Как повышается октановое число бензина
Что такое октановое число бензина? 3 способа повысить показатель
Значение октанового числа бензина напрямую влияет на его распределение на разные категории. С помощью данного параметра можно определить как химические свойства бензина, так и его фактическое качество. Что такое октановое число бензина, на что оно влияет, и можно ли изменять ОЧ?
От октанового числа бензина зависят разные характеристики автомобиля, например, динамические или эксплуатационные свойства. Речь идёт о мере стойкости конкретного типа топлива к возгоранию (детонации). Для разных видов горючего разработаны отдельные стандарты, и именно они учитываются при подборе октанового числа для конкретного типа автомобильного двигателя. Рассмотрим подробнее, что такое октановое число бензина, как измерить данный параметр, как он влияет на характеристики бензина.
Дополнительно рекомендуем прочитать полезную статью нашего эксперта, в которой он рассказывает, можно ли заливать 92 бензин вместо 95.
Более подробную информацию о плотности дизельного топлива и способах её измерения читайте в материале нашего специалиста.
Понятие октанового числа
Октановое число представлено в виде меры, которая определяет химическую стойкость топлива к автоматическому зажиганию. Детонационная стойкость прямо пропорциональна величине ОЧ. Топливно-воздушная смесь сжимается под воздействием поршня во время такта сжатия. Высокое давление может спровоцировать самопроизвольное возгорание смеси, и это проблема, если детонация произошла до того, как свеча зажигания дала искру.
Сопровождается данный процесс шумовым эффектом, напоминающим звон монет в керамической копилке. Объяснить такие звуки можно образованием волн высокого давления, между которыми происходит столкновение.
Последствия самовозгорания могут быть представлены серьёзными повреждениями внутренних элементов мотора, поршневые отверстия могут расправиться, а шатуны погнуться. Двигатель выходит из строя.
С современными двигателями таких неприятностей практически не происходит благодаря наличию специальных компьютерных блоков управления. Соответствующие детонационные датчики монтируются на блок мотора и своевременно определяют частоты, указывающие на риск детонации.
После фиксации подобных частот управляющий КПП модуль возвращает контроль воздушно-топливной смеси. Происходит оттягивание момента появления искры в свечах, снижение уровня наддува в моторе или коррекция состава топливной смеси для предотвращения поломки.
ОЧ и степень сжатия
Разработки автомобильных концертов ориентированы на предотвращение самовозгорания в узлах мотора, поэтому двигатели производятся с высокой степенью сжатия. В данном контексте именно октановое число имеет первостепенное значение, поскольку топливо с высоким октановым числом требуется для двигателей с высокой степенью сжатия. Применяются они преимущественно в представительских или спортивных автомобилях. Степень сжатия в современных авто может составлять 10 к 1, однако встречаются и более высокие показатели.
Конкретное ОЧ разработано заводом-изготовителем отдельно для каждый модели и марки машины. Характеристики такого рода указаны в инструкции по эксплуатации, но к чему приведет игнорирование рекомендаций?
Использование топливной жидкости с меньшим ОЧ, чем требуется, приводит к следующим последствиям:
Если же октановое число в топливе, наоборот, выше, чем нужно, последствия будут не такими плачевными. Речь идёт о незначительном снижении динамики, поскольку горючая смесь будет сгорать дольше.
Измерение октанового числа (ОЧИ и ОЧМ)
Определение октанового числа бензина возможно двумя методами – исследовательским и моторным. Поскольку полученные в результате данных манипуляций результаты различны, обозначаются они как ОЧИ и ОЧМ, соответственно. Соблюдение особых условий для реализации обоих методов является обязательной мерой. Первостепенно необходимо подобрать смеси эталонных углеводородов высокого качества с числом 100 (изооктан) и нормального n-гептана с числом 0.
На следующем этапе октановое число определяется с помощью специальной установки.
