Oktanové číslo benzínu – jeho podstata a možné způsoby jeho změny.

V éře rozšířeného používání spalovacích motorů je těžké najít člověka, který by neslyšel o termínu „oktanové číslo benzínu“. I mezi majiteli automobilů je však málo těch, kteří chápou, co je oktanové číslo a proč je potřeba.

Tyto informace jsou přitom nezbytné při výběru optimálního paliva pro různé typy automobilů a jejich zanedbání může vést k vážným škodám. Níže jsou uvedeny podrobné informace o tom, jaké je oktanové číslo automobilového paliva, na čem závisí a co může vyplynout z použití benzinu, který není vhodný pro konkrétní typ motoru.

Co je oktanové číslo jednoduchými slovy

Oktanové číslo je číslo, které kvantifikuje odolnost benzínu vůči klepání (téměř nikdy se nepoužívá k popisu jiných paliv).

Jednoduše řečeno, oktanové číslo je odolnost paliva proti samovznícení (detonaci) při stlačení za chodu motoru. Čím je palivo odolnější vůči detonaci, tím vyšší je jeho oktanové číslo.

Aby bylo možné vzájemně porovnávat různá paliva, jsou zapotřebí určité referenční body. Jedná se o n-heptan a iso-oktan s hodnocením odolnosti proti klepání „0“ pro n-heptan a „100“ pro iso-oktan.

Podstatou oktanového čísla je, že benzín detonuje stejně jako směs těchto dvou látek, přičemž procento isooktanu se rovná oktanovému číslu (odtud název parametru).

S rozvojem technologie byly získány vzorky benzinu s odolností proti klepání vyšší než má izooktan. K charakterizaci takových paliv se používá rozšířená stupnice, ve které se jako referenční směs používá isooktan s přídavkem tetraethylolova nebo toluenu.

Na čem závisí oktanové číslo?

Vzhledem k tomu, že automobilové palivo je vícesložková směs organických látek, závisí oktanové číslo především na složení benzínu.

Nejnižší odolnost proti nárazu mají takzvané „normální“ uhlovodíky s lineární strukturou. Vysoká oktanová čísla jsou charakteristická pro uhlovodíky s rozvětvenou a cyklickou strukturou.

Takzvaný „straight run“ benzín, získaný frakcionací ropy, má nízkou odolnost proti klepání, v průměru 40-60.

K výrobě vysokooktanového benzinu využívá petrochemický průmysl katalytické krakování a reformovací procesy, které zvyšují množství rozvětvených a cyklických uhlovodíků v benzinu. Oktanové číslo je také vysoce závislé na přítomnosti specializovaných přísad nazývaných “aditiva”.

Oktanové číslo a detonace

Jak bylo uvedeno výše, detonace je nekontrolované samovznícení paliva ve válci motoru. Způsobuje explozivní spalování, které vytváří rázové vlny ve spalovací komoře. Tento jev lze snadno rozpoznat podle charakteristického klepání v hnacím mechanismu.

Ve zdravém benzínovém motoru je palivo zapáleno jiskrou, když je píst v horní úvrati. Když dojde během kompresního zdvihu k detonaci, pohyb pístu narazí na odpor, což má za následek přehřátí, ztrátu výkonu a zvýšené opotřebení motoru.

Příčiny detonace mohou být různé, ale jednou z nejčastějších je použití benzínu s nižším oktanovým číslem, než je doporučeno pro tento typ motoru.

Výkonné spalovací motory jsou konstruovány pro vysokou kompresi směsi paliva a vzduchu. Pokud je například auto, které může jezdit pouze na 95- nebo 80-oktanový benzín, naplněno 80-oktanovým palivem, motor při zatížení zažije detonaci.

Použití paliva s požadovaným oktanovým číslem však nezaručuje absenci detonace. Faktem je, že bezohlední výrobci benzinu mohou používat nekvalitní přísady k umělému zvýšení oktanového čísla. Některé z těchto přísad, jako je metan a propan, jsou těkavé a rychle se odpařují z paliva, což má za následek snížení oktanového čísla.

