Oktanové číslo
Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 26. dubna 2021; kontroly vyžadují 3 úpravy .Oktanové číslo je ukazatel, který charakterizuje odolnost paliva používaného ve spalovacích motorech s vnějším karburací (obvykle benzín , nepoužívá se při charakterizaci motorové nafty a leteckého petroleje [1] ). Oktanové číslo se určuje na standardním jednoválcovém motoru s proměnným kompresním poměrem [2] . Benzín s vyšším oktanovým číslem snese vyšší kompresní poměr ve válcích motoru bez předčasného samovznícení ( klepání motoru , „klepání“), a proto může být použit v motorech s vyšší hustotou výkonu a účinnosti [3] .
Hodnoty
Standardem je směs isooktanu (2,2,4-trimethylpentanu) a n- heptanu ve spalovacích motorech se zážehovým zapalováním [1] ; oktanové číslo odpovídá obsahu (v objemových procentech) isooktanu v referenční směsi. Protože isooktan je obtížné samovznítit i při vysokých kompresních poměrech, paliva s větší odolností proti klepání mají vyšší oktanové číslo.
U komerčního benzínu je oktanové číslo obvykle v rozmezí 70-95, to znamená, že jeho odolnost proti klepání je stejná jako u směsi isooktanu a heptanu se 70-95% isooktanu. Maximální oktanové číslo (ekvivalent čistého isooktanu) je 100, vzhledem k extrémně nízké odolnosti n- heptanu je čistý heptan považován za minimum s oktanovým číslem 0. Při použití antidetonačních přísad je možné dosáhnout vyšších odolnost proti klepání než čistý isooktan. Pro takové benziny existuje podmíněná oktanová stupnice, kde hodnoty jdou nad 100, a referenční směsí je isooktan s přídavkem různých množství tetraethylolova .
Protože skutečné palivo není směs izooktanu a heptanu, závisí výsledky srovnání na testovací metodě: rozlišuje se mezi výzkumným oktanovým číslem (RON) a oktanovým číslem motoru (MON). Rozdíl mezi ROI a MON se nazývá citlivost na palivo . Pro charakterizaci odolnosti paliva proti klepání v reálných provozních podmínkách se dále používá skutečné oktanové číslo (při motorových testech na stojanu) a silniční oktanové číslo (při testech na silnici přímo na voze) [4] .
Detonace v motoru je sluchem vnímána jako "klepání" - charakteristické kovové zvonění. Vzniká tlakovými vlnami, které vznikají při prudkém spalování směsi a odrážejí se od stěn válce a pístu. To snižuje výkon motoru a urychluje jeho opotřebení a pokud dojde k detonačním vlnám , může dojít k poškození nebo zničení motoru. Tyto jevy poprvé zkoumal v roce 1921 anglický inženýr Harry Ricardo , který navrhl první stupnici pro odolnost benzinů proti klepání. Po dlouhou dobu sloužilo jako hlavní antidetonační činidlo tetraetylolovo , v současnosti je však používání olovnatého benzínu pro jeho toxicitu zakázáno a pro zvýšení oktanového čísla se používají další antidetonační přísady .
Testování paliva
Zkoušky odolnosti proti klepání se provádějí buď na plnohodnotném automobilovém motoru nebo na speciálních instalacích s jednoválcovým motorem. U motorů plné velikosti se při zkouškách na stolici zjišťuje tzv. skutečné oktanové číslo (FOC) a v podmínkách vozovky oktanové číslo silnice (ROC). Na speciálních instalacích s jednoválcovým motorem je obvyklé určovat oktanové číslo ve dvou režimech: tvrdší (motorová metoda) a méně tvrdá (výzkumná metoda). Oktanové číslo paliva stanovené výzkumnou metodou je obvykle o něco vyšší než oktanové číslo stanovené motorovou metodou. Přesnost určení oktanového čísla, přesněji označovaného jako reprodukovatelnost , je jedna. To znamená, že benzín s oktanovým číslem 93 může na jiném zařízení vykazovat mírně odlišnou hodnotu, při dodržení všech požadavků metody pro stanovení oktanového čísla ( ASTM D2699, ASTM D2700, EN 25163, ISO 5163, ISO 5164, GOST 511, GOST 8226) - například 92. Je nezbytné, aby obě hodnoty, 93 a 92, byly přesné a správné a týkaly se stejného vzorku paliva.
Typy oktanových čísel: OCHI a OCMI
| Látka | HMO | OČI |
|---|---|---|
| Metan | 110,0 | 107,5 |
| Propan | 100,0 | 105,7 |
| n- butan | 91,0 | 93,6 |
| Isobutan | 99,0 | 101,1 |
| n- pentan | 61,7 | 61,7 |
| Isopentan (2-methylbutan) | 90,3 | 92,3 |
| Isohexan (2,2-dimethylbutan) | 93,4 | 91,8 |
| 2,2,3-trimethylbutan | 101,0 | 105,0 |
| n- heptan | 0 | 0 |
| Isooktan (2,2,4-trimethylpentan) | 100 | 100 |
| 1 -penten | 77,1 | 90,9 |
| 2-methyl-l-buten | 81,9 | 101,3 |
| 2-methyl-2-buten | 84,7 | 97,3 |
| Methylcyklopentan | 80,0 | 91,3 |
| cyklohexan | 77,2 | 83,0 |
| Benzen | 111,6 | 113,0 |
| Toluen | 102,1 | 115,7 |
| Přímé benzíny | 41-56 | 43-58 |
| Termální krakování benzínů | 65-70 | 70-75 |
| Katalytické krakovací benzíny | 75-89 | 80-94 |
| Benziny pro katalytické reformování | 77-93 | 83-100 |
| Benzín H-80 [t 1] | 76 [t2] | 84 |
| Benzín AI-92 | 83,5 [t2] | 92 |
| Benzín AI-95 | 85,0 [t3] | 95 |
| Polymerní benzín | 85 | 100 |
| Alkylát | 90 | 92 |
| Alkylbenzen | 100 | 107 |
| ethanol | 100 | 105 |
| Petrolej | třicet | |
| Aceton | >100 | |
| Methyl - terc -butylether | 100-101 | 117 [t4] [t3] |
Výzkumné oktanové číslo (ROI) ( Eng. Research Octane Number - RON) se určuje na jednoválcové jednotce s proměnným kompresním poměrem , nazývané UIT-65 nebo UIT-85 , při otáčkách klikového hřídele 600 ot./min . teplota 52°C a časování zapalování 13°. Ukazuje, jak se chová benzín v režimech nízké a střední zátěže.