Отдельно стоит рассмотреть третий способ определения октанового числа – использование специальных приборов, однако в данном случае стоит сразу ориентироваться на наличие погрешностей, поскольку точность таких измерений зачастую сомнительна.
Использование приборов
Абсолютно все приборы, используемые для измерения величины ОЧ, имеют единый принцип работы – определение диэлектрической проницаемости бензина, поскольку данный параметр пропорционально зависит от величины ОЧ. Обязательной мерой является составление специальной калибровочной зависимости с целью получения максимально точной величины. Данная зависимость строится с учётом н-гептана и топлива с известной величиной октанового числа.
Среди наиболее распространённых устройств импортного и отечественного производства можно выделить следующие.
Стоит отметить, что ОЧ согласно измерениям приборов может существенно отличаться в зависимости от производителя топлива из-за разной калибровочной зависимости. Построение индивидуальных калибровок для каждого случая является обязательной мерой. Бензин конкретного производителя принято использовать в качестве стандарта.
Среди недостатков рассматриваемого способа определения ОЧ можно выделить сложность определения разных внешних факторов, которые могут влиять на процесс измерения. Также недостатком считается невозможность анализа неидентифицированного топлива, поскольку анализ изначально основан на сравнении.
Повышение ОЧ
Часто водители интересуются, как повысить октановое число бензина или понизить данный показатель. Повышение ОЧ считается более простым процессом, чем понижение. Это может быть добавление специального антидетонатора или использование сложного технологического процесса. Именно первому варианту принято отдавать предпочтение.
В качестве антидетонаторов могут использоваться следующие вещества.
Понижение ОЧ
Поскольку продажа 76-го и 80-го бензина на заправках от недавнего времени прекратилась, возникла необходимость понижать октановое число топлива, поскольку техника, работающая на бензине с низким октановым числом, эксплуатируется до сих пор. В качестве примера можно привести модели мотоблоков, которые были выпущены 10 лет назад или раньше.
Если залить вместо 76-го или 80-го бензина 92-й, двигатель будет глохнуть или работать неровно, поэтому предварительно ОЧ необходимо понизить. Среди народных способов можно выделить два.
Выводы
Нельзя назвать измерение октанового числа топлива простой процедурой, однако у рядового водителя редко возникает в этом необходимость, поскольку производители бензина изначально маркируют его, и выбрать подходящее топливо на заправке не составит труда. Не стоит пренебрегать рекомендациями автомобильного завода и использовать для заправки машины топливо с иными значениями октанового числа.
Октановое число
Что такое октановое число бензина и как оно влияет на работу двигателя? Что значат обозначения: АИ-92, АИ-95, АИ-98? Какой бензин можно заливать в машину и к чему это может привести? В статье вы найдете простые ответы на сложные вопросы.
Что означает октановое число
Октановое число обозначает устойчивость топлива к самопроизвольному возгоранию (детонации). Чем больше октановое число, тем тем выше детонационная устойчивость, и чем меньше октановое число, тем ниже детонационная устойчивость бензина.
Высокое октановое число говорит о том, что топливо может выдерживать большее сжатие до наступления процесса детонации. Низкое октановое число свидетельствует о небольшой способности топлива к сжатию до наступления детонации.
Октановое число в маркировке бензина
Автомобильный бензин маркируется буквой «А», в отличие от авиационного, который имеет обозначение «Б». Буква «И» обозначает октановое число, которое получается лабораторным исследовательским методом.
Бензин маркируется в лабораториях, где испытуемая смесь сравнивается с эталонным образцом. Бензин, в составе которого находится 95% изооктана и 5% гептана, получает маркировку АИ-95. Цифра 95 говорит о процентном содержании устойчивого изооктана в составе бензина.
Бензин различных марок (АИ-92, АИ-95, АИ-98, экстра-, евро-) имеет не только разное октановое число, но и отличается особенностями производства, наличием антидетонационных присадок и различных добавок.