Metody stanovení oktanového čísla

Oficiálně v Rusku existují dvě metody měření oktanového čísla – „výzkum“ a „motor“. Tyto metody zahrnují použití specializovaných instalací založených na jednoválcových motorech s možností nastavení kompresního poměru a teploty palivové směsi. Algoritmy pro měření detonačního odporu jsou pro tyto metody stejné.

Vzorky benzinu jsou porovnány s referenčními směsmi. Účelem testu je vybrat standard, který bude detonovat se stejnou intenzitou jako testované palivo.

Rozdíl mezi těmito metodami spočívá v provozu zařízení, ve kterých se zkouška detonační odolnosti provádí. Metoda „motoru“ zahrnuje testování benzínu za podmínek maximálního výkonu motoru při zvýšené teplotě vstřikované směsi paliva a vzduchu. Během testu jsou otáčky motoru 900 ot/min a teplota vstřikované směsi vzduchu a paliva je 149 °C. Předpokládá se, že tento režim provozu motoru je typický pro jízdu mimo město.

„Testovací“ metoda umožňuje určit oktanové číslo benzínu při částečném zatížení motoru. Otáčky motoru jsou nastaveny na 600 ot/min a teplota vstřikování paliva je nastavena na 52 °C. Tento provozní režim simuluje jízdu po městě.

Oktanové číslo testu a oktanové číslo motoru obvykle nejsou stejné. Rozdíl mezi těmito dvěma parametry je citlivost paliva. Při výběru paliva je proto důležité věnovat pozornost metodě používané pro stanovení odolnosti proti klepání. Kromě toho se označení paliva může v jednotlivých zemích lišit.

Například v Evropě je hlavním ukazatelem RON. V USA a Kanadě je dalším parametrem AKI – průměrná hodnota mezi výzkumným oktanovým číslem a oktanovým číslem motoru.

Vzhledem k tomu, že uživatelská příručka vašeho vozidla specifikuje požadavky na benzin pro danou zemi, měl by majitel vozidla zahraniční výroby použít k výběru nejvhodnějšího paliva tabulky oktanového čísla.

Výše uvedené metody pro měření detonační odolnosti jsou pracné a vyžadují specializované vybavení a činidla. Mnoho řidičů se proto zajímá o otázku, jak zkontrolovat oktanové číslo benzínu doma. Proto se rozšířila expresní metoda pro stanovení oktanového čísla pomocí tzv. oktanomerů.

Tyto přístroje měří dielektrickou konstantu benzínu a výslednou hodnotu porovnávají s databází uloženou v paměti přístroje. Tato metoda však není příliš přesná, protože naměřené hodnoty jsou vysoce závislé na typu palivových aditiv používaných výrobci benzinu.

Maximální oktanové číslo benzínu

Vývoj technologie spalovacích motorů směřuje ke zvyšování výkonu a účinnosti. S rostoucími parametry se zvyšují i ​​požadavky na používané palivo.

Použití přísad na bázi organokovových sloučenin (tetraethylolovo, ferocen atd.) umožňuje získat benzín s odolností proti klepání 130-140 jednotek. Ve většině rozvinutých zemí jsou však taková aditiva do motorových paliv z ekologických důvodů zakázána. Bezolovnatý benzín (který neobsahuje tetraethyl olovo) může mít oktanové číslo až 109.

Většina moderních automobilů je navržena pro použití 95 nebo 98 oktanového benzínu.

Závodní vozy používají palivo s vyšším oktanovým číslem – až 102 (podle technických předpisů FIA). Některá letecká paliva používají vyšší oktanová čísla, až 115.

Jak zvýšit oktanové číslo

Existují dva způsoby, jak zvýšit oktanové číslo. Prvním způsobem je změna výrobního procesu a použití katalyzátorů na bázi rhenia. V důsledku toho se zvyšuje obsah rozvětvených, cyklických a aromatických uhlovodíků v benzínu, což zvyšuje jeho odolnost proti detonaci.

Alternativou je použití různých palivových aditiv. Jedním z nejúčinnějších antidetonačních přísad je tetraethylolovo. Tato látka se používá v palivovém průmyslu od roku 1921, ale její použití je nyní zakázáno kvůli její toxicitě a nebezpečnosti pro životní prostředí.

Dnes se nejčastěji používají přísady na bázi alkoholů, etherů a aromatických uhlovodíků. Tyto přísady zvyšují oktanové číslo o 10-12 jednotek a mají pozitivní vliv na ekologické vlastnosti paliva.

