Oktánszám

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2021. április 26-án felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzések 3 szerkesztést igényelnek .

Az oktánszám  egy olyan mutató, amely a külső karburátoros belső égésű motorokban használt üzemanyag kopogásállóságát jellemzi (általában benzin , a dízel üzemanyag és a repülési kerozin jellemzésekor nem használják [1] ). Az oktánszámot szabványos egyhengeres , változó sűrítési arányú motoron határozzák meg [2] . A magasabb oktánszámú benzin nagyobb sűrítési arányt bír el a motorhengerekben idő előtti öngyulladás nélkül ( motorkopogás , „kopogás”), ezért használható nagyobb teljesítménysűrűségű és hatásfokú motorokban [3] .

Értékek

A szabvány izooktán (2,2,4-trimetilpentán) és n - heptán keveréke szikragyújtású belső égésű motorokban [1] ; az oktánszám a referenciakeverék izooktántartalmának (térfogatszázalékban) felel meg. Mivel az izooktán még magas kompressziós arány mellett is nehezen öngyullad, a nagyobb kopogásállóságú üzemanyagok oktánszáma magasabb.

A kereskedelmi benzin esetében az oktánszám általában 70-95 tartományba esik, azaz kopogásállósága megegyezik az izooktán és heptán 70-95%-os izooktán keverékével. A maximális oktánszám (ami a tiszta izooktánnal egyenértékű) 100, az n -heptán rendkívül alacsony kopogásállósága miatt a tiszta heptánt minimum 0-s oktánszámmal veszik. Kopogásgátló adalékok használatával magasabb érték is elérhető. kopogásálló, mint a tiszta izooktán. Az ilyen benzineknél van egy feltételes oktánskála, ahol az értékek 100 fölé mennek, és a referencia keverék az izooktán, különféle mennyiségű tetraetil-ólom hozzáadásával .

Mivel a valódi üzemanyag nem izooktán és heptán keveréke, az összehasonlítás eredménye a vizsgálati módszertől függ: különbséget tesznek a kutatási oktánszám (RON) és a motoroktánszám (MON) között. A ROI és a MON közötti különbséget üzemanyag - érzékenységnek nevezzük .  Az üzemanyag valós üzemi körülmények közötti kopogásállóságának jellemzésére a tényleges oktánszámot (motorteszteknél a standon) és az út oktánszámát (közvetlenül az autón végzett közúti teszteknél) is használják [4] .

A motorban történő detonációt a fül „kopogásként” érzékeli - jellegzetes fémes csengésként. A keverék gyors égése során fellépő nyomáshullámok hozzák létre, amelyek a henger és a dugattyú faláról visszaverődnek. Ez csökkenti a motor teljesítményét és felgyorsítja a kopását, és ha detonációs hullámok lépnek fel, a motor megsérülhet vagy megsemmisülhet. Ezeket a jelenségeket először 1921-ben Harry Ricardo angol mérnök vizsgálta , aki javasolta a benzinek kopogásállóságának első skáláját. Sokáig a tetraetil ólom volt a fő kopogásgátló szer , azonban az ólmozott benzin használata jelenleg tilos toxicitása miatt, és más kopogásgátló adalékokat is használnak az oktánszám növelésére .

Üzemanyagvizsgálat

Az ütésállósági vizsgálatokat teljes méretű gépjárműmotorokon vagy speciális, egyhengeres motorral szerelt berendezéseken végzik el. A teljes méretű motoroknál a próbapadi tesztek során az úgynevezett tényleges oktánszámot (FOC), útviszonyoknál pedig az út oktánszámát (ROC) határozzák meg. Az egyhengeres motorral szerelt speciális telepítéseknél az oktánszámot két módban szokás meghatározni: keményebb (motoros módszer) és kevésbé kemény (kutatási módszer). Egy üzemanyag kutatási módszerrel meghatározott oktánszáma általában valamivel magasabb, mint a motoros módszerrel meghatározott oktánszám. Az oktánszám meghatározásának pontossága , amit pontosabban reprodukálhatóságnak nevezünk , egy. Ez azt jelenti, hogy a 93-as oktánszámú benzin kissé eltérő értéket mutathat egy másik berendezésen, az oktánszám meghatározására szolgáló módszer összes követelményének betartásával ( ASTM D2699, ASTM D2700, EN 25163, ISO 5163, ISO 5164, GOST ). 511, GOST 8226) - például 92. Lényeges, hogy mindkét érték (93 és 92) pontos és helyes legyen, és ugyanarra az üzemanyagmintára vonatkozzon.

Oktánszámok típusai: OCHI és OCMI

Oktánszámok szénhidrogénekhez és különféle üzemanyagokhoz
Anyag HMO SZEMEK
Metán 110,0 107.5
Propán 100,0 105.7
n -bután 91,0 93.6
izobután 99,0 101.1
n -pentán 61.7 61.7
Izopentán (2-metil-bután) 90.3 92.3
Izohexán (2,2-dimetil-bután) 93.4 91.8
2,2,3-trimetil-bután 101,0 105,0
n -heptán 0 0
Izooktán (2,2,4-trimetil-pentán) 100 100
1- pentén 77.1 90.9
2-metil-1-butén 81.9 101.3
2-metil-2-butén 84.7 97.3
Metilciklopentán 80,0 91.3
Ciklohexán 77.2 83,0
Benzol 111.6 113,0
Toluol 102.1 115.7
Egyenes futású benzin 41-56 43-58
Termikus krakkolású benzinek 65-70 70-75
Katalitikus krakkolású benzinek 75-89 80-94
Katalitikus reformáló benzinek 77-93 83-100
Benzin H-80 [t 1] 76 [t2] 84
AI-92 benzin 83,5 [t2] 92
AI-95 benzin 85,0 [t3] 95
Polimer benzin 85 100
Alkilát 90 92
Alkil-benzol 100 107
etanol 100 105
Kerozin harminc
Aceton >100
Metil- terc -butil-éter 100-101 117 [t4] [t3]
  1. ↑ A szám az adott típusú benzin MON és RON számtani középértékét jelöli.
  2. ↑ 1 2 Indikatív érték; az adott benzinminták összetételétől függően kissé eltérhet.
  3. ↑ 1 2 Norma az STO 00044434-006-2005 módosításai szerint. 1-5.
  4. ↑ Az oktánszámot benzinnel való keveréssel határoztuk meg.

