Что такое октановое число
Октановое число — ОЧ — простыми словами это процентное соотношение основных компонентов бензина: изооктана и гептана. Оно показывает, насколько топливо устойчиво к самодетонации. То есть, способно ли оно при штатной работе двигателя воспламеняться без искры свечи.
- Изооктан — вещество, которое считается эталоном устойчивости к самодетонации. Число в маркировке бензина это показатель его условного содержания в топливе, выраженный в процентах. «Условного» — потому что может превышать 100%.
- Гептан — минимально устойчивое к самодетонации вещество. Он детонирует при номинальном сжатии без поджига, поэтому совершенно нежелателен в камере сгорания мотора. Но совсем без него обойтись не получается — гептан участвует в других важных процессах, связанных с работой ДВС.
Октановое число актуально только для бензина, где в качестве детонатора используется свеча, которая поджигает воздушно-топливную смесь электрическим разрядом. В дизельном моторе поджига нет вообще — солярка воспламеняется от давления.
Для бензинового ДВС самодетонация чрезвычайно опасна. Она может быстро вывести из строя важные части — поршни, клапаны, гильзы камер сгорания. Это прямые показания к капитальному ремонту двигателя. Поэтому производители и потребители тщательно следят за соответствием октанового числа бензина в баке заявленным цифрам на стойке перед АЗС.
Почему опасна самодетонация
Поршень двигает коленвал мотора, а с ним и все механизмы ходовой части. Сам поршень двигается от расширения газов в камере сгорания при горении топлива. Топливо, в свою очередь, горит со скоростью 15 метров в секунду — это считается довольно плавным возгоранием для технических устройств.
Резкие усилия
При взрыве топливно-воздушная смесь с любым октановым числом горит со скоростью примерно 1500 метров в секунду, то есть в 100 раз быстрее. Поршни, гильза, клапаны и прочие механизмы на такое не рассчитаны — они получают резкую разовую нагрузку в несколько раз больше проектной.
Разумеется, такое воздействие долго не сможет выдержать ни один двигатель. Посадочные места вырабатываются в разы быстрее, разрушаются подшипники и по цепочке тянутся прочие неприятности: двигатель вибрирует, шумит, перегревается. В результате он рано или поздно «застучит» или вовсе заклинит, что означает большие расходы на ремонт.
Быстрое сгорание
При детонационном взрыве топливно-воздушная смесь с низким октановым числом прогорает дольше, а значит пламя попадает в выпускные отверстия и на выпускные клапаны. Его там быть не должно — только отработанные газы, температура которых намного ниже. В итоге пламя перегревает клапаны, они деформируются, что нарушает нормальную работу мотора.
Сжигание смазки
В состав товарного топлива входят присадки и масла, которые смазывают место контакта поршневых колец с гильзой. В нормальном режиме тонкая плёнка обеспечивает лёгкое скольжение поршня. Более высокая температура в камере сгорания сжигает масляную плёнку и движение идёт без смазки, что очевидно вредит процессу. Плюс появляются дополнительные продукты горения этого масла.
Что такое «чистый бензин»
Бензин производят методами крекинга и риформинга. Оба метода заключаются в многоступенчатой перегонке сырой нефти. Риформинг считается более сложным и дорогим, так как для него применяется более точное современное оборудование. И главное — при риформинге участвуют добавки, которые повышают содержание изооктана в готовом продукте. А значит — повышают октановое число.
Так называемый «чистый» или «первичный» бензин, который только что вышел из конденсатора НПЗ, не имеет добавок. Его октановое число всего около 60. Такое топливо применяли в «технологической древности» — в 1900-1960-х годах для ДВС всех видов транспорта и даже для самолётов. Разумеется, самодетонация была большой проблемой — двигатели не отрабатывали вложенных в них средств, либо были слишком тяжёлыми и громоздкими.
Сегодня «чистый» бензин актуален разве что в качестве растворителя — под него уже лет 50 не производят двигателей.