Nevýhodou tohoto přístupu je, že mnoho přísad je těkavých a rychle se vypařují z paliva. Tento jev vede ke snížení kvality benzínu při skladování.

Kromě toho může vysoká rychlost odpařování některých druhů paliva vést k tvorbě vzduchových kapes v palivovém potrubí vozidla. Nejbezpečnějším palivovým aditivem je methyl-terc-butylether, který je široce používán v Evropě a SNS.

Jak snížit oktanové číslo

V Rusku se výroba nízkooktanového benzínu prudce snížila v důsledku přechodu na ekologické normy Euro. To je dnes na čerpacích stanicích téměř nemožné.

V provozu je přitom mnoho strojů, jejichž motory tento druh paliva pro běžný provoz vyžadují. Majitelé proto stojí před otázkou, jak snížit oktanové číslo.

Existují dvě účinné metody.

Jak bylo uvedeno výše, mnoho moderních antidetonačních přísad do paliva se může snadno odpařit. Pokud tedy necháte nádobu s benzínem otevřenou několik dní, její odolnost proti výbuchu se výrazně sníží.

Druhým způsobem je přidání parafínu do benzínu. Je obtížné vypočítat přesné proporce, proto je nutné kontrolovat kvalitu paliva.

Doporučené oktanové číslo pro vůz

Odpověď na otázku nejlepšího paliva do auta zní jednoznačně, že se doporučuje pro konkrétní typ motoru. Použití benzínu s nízkým oktanovým číslem, jak již bylo zmíněno, vede k detonaci.

Mnoho moderních automobilů je vybaveno antidetonačními systémy, a proto mohou používat palivo s nižším oktanovým číslem, než je doporučeno. To zvyšuje spotřebu paliva a snižuje výkon motoru, takže je zbytečné snažit se tímto způsobem ušetřit.

Ale ani použití paliva s vyšším oktanovým číslem, než je doporučeno, nepomůže. V nejlepším případě to povede ke zvýšeným nákladům v důsledku vyšších nákladů na vysokooktanové palivo. V nejhorším případě to může vést k nedokonalému spalování benzínu.

Mýty o oktanovém čísle

Na začátku článku bylo uvedeno, že jen velmi málo majitelů automobilů jasně rozumí oktanovému číslu. V důsledku toho vyrostlo mnoho mýtů. A zatímco některé z nich jsou relativně neškodné, věřit jiným může způsobit vážné poškození vašeho auta.

1. Mýtus 1. Teplota spalování vysokooktanového benzínu je vyšší, takže motor vyvine větší výkon. Oktanové číslo nemá nic společného s teplotou spalování a množstvím generovaného tepla. Všechny druhy benzinu mají stejnou výhřevnost, takže zvýšení výkonu motoru používáním vysokooktanového paliva nepočítejte.
2. Mýtus 2: Oktanové číslo lze měřit pomocí ručního zařízení. Všechny druhy „oktanometrů“ udávají velmi přibližná oktanová čísla, takže byste se na ně neměli spoléhat. Přesnou hodnotu detonační odolnosti lze získat pouze ze zkoušek na zkušební stolici.
3. Mýtus 3. Benzín 92 neobsahuje přísady, a proto je pro motor méně škodlivý než 95 a 98. Veškerý benzín s oktanovým číslem vyšším než 90 obsahuje přísady proti nárazům. Moderní aditiva do paliva se přitom zcela spálí za chodu motoru, aniž by došlo k jeho poškození, a dokonce pomáhají čistit palivový systém.
4. Mýtus 4: Čím vyšší oktanové číslo, tím vyšší kvalita benzínu. Odolnost proti detonaci není jediným parametrem, který určuje kvalitu benzínu. I vysokooktanový benzín může obsahovat nečistoty, které negativně ovlivňují výkon motoru a znečišťují životní prostředí.

Závěr

Hlavním požadavkem na automobilový benzin je zajištění nepřerušovaného chodu motoru v normálním režimu. A oktanové číslo je jednou z nejdůležitějších charakteristik paliva.

Neměli byste experimentovat s různými druhy paliva a snažit se naplnit nádrž nekvalitním benzínem v naději na zisk.