A kutatási oktánszámot (ROI) ( Eng.  Research Octane Number  - RON) egy egyhengeres egységen határozzák meg változó kompressziós arányú , UIT-65 vagy UIT-85 néven, 600 ford./perc főtengely -fordulatszámon , beszívott levegőn. 52 °C hőmérséklet és 13 °C gyújtási idő. Megmutatja, hogyan viselkedik a benzin alacsony és közepes terhelésű üzemmódokban.

A motor oktánszámát (OM) ( Eng.  Motor Octane Number  - MON) szintén egyhengeres rendszerben határozzák meg, 900 ford./perc főtengely-fordulatszámnál , 149 °C-os szívókeverék-hőmérsékletnél és változtatható gyújtásidőzítésnél. A MON értéke alacsonyabb, mint a RON. Az OCHM jellemzi a benzin viselkedését nagy terhelés mellett. Befolyásolja a nagy sebességet és a kopogást részleges fojtószelepnél és a motornál terhelés alatt, hegymenetben stb.

Legalábbis az 1950-es években az oktánszám hőmérsékleti módszerét is alkalmazták [5] .

Az AKI oktánszám a RON és MON közötti számtani átlag. Használt benzinkutaknál az USA-ban, Kanadában, Brazíliában és néhány más országban.

A RON és MON közötti különbség az üzemanyag motor üzemmódra való érzékenységét jellemzi.

Oktánszám eloszlás

Mivel a benzin frakcionálása a teljes méretű motor változó körülmények közötti működése során történik, külön-külön kell értékelni a különböző frakciók kopogásállóságát. A benzin oktánszámát, figyelembe véve a motorban való frakcionáltságát, "oktánszám-eloszlásnak" (ORD) nevezik. A motorok oktánszámának meghatározásának bonyolultsága miatt módszereket dolgoztak ki a kopogásállóság közvetett értékelésére fizikai és kémiai mutatók, valamint egy alacsony hőmérsékletű gázfázisú oxidációs reakció jellemzői alapján, amely a láng előtti folyamatokat szimulálja.

Az üzemanyagokban található szénhidrogének kopogásállósága jelentősen különbözik: az elágazó szerkezetű aromás szénhidrogének és paraffinos szénhidrogének ( alkánok ) a legmagasabb oktánszámúak, a normál szerkezetű paraffinos szénhidrogének a legkisebb oktánszámúak. A katalitikus reformálással és krakkolással előállított kőolajból származó üzemanyagok oktánszáma magasabb, mint a közvetlen desztillációval nyert üzemanyagok.

Magas oktánszámú alkatrészeket és kopogásgátló adalékokat használnak az üzemanyagok oktánszámának növelésére . Sok közülük (pl. MTBE ) könnyebben elpárolog, mint a benzin, ami érdekes hatáshoz vezet a tömítetlen benzintartállyal rendelkező autókban - az üzemanyag elfogyasztásával és az adalékanyag elpárologtatásával a tartályban maradó benzin oktánszáma többszörösével csökken. egységek. Ez enyhe csengetést eredményez teljes motorteljesítmény mellett (kivéve, ha kopogásérzékelővel van felszerelve ). A modern üzemanyag-befecskendezéses motorok túlnyomó többsége kopogásérzékelőkkel rendelkezik, amelyek lehetővé teszik bármilyen 91-98 oktánszámú benzin használatát, azonban a nagy kompressziójú motoroknál szükség lehet legalább 95 vagy akár oktánszámú benzin használatára. 98.

Lásd még

Jegyzetek

  1. ↑ 1 2 Lev Machulin. Oktánszám. Mítoszok cáfolata  // Tudomány és élet . - 2018. - 2. sz . - S. 74-80 .
  2. ↑ Oktánszám - Mi az oktánszám? - Műszaki Könyvtár Neftegaz.RU . neftegaz.ru . Letöltve: 2022. augusztus 24.
  3. ↑ Alekszandr Prozorov. Az új autósok bibliája . Liter, 2017. P. 469. ISBN 978-5-17-062293-1
  4. ↑ Gureev A. A., Zhorov Yu. M., Smidovich E. V. Magas oktánszámú benzinek gyártása. - M . : Kémia, 1981. - S. 12. - 224 p.
  5. ↑ Rybalchik V.S. , Polyakov S.V. , Gerasimenko V.F. XII. FEJEZET. Üzemanyagok, olajok és hűtőfolyadékok 121. § Az üzemanyagok robbanási ellenállásának becslése // Dugattyús repülőgépmotorok elmélete / szerk. A. A. Dobrynina. - M . : Katonai Könyvkiadó, 1955. - S. 339. - 352 p.

Irodalom

Linkek

  Ugrás a Wikidata elemre  Szótárak és enciklopédiák