Как связаны бензин и двигатель
Когда инженеры научились производить изооктаны в товарных количествах, октановое число горючего стали повышать и строить под него новые двигатели. Плавное сгорание позволило делать более тонкие стенки деталей из менее ценных сортов стали. В результате двигатели стали легче, дешевле и проще в изготовлении, что значит стали более доступными. Промышленность начала строить машины с ДВС, рассчитанные на конкретную марку бензина, то есть именно на его октановое число.
Можно выделить четыре эпохи «бензиноварения» и моторостроения по ОЧ:
- 76-80 в период с 1950 по 1985 годы.
- 80-92 в период с 1985 по 2000-е годы.
- 92-95 в период с 2000 по 2010 годы.
- 95-98 с 2010 по наши дни.
Разумеется, ещё с послевоенных времён, октановое число бензина умели доводить до 100 и выше. Но под такое топливо автомобили не строили массово. Его применяли на особенных двигателях — в гоночных авто, в самолётах, ракетах и прочих уникальных механизмах.
Максимально возможное ОЧ на сегодняшний день — 140. Топливо для гоночных автомобилей имеет ОЧ 102-110. В авиации применяют бензин с ОЧ 115.
Мифы об октановом числе
Миф первый: бензин с более высоким ОЧ дает двигателю больше мощности.
Этот миф — результат работы чисто интуитивной связи. Высокооктановое топливо заправляют в спортивные машины и самолеты. Оно напрямую ассоциируется с мощными и скоростными моторами. В реальности сколько «лошадей» и км/ч выдаст двигатель с литра горючего, зависит только от его конструкции. Быстрые и мощные моторы имеют тонкие настройки, минимальные допуски и поэтому боятся детонации.
Миф второй: нельзя лить топливо с более высоким ОЧ, чем задумал производитель.
На практике в инструкциях значится показатель «не ниже». Заправлять авто, созданное под АИ-92, «сотым» бензином можно. Чем выше ОЧ, тем лучше защита от детонации. А это никому и ничему не повредит.
Миф третий: горючее с высоким октаном имеет высокое качество.
Как правило, да. Но это не из-за ОЧ. Качество бензина — это, в первую очередь, его чистота. А присадки для октана — это добавки, а не операции по очистке.
Как определить октановое число
Самый простой способ — посмотреть на заправке или в чеке. Для более дотошных водителей предусмотрена возможность потребовать от заправки предъявить сертификаты и акты испытаний топлива.
Узнать на АЗС
Цифры октанового числа после букв АИ, которые мы видим на стойках АЗС вполне заслуживают доверия как минимум по двум причинам:
-
Оборот нефтепродуктов строго контролируют госорганы.
Все производители обязаны выпускать бензин довольно точного состава, который прописан в Таблице 1 на седьмой странице в ГОСТ 32513-2013. Нарушения караются крупными штрафами, иногда уголовной ответственностью. Поэтому производители и АЗС стараются выдерживать стандарт. -
Испытания проводят в лаборатории.
Каждая партия нефти немного отличается по составу, а бензин должен быть всегда одинаковый. Это заставляет НПЗ контролировать его состав через пробы с каждой сотни тонн несколькими способами. Лаборанты их разбавляют реагентами, просвечивают, облучают, пропускают электричество, чтобы замерить плотность и уточнить состав. Но главное — это испытания на стенде с реальным ДВС.
Безусловно, очень многое остаётся на совести завода и конечного поставщика — автозаправочной станции. Случаются казусы случайного, халатного и даже преступного характера. Но в 99% случаев у потребителей официальных известных АЗС нет никаких проблем с детонацией. А значит, октановое число в таком бензине соответствует заявленному.
Бюджетный октанометр
Самостоятельно определить октановое число тоже можно. Но, как говорится, «это не точно».
Бюджетные октанометры доступны по цене — от 1000 рублей, но дают погрешность в 5-10%, о чём производители честно пишут в паспорте прибора. А это 5-10 пунктов октанового числа. То есть для такого устройства бензин АИ-92 и АИ-102 может быть примерно одинаковым. Согласно своему паспорту, карманный октанометр «с алиэкспресса» законно покажет 95 и даже 100 пунктов и будет «прав».