Как связаны октановое число, изооктан и гептан
Бензин в основном состоит из смеси двух углеводородов: изооктана и гептана. В качестве эталона для сравнения различных видов бензина между собой были определены два вещества: изооктан с детонационной стойкостью «100» и гептан, с детонационной стойкостью «0».
Изооктан не детонирует при максимальном сжатии, возникающем в стандартных бензиновых двигателях. Чистый изооктан без примесей можно считать бензином с октановым числом 100. Гептан детонирует при минимальном сжатии, поэтому имеет октановое число «0».
Поскольку бензин является смесью этих веществ, то его детонация будет напрямую зависеть от количества изооктана и гептана.
Октановое число бензина характеризует количественное соотношение изооктана к гептану. С практической точки зрения октановое число несет информацию о составе и качестве бензина, его эксплуатационных характеристиках, устойчивости к детонации, запасе хода, развиваемой мощности двигателя.
От чего зависит октановое число
Октановое число бензина напрямую зависит от его состава. Топливо на основе бензина — это смесь большого количества компонентов, которые добавляют к чистому бензину для улучшения его свойств. Очищенный бензин, получаемый из сырой нефти, имеет низкую устойчивость к детонации (40-60 единиц).
Самую маленькую детонационную устойчивость имеют линейные углеводороды. Для них характерно маленькое октановое число. Циклические углеводороды и углеводороды с разветвленным строением имеют высокое октановое число и высокую детонационную устойчивость.
Для повышения устойчивости топлива к воспламенению используют специализированные добавки и промышленные способы переработки нефти (риформинг и крекинг), позволяющие уменьшить долю углеводородов с линейным строением и увеличить долю разветвленных и циклических углеводородов в составе бензина.
Что такое детонация
Детонация в двигателе внутреннего сгорания представляет собой неконтролируемое самопроизвольное воспламенение топлива.
Пагубность детонации для двигателя
При обычном плавном сгорании топлива в цилиндре фронт пламени движется со скоростью 20-40 м/с, что позволяет бензину сгореть полностью. При детонации скорость фронта пламени возрастает до 2000 м/с, что подобно взрыву.
Гиперзвуковые ударные волны сдирают масляную пленку на стенках гильз, что увеличивает износ поршневых колец и цилиндров, двигатель перегревается.
Детонация выражается в появлении характерных металлических стуков (удары взрывной волны о стенки цилиндров в двигателе), перегреве и потере мощности двигателя. Детонация ведет к закоксовке камер сгорания и быстрому износу двигателя из-за нарушенной работы механизмов. Это крайне негативное и опасное явление, которое лучше избегать.
Причины возникновения детонации
Детонация может возникнуть при использовании бензина с более низким октановым числом, чем рекомендованным производителем двигателя, например, использование 80-го бензина для двигателя, рассчитанного на 95-й бензин.
Различные вещества имеют свою собственную устойчивость к детонации, одни более устойчивы, другие — менее. Так, гептан неусточив к возгоранию, а изооктан — устойчив. Поэтому более устойчивый к детонации бензин содержит небольшое количество гептана и большое количество изооктана.
Как определить октановое число
Есть несколько способов определения октанового числа бензина: лабораторные методы и самостоятельное определение.
Определение октанового числа лабораторными методами
Октановое число достаточно точно можно определить только лабораторными методами:
Эти два лабораторных метода дают два разных значения октанового числа для одной и той же пробы топлива.
В России принято учитывать значение октанового числа, полученное с помощью исследовательского метода. В США — берут среднее арифметическое от двух показателей. В разных странах принята своя система обозначения октанового числа бензина, что нужно учитывать, отправляясь на своей машине за границу.
Определение октанового числа самостоятельно
Октановое число можно определить с помощью специального прибора — октанометра, который дает очень примерное показание с большой погрешностью (в 5-10 единиц). Его можно приобрести в свободной продаже, но точного ответа на вопрос об октановом числе бензина он не даст.
Принцип действия октанометра основан на измерении диэлектрической проницаемости бензина и расчету октанового числа по калибровочной зависимости. Поэтому, можно сказать, что октанометр измеряет не октановое число, а импеданскую электропроводность бензина, которая зависит от количества высооктановых углеводородов.