Pouze používání paliva, které bylo testováno a odpovídá charakteristikám motoru, zaručuje dlouhý a spolehlivý provoz vašeho vozidla.

Většina majitelů automobilů má mlhavou představu o tom, co je oktanové číslo. Jejich znalosti jsou zpravidla omezeny na pochopení, že čím vyšší je tento ukazatel, tím lepší je kvalita benzínu. Bohužel, takový výklad je daleko od pravdy. A protože začínající řidiči se naučí spoustu věcí, ale jen velmi málo se toho do výcvikového kurzu nezapojí, trocha informací na toto téma nikomu neublíží.

Co znamená oktanové číslo?

Tento nejasný termín označuje stupeň odolnosti kapalného paliva vůči výbuchu. Jinými slovy, jaký je práh vznícení benzínu pod tlakem, tedy při kompresi. Jako standard se bere směs dvou uhlovodíků: isooktan a n-heptan. Metody stanovení OC se však mohou lišit, takže existuje klasifikace tohoto ukazatele v závislosti na způsobu stanovení:

• OCHI – výzkum OC;
• OCHM – motorový OCH.

Protože instrumentální mechanismy těchto metod nejsou stejné, existuje rozdíl mezi hodnotami RON a NON, který se nazývá citlivost kapalného paliva. Obě metody jsou laboratorní. A pokud mluvíme o skutečném ukazateli získaném z pracovní pohonné jednotky, mluvíme o skutečném oktanovém čísle. Určuje se pomocí speciálního stojanu při běžícím motoru. Ale nejblíže realitě je ukazatel silničního OC, který se měří na jedoucím vozidle.

Isooktan je látka, která je vlivem kompresní síly prakticky hořlavá, proto směs složená pouze z ní má maximální možné oktanové číslo 100. Naopak směs složená pouze z n-heptanu má oktanové číslo nulové. V tomto případě je spalování n-heptanu v důsledku vystavení i minimálnímu tlaku doprovázeno charakteristickými klepáními v CPG, které se nazývají detonace. Přesně k tomu dochází, pokud používáte palivo s oktanovým číslem nevhodným pro danou pohonnou jednotku. Kovové zvonění vzniká v důsledku šíření zvukových vln v důsledku příliš rychlého spalování palivových souborů. Opakovaně se odrážející od povrchu pístů/válců se stávají jasně slyšitelnými a rozpoznatelnými pro zkušené řidiče. Oktanové číslo tedy ukazuje, jak rychle probíhá spalovací proces ve válcích motoru.

Vliv výkonu motoru na vlastnosti pohonné jednotky

Vztah mezi rychlostí spalování benzínu a OS je lineární. Čím nižší je oktanové číslo, tím kratší dobu trvá zapálení palivového souboru, což přímo ovlivňuje spotřebu paliva – pokud hoří rychleji, než by mělo, pak vstupuje do spalovací komory rychlostí zvýšenou o odpovídající hodnotu. To však neznamená, že pouhým zvýšením otáček motoru můžeme ušetřit: pokud spalování probíhá pomaleji, než by mělo, je to také špatné, protože účinnost motoru klesá, což vede ke ztrátě odezvy motoru a zhoršení dynamické vlastnosti. Naplněním motoru na 95oktanový benzín palivem s oktanovým číslem 92 dosáhnete zvýšení spotřeby. Pokud je situace opačná (místo pracovní 92 vyplníme 95), spotřeba zůstane stejná, ale sníží se výkon motoru. Takže použití špatného benzínu je možné, ale nedoporučuje se. Doporučuje se to provádět pouze za okolností vyšší moci, ale ne pravidelně.

Jak zjistit oktanové číslo benzínu

NMC podle GOST 511/82 se měří pomocí speciální instalace UIT65M, která se skládá z následujících součástí:

• zařízení, které měří detonaci;
• jednoválcový motor vyznačující se dynamickým kompresním poměrem a vybavený snímačem stupně klepání;
• zařízení určená k regulaci pravděpodobnosti detonačních procesů.

Samotný algoritmus měření je následující:

• zkušební palivo se nalije do motoru a manipulací s kompresním poměrem se dosáhne detonačních jevů specifické velikosti;
• Tvoří referenční směs charakterizovanou stejným množstvím detonace a OC původního paliva se stanoví z poměru n-heptanu k isooktanu.

