Октановое число

Что такое октановое число?

Октановое число подразумевает стойкость к воспламенению под воздействием сжатия. Данный показатель численно равен количеству изооктана в смеси с другим важным компонентом — н-гептаном. Существуют различные типы октанового числа. Определяются они разными способами:

• исследовательское октановое число;
• моторное октановое число.

Соответственно обозначаются данные показатели как ОЧИ и ОЧМ. Разница между ними представлена как чувствительность топлива. Если необходимо определить показатель в реальных условиях эксплуатации двигателя — используется показатель «фактическое октановое число». Оно определяется на специальном стенде, прямо в работающем двигателе.

Максимально приближено к реальному показателю «дорожное» октановое число. Измерение его осуществляется непосредственно на транспортном средстве. Сам изооктан достаточно проблематично воспламеняется даже при высоком показателе степени сжатия. Величина его октанового числа принята постоянной — она равна 100.

При этом сгорание н-гептана в случае невысоких показателей сжатия сопровождается стуками в двигателе. Величина его октанового числа принята на уровне 0. Для топлива с величиной октанового числа более 100 существует специализированная шкала. В него в зависимости от двигателя и условий эксплуатации добавляется специальный компонент — изооктан. Также может добавляться антидетонатор.

Использование бензина с неподходящим по параметрам двигателю октановым числом приводит к возникновению металлического звона. Появляется он из-за волн давления, создаваемых при чрезмерно быстром сгорании топлива, отражении от стенок поршня/цилиндров.

Для чего бывает нужно изменить коэффициент сжатия

Вычислить степень сжатия ДВС можно, если выполнить расчет по формуле ξ = (Vр Vс)/ Vс; где Vр – рабочий объем цилиндра, Vс – объем камеры сгорания. Из формулы видно, что степень сжатия можно сделать больше, уменьшив, объем камеры сгорания. Или увеличив, рабочий объем цилиндра, не изменяя камеры сгорания.

Рабочий объем цилиндра можно посчитать, зная диаметр цилиндра – D и ход поршня – S. Формула для его вычисления выглядит так: Vр = (π*D2/4)* S.

Чем выше степень сжатия, тем больше компрессия ДВС и его мощность (при прочих равных условиях). Повышая степень сжатия, мы также способствуем увеличению КПД двигателя за счет снижения удельного расхода топлива. Степень сжатия ДВС, определяет октановое число используемого для работы мотора бензина. Так, низкооктановое топливо станет причиной детонации мотора с большим значением этого коэффициента. Чрезмерно высокое октановое число топлива не позволит силовому агрегату, компрессия которого невысока, развивать полную мощность.

Исходные данные

Октановое число топлива, используемого для бензиновых двигателей с различной степенью сжатия.

• 7,0–7,5 октановое число 72–76.
• 7,5–8,5 октановое число 76–85.
• 5,5–7 октановое число 66–72.
• 10:1 октановое число 92.
• От 10,5 до 12,5 октановое число 95.
• От 12 до 14,5 октановое число 98.

Выравнивание плоскости сопряжения головки с блоком срезанием слоя металла приводит к уменьшению камеры сгорания мотора. От этого показатель сжатия увеличивается в среднем на 0,1 при уменьшении толщины головки на 0,25 мм. Имея в своем распоряжении эти данные, можно определить, не превысит ли он после ремонта головки блока допустимые пределы. И не следует ли принять меры для его снижения. Опыт показывает, что при удалении слоя менее 0,3 мм последствия можно не компенсировать.

Необходимость изменения этого параметра ДВС возникает довольно редко. Можно перечислить всего несколько причин, побуждающих сделать такое.