Проще сказать, что измерить точно октановое число бензина самостоятельно невозможно.
Наиболее поплярные октанометры: ОКТИС, ОКТАНОМЕТР ПЭ-7300М, ОКТАН-ИМ, Digatron, SHATOX SX-100M.
Максимальное октановое число
Теоретически (и практически) возможно получение бензина с октановым числом 130-140 при добавлении присадок на основе металлоорганики (тетраэтилсвинца, ферроцена и других). По экологическим причинам использование металлорганических присадок запрещено.
Максимальное октановое число, которое может иметь автомобильный бензин без использования тетраэтилсвинца (неэтилированный бензин) — 109. Максимальное октановое число авиационного бензина — 115.
Для современных автомобилей выпускается бензин с октановым числом 92, 95 и 98. Для гоночных машин производится высокооктановый бензин со значением — 102.
Сгорание бензина с различным октановым числом
Скорость сгорания топлива напрямую зависит от октанового числа. При нормальной работе двигателя бензин внутри цилиндров должен мягко постепенно сгорать, а не взрываться. При таком режиме сгорания двигатель работает плавно и равномерно.
При использовании низкооктанового бензина, степень сжатия в цилиндре превосходит максимальное значение и топливная смесь самопроизвольно воспламеняется, т. е. детонирует раньше, чем свеча зажигания успевает подать искру.
При использовании высооктанового бензина степень сжатия топливной смеси в цилиндре не достигает требуемого значения, при котором происходит равномерное сжигание топлива. Бензин при этом будет гореть слишком медленно и не успеет сгореть до конца.
Как влияет на двигатель бензин с более низким октановым числом
Если по какой-то причине заправить автомобиль бензином, имеющим октановое число ниже, чем рекомендовано производителем двигателя (например, использовать Аи-92 вместо АИ-98), это не приведет ни к чему хорошему для двигателя.
При работе на низкоктановом бензине в цилиндрах возникает детонация, то есть самовоспламенение, раньше, чем искра свечи зажигания подожжет топливную смесь.
Через некоторое время эксплуатации машины возникнут посторонние звуки, идущие из мотора, снизится его мощность, увеличится расход бензина. Повысится температура двигателя, которая увеличит температуру в выхлопном катализаторе, что приведет к снижению его прочности.
В такой ситуации во время движения важно не допускать увеличения оборотов двигателя; на ближайшей заправке надо заправиться нужной маркой бензина.
Иногда низкооктановый бензин заливают в попытке съэкономить деньги, так как современные автомобили оснащены системами, позволяющими справится с таким топливом. Но, к сожалению, увеличенный расход топлива сводит на нет такой эксперимент. Экономии не получится, а нагрузка на двигатель увеличится.
Как влияет на двигатель бензин с более высоким октановым числом
Вопреки распространенному мнению, что бензин с более высоким октановым числом является более качественным и поэтому всегда лучше, это не так. Если залить в машину бензин с октановым числом выше рекомендуемого (например, залить АИ-98 вместо И-92), это также не несет ничего хорошего для двигателя.
Работа мотора на таком бензине также ведет к увеличению расхода топлива, снижению мощности, образованию нагара на свечах, поршнях и клапанах.
Использование высокооктанового бензина подразумевает большую степень его сжатия в цилиндрах для нормального процесса горения смеси. В двигателе, который не рассчитан на такое сжатие, происходит слишком медленное горение топлива. Бензин не будет успевать сгореть до конца.
Что далее приведет к перегреву выпускных клапанов. Если они прогорят, то потребуется капитальный ремонт двигателя, который займет много времени и денег.
Чтобы избежать негативных последствий езды на бензине с октановым числом, выше или ниже рекомендованного значения, лучше всего использовать бензин, подходящий именно для вашего двигателя.