GOST 8226/82 popisuje postup měření OC pomocí výzkumné metody. V tomto případě je provozní režim motoru charakterizován nižším zatížením, v důsledku čehož je ROM vždy o něco vyšší při jmenovité hodnotě. Pokud je potřeba nezávisle měřit oktanové číslo, lze to provést pomocí komerčně dostupných přístrojů. Příkladem je oktanoměr, který využívá metodu měření založenou na dielektrické konstantě kapalného paliva (tato hodnota se mění úměrně oktanovému číslu).

Čtěte také: Jak dlouho auto ujede, když se rozsvítí kontrolka plynu?

Zvláštností metody je vytvoření kalibrační stupnice, která umožňuje určit OC s přijatelnou přesností. Ke konstrukci takové váhy budete potřebovat určité množství n-heptanu a benzínu s přesně stanoveným oktanovým číslem. Podobný postup lze použít pro stanovení cetanového čísla u motorové nafty. Možnost využití této metody vychází ze skutečnosti, že benzin se v současnosti vyrábí bez použití metody přímé destilace, ale pomocí technologie kampaudování, případně míchání komponent. Stanovení oktanového čísla benzínu pomocí této metody má však také nevýhody:

• pro provedení výzkumu je nutné mít již identifikované palivo;
• vliv vnějších faktorů může značně zkreslit výsledky měření;
• metoda je nepřijatelná pro měření benzinu různých typů a vyrobených různými způsoby;
• každý přístroj musí být kalibrován pomocí referenčních zařízení;
• měření musí být prováděno za pečlivého dodržení teplotních podmínek uvedených ve specifikaci zařízení.

Všechny přístroje, které měří OC, používají podobný princip měření, a proto jsou jejich výhody a nevýhody obecně totožné. Všimněte si, že oktanové číslo může být vyšší než 100 kvůli zahrnutí určitých přísad do benzínu, ale žádné z těchto zařízení není schopno pracovat s takovými kapalinami.

Jedním z nejdostupnějších měřičů oktanu je domácí vývoj OKTIS, který lze zakoupit za přibližně 3500 600 rublů. Německé zařízení Digatron je přesnější a spolehlivější, ale stojí několikanásobně více, asi XNUMX eur. Přesto je to on, kdo je na ruském trhu považován za nejžádanější. Pro jeho provoz je zapotřebí referenční palivo, které se porovnává se zkušebním palivem a na základě toho se vyvozují závěry o jeho oktanovém čísle. Nevýhodou tohoto oktanometru, stejně jako jiných analogů, je, že pro každý měřený benzín od různých výrobců bude vyžadován odpovídající referenční vzorek, protože v tomto případě se bude kalibrační vztah mezi OC a dielektrickou konstantou lišit. Každé měření musí být navíc doprovázeno kalibračními postupy, což také ovlivňuje přesnost měření a spolehlivost získaných výsledků.

Poměrně drahým, ale účinným zařízením ruské výroby je oktanový měřič OKTAN-IM (45–50 tisíc rublů). Mezi jeho vlastnosti patří přítomnost vestavěné paměti, která umožňuje uložit až 10 kalibrací. Přesnost zařízení není uspokojivá.

Zařízení PE-7300 M je zahrnuto ve stejné cenové kategorii a jeho „trikem“ je proprietární software, který umožňuje propojení s počítačem/laptopem. Oktanoměr může brát v úvahu teplotní faktor, který zvyšuje přesnost měření (dielektrická konstanta má slabou závislost na teplotě okolí).

Přibližně podobnou funkcionalitu obsahuje zařízení SHATOX SX-100M, které stojí asi 1800 dolarů. Je vybaven teplotním senzorem, a proto měří tento indikátor přesněji než PE-7300, který to dělá čistě softwarově. Bez ohledu na to, zda měříte 92 oktanový nebo 95 oktanový benzín, pokud máte referenční vzorek paliva, výsledky by měly odpovídat požadované přesnosti, ale v rámci stejné šarže benzinu. Jiné dodávky, a to i od stejného výrobce, mohou vyžadovat dodatečnou kalibraci přístroje.