Oktanové číslo motoru (OM) ( Eng. Motor Octane Number - MON) je také určeno na jednoválcové instalaci, při otáčkách klikového hřídele 900 ot./min ., teplotě sací směsi 149 °C a proměnném časování zapalování. MON má nižší hodnoty než RON. OCHM charakterizuje chování benzínu při vysokém zatížení. Ovlivňuje vysokou rychlost a klepání při částečném přidání plynu a zatížení motoru, jízdu do kopce atd.
Minimálně v 50. letech se také používala teplotní metoda oktanového čísla [5] .
Oktanové číslo AKI je aritmetický průměr mezi RON a MON. Používá se na čerpacích stanicích v USA, Kanadě, Brazílii a některých dalších zemích.
Rozdíl mezi RON a MON charakterizuje citlivost paliva na provozní režim motoru.
Oktanové rozdělení
Vzhledem k tomu, že k frakcionaci benzínu dochází během provozu motoru plné velikosti za proměnných podmínek, je nutné samostatně vyhodnotit odolnost proti klepání jeho různých frakcí. Oktanové číslo benzínu s přihlédnutím k jeho frakcionaci v motoru se nazývá „rozdělení oktanového čísla“ (ORD). Vzhledem ke složitosti stanovení oktanového čísla na motorech byly vyvinuty metody pro nepřímé hodnocení odolnosti proti klepání pomocí fyzikálních a chemických indikátorů a charakteristik nízkoteplotní oxidační reakce v plynné fázi, která simuluje procesy před zapálením.
Uhlovodíky obsažené v palivech se výrazně liší odolností proti klepání: nejvyšší oktanové číslo mají aromatické uhlovodíky a parafinické uhlovodíky ( alkany ) rozvětvené struktury, nejmenší oktanové číslo parafinické uhlovodíky normální struktury. Paliva získaná z ropy vyrobená katalytickým reformováním a krakováním mají vyšší oktanová čísla než paliva získaná přímou destilací.
Ke zvýšení oktanového čísla paliv se používají vysokooktanové komponenty a antidetonační přísady . Mnohé z nich (například MTBE ) se odpařují snadněji než benzín, což u vozů s netěsnou nádrží vede k zajímavému efektu - jak se spotřebovává palivo a odpařuje se aditivum, oktanové číslo benzínu zbývajícího v nádrži se o několik sníží. Jednotky. To má za následek slabé zvonění při plném výkonu motoru (pokud není vybaveno snímačem klepání ). Převážná většina moderních motorů se vstřikováním paliva má snímače klepání, které umožňují použití jakéhokoli benzínu s oktanovým číslem 91-98, avšak pro motory s vysokou kompresí může být nutné použít benzín s oktanovým číslem alespoň 95 nebo dokonce 98.
Viz také
Poznámky
- ↑ 1 2 Lev Machulin. Oktanové číslo. Vyvracení mýtů // Věda a život . - 2018. - č. 2 . - S. 74-80 .
- ↑ Oktanové číslo – Co je to oktanové číslo? - Technická knihovna Neftegaz.RU . neftegaz.ru _ Staženo: 24. srpna 2022.
- ↑ Alexandr Prozorov. Nová motoristická bible . Litry, 2017. S. 469. ISBN 978-5-17-062293-1
- ↑ Gureev A. A., Zhorov Yu. M., Smidovich E. V. Výroba vysokooktanových benzínů. - M .: Chemie, 1981. - S. 12. - 224 s.
- ↑ Rybalchik V.S. , Polyakov S.V. , Gerasimenko V.F. KAPITOLA XII. Paliva, oleje a chladiva § 121. Odhad detonační odolnosti paliv // Teorie pístových leteckých motorů / ed. A. A. Dobrynina. - M . : Vojenské nakladatelství, 1955. - S. 339. - 352 s.
Literatura
- Gureev A. A. , Zhorov Yu. M. , Smidovich E. V. Výroba vysokooktanových benzínů. —M.:Chemie, 1981. — 224 s. -2670 výtisků.
- Gureev A. A. , Seregin E. P. , Azev V. S. Kvalifikační metody pro testování ropných paliv. —M.:Chemie. — 200 s. -3300 výtisků.
- Smyshlyaeva Y. A. , Ivanchina E. D. , Kravtsov A. V. , Zyong Ch. T. , Fan F. Vývoj databáze oktanových čísel pro matematický model procesu slučování komerčního benzínu // Bulletin Tomské polytechnické univerzity. - 2011. - T. 318 , č. 3 . - S. 75-80 .
Odkazy
 Slovníky a encyklopedie |
|---|