Основной вывод о влиянии октанового числа бензина на расход топлива можно выразить так:
Способы повышения октанового числа
В настоящее время существует два способа увеличения октанового числа бензина
Значительным минусом бензина с присадками является его неустойчивость: присадки обладают высокой летучестью и быстро испаряются. При длительном хранении такой бензин теряет свои качества. Также высокая испаряемость некоторых добавок может привести к образованию воздушных пробок в топливной системе автомобиля. Самой безопасной присадкой является метилтретбутиловый эфир.
Добавление тетраэтилсвинца сейчас запрещено из-за его токсичности, хотя ранее он использовался в топливной промышленности.
Как повысить октановое число самостоятельно
В результате прямой перегонки нефти получается бензин с октановым числом, не превышающим 60 единиц. Для современных автомобильных двигателей такой бензин не подходит, поэтому в топливной промышленности применяют другие методы переработки нефти: риформинг, термический и каталитический крекинг, позволяющие достичь оптимального октанового числа бензина.
Сейчас бензин топливных марок АИ-76 и АИ-80 практически нигде не реализуется. Но если возникает ситуация, когда октановое число надо увеличить (например Аи-92 надо увеличить до АИ-98), сделать это можно самостоятельно, добавив к нему специальные добавки: присадки универсального типа и октан-корректоры. Присадки-антидетонаторы состоят из эфиров и спиртов и имеют октановое число 115-120 единиц.
Наиболее популярные добавки для увеличения октанового числа:
При самостоятельном использовании добавок бензину следует помнить, что они влияют не только на устойчивость топливной смеси к детонации, но и на другие технические характеристики бензина и работу двигателя.
Как понизить октановое число
В противоположной ситуации, когда требуется снизить октановое число, есть способы, позволяющие это сделать.
Современные методы переработки нефти позволяют получать высокооктановое топливо без добавления токсичных химических веществ, загрязняющих природу. Следует помнить, что высокооктановый бензин — это не всегда хорошо. Топливо не должно наносить вред двигателю автомобиля, поэтому лучше использовать бензин, рекомендованный производителем конкретной марки машины.
Способы повышения октанового числа бензина
Глядя на рост стоимости топлива на заправках, у многих автолюбителей возникает шальная мысль повысить октановое число бензина. Почему бы и нет?
Конечно, на практике данная работа ложится на «плечи» нефтеперегонных заводов, у которых методы такого преобразования весьма сложные. Но иногда столь оригинальна задача по силам и обычному автолюбителю.
В чем суть
Для начала разберемся, что это за показатель такой и для чего его, собственно, улучшать.
Итак, октановое число характеризует детонационные свойства бензина, то есть его способность воспламеняться в нужное время и с необходимым качеством.
Это основной показатель, которому уделяется особое внимание. К примеру, если октановый показатель бензина АИ-95, то это говорит о его детонации на 95% (как изооктана) и на 5% (как гептана).
В первый же момент после нефтеперегонки бензин имеет минимальное октановое число – 70. В дальнейшем с помощью различных методов и присадок данный показатель можно поднять до желаемого уровня.
Определение октанового числа производится на специальном стенде (часто он имеет вид специального мотора для испытаний). Проверка выполняется при различных нагрузках – малых и средних.
Но в последнее время начали появляться специальные приборы, которые упрощают проверку.
Параметры топлива, используемого для эксперимента, сравниваются со стандартными составами изооктана и гептана. После этого бензину присваивается своя «цифра».
К слову, каждое органическое соединение имеет свой уровень детонационной устойчивости.
Зачем изменять параметр октана?
При низком октановом числе бензин может воспламеняться много раньше, чем это необходимо. В таком случае мощность двигателя снижается, появляется хорошо известный многим автолюбителям процесс детонации.
Кроме этого, применение низкооктанового бензина приводит к детонации двигателя, сокращению срока службы целой группы его основных элементов – седел, клапанов, свечей и так далее. Если злоупотреблять топливом низкого качества, то капремонт двигателя придется делать намного раньше срока.