Kompresní poměr a RH

Všechny možné typy benzínu se vyznačují velmi specifickým kompresním poměrem, který je regulován GOST. Souvislost oktanového čísla s kompresním poměrem můžete vidět z následující tabulky:

Čtěte také: Tankování do plné nádrže: mýty a realita

Název benzínu	OC		GOST	Stupeň komprese
	OČI	OHM
A72	72	208477	7.00
A76	76	208477	7.50
AI80	80	76	5110597	8.00
AI91	91	82.5	FS 5110597	9.00
AI92	92	83	TU 38001168/97	9.20
AI93	93	85	208477	9.30
AI95	95	85	FS 5110597	9.50
AI96	96	85	TU 38001168/97	9.60
AI98	98	87	FS 5110597	10.00

Metody snižování OP

V současné době již v síti tuzemských čerpacích stanic nenajdete benzin 76/80. Zařízení navržené speciálně pro tyto typy benzinu je však stále k dispozici a jak jsme uvedli výše, nemůže fungovat na benzin s vyšším oktanovým číslem. Potřeba nízkooktanového benzínu tedy zůstává na poměrně stabilní, i když relativně nízké úrovni. Z této situace existuje východisko – umělé snížení oktanového čísla benzínu na požadované úrovně. To lze provést i doma, ale přibližně. Pokud máte například pojízdný traktor vyrobený před více než 10 lety, budete muset snížit oktanové číslo z 95 na 80.

Nejjednodušší způsob je jednoduše otevřít nádobu s benzínem. Při každodenní interakci se vzduchem se OC sníží asi o 0.5 jednotky, takže postup bude trvat asi měsíc. Zjevnou nevýhodou této metody je doba trvání. Druhým, běžnějším způsobem je ředění benzínu petrolejem. A ačkoli je považován za nejběžnější pro automobily na nízkooktanový benzín, jeho hlavní nevýhodou je obtížnost výběru požadovaného podílu, to znamená, že přesnost metody je velmi nízká. Totéž však lze říci o první metodě, takže v každém případě budete muset měřit OC pomocí oktanometru.

Jak zvýšit oktanové číslo benzínu

Existují také opačné situace, kdy je na čerpací stanici k dispozici pouze 92. benzín, ale je vyžadován 95/98. V tomto případě se můžete pokusit nezávisle zvýšit oktanové číslo benzínu, k čemuž se do paliva přidává speciální látka, souhrnně nazývaná antidetonátor. Zvažme všechny hlavní přísady používané jako antidetonační činidlo. Obyčejný ethyl (methyl) alkohol může zvýšit OC o požadované množství. Přidáním litru alkoholu do 10 litrů benzínu 92 získáte palivo s oktanovým číslem 95. Taková směs se mimochodem bude vyznačovat méně toxickým složením výfukových plynů, ale tato metoda má také nevýhody. Za jeden z nich se považuje zvýšení tlaku par palivového souboru, což vede ke zvýšení pravděpodobnosti ucpání palivového potrubí energetického systému vozidla. Druhou nevýhodou alkoholové směsi je zvýšení hygroskopičnosti, což vylučuje možnost skladování paliva po libovolnou dobu v otevřené formě kvůli možnosti akumulace kritického množství vody v benzínu.

Tetraethylolovo má fyzikální vlastnosti, které z něj činí jeden z nejúčinnějších antidetonačních činidel. To zahrnuje vysokou viskozitu a velmi vysoký bod varu (asi dva tisíce stupňů). Poprvé byl použit jako přísada zvyšující výkon téměř před stoletím – v roce 1921. Umožňuje zvýšit HP o 15-17 jednotek. Právě tato látka se nejčastěji používá ke zvýšení oktanového čísla benzínu vlastními rukama. Bohužel, tetraethylolovo má také nevýhody, které omezují jeho použití. Jedná se o tvorbu oxidu olovnatého při spalování zředěného paliva. Tato látka tvoří sediment, který se usazuje na vnitřních plochách pístů, ventilů a dalších součástí CPG.

Pro minimalizaci tvorby takových karbonových usazenin se do tetraethylolova přidávají speciální látky (dimethan, bromethyl, dibrompropan), které vážou zplodiny hoření olova a usnadňují jejich odvod výfukovým traktem ven.