1. Форсирование двигателя.
2. Желание приспособить мотор для работы на бензине с другим октановым числом. Было время, когда газовое оборудование для авто не встречалось в продаже. Не было и газа на заправках. Поэтому советские автовладельцы часто переделывали двигатели для работы на более дешевом низкооктановом бензине.
3. Неудачный ремонт мотора, для ликвидации последствий которого требуется корректировка коэффициента сжатия. К примеру, фрезеровка головки блока после слишком сильной тепловой деформации. Когда выровнять сопрягаемую с блоком цилиндров поверхность удается ценой снятия слоя металла чрезмерно большой толщины. От этого значение коэффициента увеличивается столь сильно, что работа на бензине, для которого был рассчитан мотор, становится невозможной.

Методы увеличения:

• Расточка цилиндров и установка поршней большего размера.
• Уменьшение объема камер сгорания. Выполняется за счет удаления слоя металла со стороны плоскости сопряжения головки с блоком. Эту операцию из-за мягкости алюминия лучше делать на фрезерном или на строгальном станке. Шлифовальный станок использовать не следует, так как его камень будет постоянно забиваться пластичным металлом.

Способы снижения:

• Снятие слоя металла с днища поршня (делается это обычно на токарном станке).
• Установка между головкой и блоком цилиндров дюралюминиевой проставки между двумя прокладками.

В цилиндры двигателя, имеющего турбонаддув, воздух нагнетается компрессором под давлением несколько больше атмосферного. Значит, для определения показателя сжатия такого мотора нужно значение, которое вы получите в результате расчета по формуле, умножить на коэффициент турбокомпрессора. Бензиновые двигатели с турбонаддувом работают на топливе с октановым числом выше, чем у бензина, который потребляют такие же моторы без турбин, именно потому, что их коэффициент ξ больше.

Можно ли менять марку бензина и что будет, если смешать 92-й и 95-й

И всё-таки, какой бензин лучше: 92-ой или 95-й? Вряд ли такую постановку вопроса можно признать правильной. При условии, что бензин качественный, хороша та марка, на которую настроены параметры управления двигателем.

Ведь если, например, октановое число бензина существенно ниже рекомендованного, то процесс воспламенения в камере сгорания будет происходить раньше положенного, когда ещё не закрыты впускные клапана. Мало того, что часть тепловой энергии (а значит и развиваемая двигателем мощность) будет расходоваться впустую, так ещё и сами детонационные процессы добавят проблем: неустойчивая работа двигателя, ускорение износа трущихся деталей, повышенное нагарообразование.

Практически те же проблемы возникнут и в обратной ситуации, только теперь воспламенение будет происходить с запаздыванием, вызывая те же негативные последствия.

Следует отметить, что в современных автомобилях предусмотрена подстройка параметров работы двигателя под изменение октанового числа в определённом диапазоне. Электронный блок управления двигателем (ЭБУ) постоянно отслеживает:

• соотношение бензин/воздух в топливовоздушной смеси;
• момент впрыска топлива;
• момент поджига топливной смеси;
• детонацию;
• обороты двигателя,

и при необходимости корректирует параметры и режим работы агрегата. Но возможности ЭБУ не безграничны и если разница в октановом числе существенная (например, заливается 80 бензин вместо 95), электроника с ней не справится.

Марки бензина 92 и 95 незначительно отличаются по основным параметрам (по октановому числу не более 3%). Поэтому на современных машинах допускается в случае необходимости (например, пустой бак, а на заправке есть только 92-й) замена на непродолжительный период. Непродолжительный период потому, что на низких и средних оборотах разница в марке бензина сказываться не будет, а вот на высоких всё равно проявится.

Эксперты не советуют также заливать 92-й бензин в двигатели с небольшим объёмом камеры сгорания (к тому же ещё и турбированные). Дело в том, что повышение мощности (а точнее удельной мощности) в современных двигателях достигается за счёт повышения степени сжатия и при значении этого показателя более 10.5 (а часто степень сжатия доходит до величины 12) возрастают требования к антидетонационным свойствам топлива – другими словами к величине октанового числа.

Напротив, если степень сжатия меньше 10.5, то параметры работы двигателя настроены на применение 92-го бензина, и при использовании вместо него 95-го возможна некоторая потеря мощности за счет более позднего воспламенения топливной смеси.