Профессиональный октанометр
Промышленные октанометры — хоть и компактные, но сложные и дорогие приборы, которыми определяют октановое число. Из относят к лабораторному оборудованию и реально используют в сертификационных центрах, лабораториях НПЗ, научных центрах. Цена такого прибора начинается от 60 000 рублей.
Услуги лаборатории
Самый простой и доступный способ самостоятельно определить ОЧ — сдать образец в лабораторию, где его проверят по всем параметрам. То есть, простыми словами, оплатить небольшую сумму за разовое использование дорогого октанометра, а с ним и всех приборов заведения, включая услуги персонала. На выходе получится «Протокол испытаний» и «Заключение» — официальные документы, с которыми можно даже судиться с АЗС.
Как повысить октановое число
Единственный доступный и разумный способ повысить ОЧ уже купленного бензина — добавить в него специальные присадки, которые в ассортименте представлены в автомагазинах. Они различаются по составу и эффективности и вполне справляются со своей главной задачей — уменьшением вероятности детонации.
- Тетраэтилсвинца — ТЭС
Самая старая и известная присадка для повышения октанового числа. Запрещён в промышленных масштабах в России с 2002 года из-за высокой токсичности выхлопа. С другой стороны, если применять его изредка и в частном порядке (например, на заездах стрит-рейсинга) природа выдержит. Полграмма ТЭС на литр добавляют 13-17 пунктов ОЧ. - Монометиланилин — ММА
Промышленная добавка, которая редко встречается в розничной продаже. 10 грамм на литр бензина и октановое число поднимется на 3-4 пункта. - Марганцевые присадки
Около 1 грамма на литр топлива добавят 1-2 пункта октанового числа, но принесут проблемы с нагаром на свечах. Попытки изобрести присадку к присадке для вывода этого нагара идут и сейчас, но без заметного успеха. - Ацетон
Метод из «дедовских» времён, доступный в любом строительном магазине. 5% ацетона в объёме бензина добавят 5-6 пунктов октана. Самый простой способ «подлечить» бензин и, как утверждают некоторые автолюбители, прочистить топливную и выхлопную системы. - Нафталин
Доступный, дешёвый, но «грязный» способ. 500 грамм отравы для моли на 20-литровую канистру добавят 3-5 октана, но сделают выхлоп более токсичным и будут постепенно засорять системы, образовывать нагар в камере сгорания. - Спиртовые добавки
Прямая отсылка к этилированному топливу и всем проблемам с ним. Действительно, за 3 пункта октанового числа, которые добавляет чистый спирт, придётся побороться.
Он горючий, его нужно правильно хранить и нельзя возить с собой в таких объёмах.
Он втягивает влагу, которая совсем не к месту в баке. Из-за спирта могут образоваться паровые пробки летом и ледяные зимой. Со временем может отслоиться от бензина.
У некоторых водителей есть стереотип, что бензин с большим октановым числом — «мощнее» и нельзя заправлять 98-м авто, которому подходит 92-й бензин. На самом деле высокое ОЧ не прибавляет топливу энергоёмкости, но даёт большую гарантию от самодетонации воздушно-топливной смеси. Также полезно добавить присадку для повышения октанового числа в бензин, который долго стоял в канистре или мог частично выдохнуться.
Как понизить октановое число
Такая потребность может возникнуть в порядке исключения. Например, при использовании сильно устаревшей техники.
Способ первый: керосин
Нейтрализует действие присадок, повышающих октановое число. Способ быстрый, но вывести правильную пропорцию с первого раза невозможно. Если у вас нет под рукой химической или испытательной лаборатории, придется начать с 1% от массы смеси и увеличивать дозу на 1 процент за 1 заход.
Способ второй: время
Как мы уже писали выше, присадки, повышающие ОЧ, химически активны и со временем «прокисают» — окисляются. Это происходит и в закрытой таре. А если открыть канистру и дать доступ кислорода, то топливо выдохнется намного быстрее. Понижение октанового числа в открытой таре при комнатной температуре происходит со скоростью около 0,5 ОЧ за сутки.
