количество кислорода в химическом составе бензина не должно превышать 2,7%.

Источник

СОДЕРЖАНИЕ

Принципы

Проблема: преждевременное зажигание и детонация

Большинство систем управления двигателем, обычно используемых сегодня в автомобилях, имеют датчик детонации, который отслеживает, возникает ли детонация из-за используемого топлива. В современных двигателях с компьютерным управлением момент зажигания будет автоматически изменен системой управления двигателем, чтобы снизить детонацию до приемлемого уровня.

Изооктан в качестве эталона

Октановое число не является показателем энергоемкости топлива. (См. Эффекты ниже и Теплота сгорания ). Они являются лишь мерой тенденции топлива к контролируемому сгоранию, а не к неконтролируемому взрыву. Это важно знать при выборе топлива для конкретного двигателя. Производительность оптимизируется, когда используется топливо с самым низким октановым числом, которое можно использовать без детонации.

Когда октановое число повышается за счет добавления этанола, содержание энергии на единицу объема уменьшается. Плотность энергии этанола можно сравнить с бензином в таблицах теплоты сгорания.

Методы измерения

Октановое число по исследовательскому методу (RON)

Октановое число двигателя (MON)

Другой тип октанового числа, называемый октановым числом двигателя ( MON ), определяется при частоте вращения двигателя 900 об / мин вместо 600 об / мин для RON. При испытании MON используется двигатель, аналогичный тому, который использовался при испытании RON, но с предварительно нагретой топливной смесью, более высокими оборотами двигателя и изменяемой синхронизацией зажигания, чтобы дополнительно усилить сопротивление детонации топлива. В зависимости от состава топлива, MON современного бензина для насосов будет примерно на 8–12 октановым числом ниже, чем RON, но нет прямой связи между RON и MON. Спецификации бензинового насоса обычно требуют как минимум RON, так и минимум MON.

Антидетонационный индекс (AKI) или (R + M) / 2

Разница между RON, MON и AKI

Из-за разницы в октановом числе от 8 до 12 между RON и MON, указанной выше, AKI, показанное в Канаде и США, на 4-6 октановых чисел ниже, чем где-либо в мире для того же топлива. Эта разница между RON и MON известна как чувствительность топлива и обычно не публикуется для тех стран, которые используют систему маркировки Anti-Knock Index.

Для сравнения см. Таблицу в следующем разделе.

Наблюдаемое октановое число дороги (RdON)

Другой тип октанового числа, называемый наблюдаемым октановым числом на дороге ( RdON ), получен в результате тестирования бензинов в реальных многоцилиндровых двигателях, обычно при полностью открытой дроссельной заслонке. Он был разработан в 1920-х годах и до сих пор надежен. Первоначальные испытания проводились на автомобилях на дороге, но по мере развития технологий испытания были перенесены на динамометры шасси с контролем окружающей среды для повышения согласованности.

Октановый индекс

Октановое число авиационного бензина

Примеры

Значения RON / MON для н- гептана и изооктана равны 0 и 100, соответственно, по определению октанового числа. В следующей таблице перечислены октановые числа для различных других видов топлива.

Эффекты

Более высокое октановое число коррелирует с более высокой энергией активации : количеством приложенной энергии, необходимой для начала горения. Поскольку для топлива с более высоким октановым числом требуется более высокая энергия активации, маловероятно, что данное сжатие вызовет неконтролируемое воспламенение, также известное как самовоспламенение или детонация.

Другим очевидным преимуществом этих самолетов с их пониженной плотностью и массой на единицу объема топлива является то, что самолет с любым заданным объемом топлива в баках автоматически легче. А поскольку многие самолеты летают только изредка и могут простаивать неделями или месяцами, более легкие виды топлива имеют тенденцию испаряться и оставлять меньше отложений, таких как «лак». Самолеты также обычно имеют двойные «резервные» системы зажигания, которые практически невозможно настроить, и время для получения идентичных моментов зажигания, поэтому использование более легкого топлива, которое менее подвержено самовоспламенению, является мудрой «страховкой». По тем же причинам более легкие виды топлива, которые являются лучшими растворителями, с гораздо меньшей вероятностью вызовут «лак» или другие загрязнения на «резервных» свечах зажигания.

Региональные вариации

Выбор октанового числа, доступного на заправочных станциях, может сильно различаться в зависимости от страны.

Источник