Так что для повышения качества бензина и существенного улучшения его эксплуатационных качеств, повышать октановое число все-таки нужно.
Как это делается? В чем особенности каждого из методов? Именно об этом мы и поговорим более подробно.
Основные методы
На сегодня можно выделить несколько основных способов повышения октана.
Процесс, который можно реализовать только в условиях нефтеперерабатывающего завода. Этот метод подразумевает, нагрев нефти на катализаторе до температур немногим выше 500 градусов Цельсия.
Во время нагрева в Алканах снижается молярная масса, что позволяет получить на выходе два элемента – ароматические углероды и Алкены.
Как итог, бензин с октановым числом 91-92. Минус такого топлива — в большой концентрации ароматических углеводов. Следовательно, при длительном хранении топлива октановое число может уменьшиться.
Здесь полученное после прямой перегонки топливо нагревается до 500-520 градусов Цельсия. Одновременно с этим катализатор (рений, оксид алюминия с платиной и прочие металлы) находится под давлением около 35 атмосфер. На завершающем этапе получается 95-й бензин. КПД – около 75%.
Как и в первом случае, такой вид работ выполняется только в специальных условиях на заводе.
Это одна из наиболее популярных добавок для повышения октанового числа топлива. Ее особенности – бесцветность, способность к легкому воспламенению, низкая токсичность, сильный запах и высокий уровень октана.
Достаточно долить в бензин около 15% данного эфира (от общего объема топлива), чтобы повысить октановое число на 8-12 пунктов.
Чаще всего именно этот метод используется для увеличения «октана». Но у него есть недостаток – полученный таким способом бензин много быстрее испаряется в солнечную погоду из-за своей повышенной летучести.
Спиртовые добавки (на основе этилового или метилового спирта).
Также применяются для повышения качества топлива. К примеру, добавив 1/10 части этилового спирта в бензин АИ-92 можно сделать его 95-м. При этом на авто существенно снижается токсичность выхлопов.
Но данный метод имеет целый ряд недостатков.
Так, проявляется способность спирта впитывать в себя влагу, что требует от автолюбителя дополнительных мероприятий по «осушению» бензина.
Кроме этого, есть высокий риск появления пробок в топливной системе.
К слову, если не предпринимать никаких мер, то в топливе появляется вода, а это повышенный расход, неполное сгорание топливной смеси, высокий риск замерзания бензина в системе и прочие проблемы. Поэтому придется удалять воду из бензина.
Одна из наиболее качественных добавок, которая активно применяется еще с 1921 года.
Достаточно 1/20 части этого вещества, чтобы поднять уровень октана на 15-18 позиций.
Тетраэтилсвинец применяется в комплексе со специальными «веществами-выносителями», который убирают образовавшийся при сгорании добавки оксид свинца.
Сегодня этот метод запретили из-за опасных паров свинца и их негативного действия на организм человека. Пары вещества очень ядовиты.
Кроме этого, такое топливо нельзя использовать в машинах с каталитическими нейтрализаторами (техника выходит из строя уже через несколько часов работы).
Влияние добавок
Безусловно, высокооктановое топливо – это большой плюс для двигателя. Последний работает стабильнее, повышается мощность, снижается расход топлива и так далее.
Именно поэтому из обихода постепенно выходят устаревшие и неэффективные виды топлива АИ-76 и АИ-80. Но и здесь есть определенные риски.
Если заправить машину бензином с «кустарно» повышенным октановым числом, можно столкнуться с целым рядом проблем, начиная обычной заменой свечей и заканчивая капитальным ремонтом двигателя.
Предложения на рынке.
Выводы
Таким образом, увеличить октановое число реально, и способов существует предостаточно. Но помните, что заниматься таким «искусством» в домашних условиях крайне опасно.
Лучше, когда такая работа производится профессионалами и только в специально оборудованных помещениях.
Что касается применения различных добавок, то на них не очень положительно реагирует двигатель – помните об этом.