Ещё один важный аргумент использования рекомендованной производителем марки бензина в новом автомобиле – сохранение права на гарантийный ремонт в соответствующий период. Формальный отказ на гарантийный ремонт двигателя может правомерно последовать после результатов анализа топлива, если окажется, что его марка не соответствует указанной автопроизводителем в инструкции по эксплуатации. И тогда экономия в три-четыре тысячи рублей (усреднённое значение на 15000 км пробега в год), может обернуться куда большими потерями денег, времени и нервов.

А можно ли и в какой пропорции смешивать эти две марки? Можно ли заливать в бак с остатками бензина одной марки другую марку? Казалось бы, такое смешивание, создаст топливо с некими усреднёнными свойствами. На самом деле это не так.

95-й бензин содержит большее количество лёгких эфирных присадок и, таким образом, он легче 92-го. При смешивании в бензобаке образуются две фракции топлива: 95-й бензин сверху и 92-й снизу, и в этом же порядке они и расходуются. Так что смешивание 92-го с 95-м никакого нового практического эффекта не даёт.

В случае, когда автомобиль рассчитан на использование исключительно 95–го бензина, а по необходимости залит 92-й:

• если при этом происходит некоторая потеря мощности, но двигатель на малых и средних оборотах работает устойчиво без посторонних звуков, поводов для беспокойства до следующей заправки нет. Необходимо только соблюдать режим спокойной езды;
• при работе двигателя слышится звонкое цоканье очень похожее на стук клапанов – явное следствие детонационных процессов, которые при длительном использовании такого бензина могут привести к негативным результатам. Замену топлива в этом случае желательно провести как можно скорее (совет: как слить бензин из бака).

Длительное использование 95-го бензина в автомобилях, рассчитанных на 92-й бензин со степенью сжатия менее 10.5, также может обернуться потерей мощности двигателя.

Что означает октановое число

Под этим непонятным термином понимают степень устойчивости топлива в жидком виде к детонации. Другими словами, каков порог воспламенения бензина под воздействием давления, то есть при сжатии. В качестве эталона берётся смесь двух углеводородов: изооктана и н-гептана. Однако методы определения ОЧ могут различаться, поэтому существует классификация этого показателя в зависимости от способа определения:

• ОЧИ – исследовательское ОЧ;
• ОЧМ – моторное ОЧ.

Поскольку инструментальные механизмы этих методов не совпадают, существует разница между значениями ОЧИ и ОЧМ, которая называется чувствительностью жидкого горючего. Оба метода являются лабораторными. А если речь идёт о реальном показателе, получаемом на рабочем силовом агрегате, говорят о фактическом октановом числе. Оно определяется с помощью специального стенда на работающем двигателе. Но самым приближённым к действительности показателем считается дорожное ОЧ, которое измеряется на движущемся транспортном средстве.

Изооктан – вещество, которое относится к практически невоспламенимым под действием силы сжатия, поэтому смесь, состоящая только из него, обладает максимально возможным ОЧ, равным 100. Наоборот, смесь, состоящая только из н-гептана, обладает нулевым октановым числом. При этом сгорание н-гептана в результате воздействия даже минимального давления сопровождается характерными стуками в ЦПГ, которые называются детонационными. Именно они и возникают, если использовать горючее с неподходящим для данного силового агрегата октановым числом. Металлический звон формируется в результате распространения звуковых волн, появляющихся в результате слишком быстрого сгорания ТВС. Многократно отражаясь от поверхности поршней/цилиндров, они становятся хорошо слышимыми и распознаваемыми опытными водителями. Таким образом, октановое число показывает, насколько быстро происходит процесс сгорания горючего в цилиндрах двигателя.

Каким бензином лучше заправляться 92 или 95

С технической точки зрения

Если залить бензин 92-ой в двигатель рассчитанный на 95-ый. В котором степень сжатия выше и соответственно 92-ой будет воспламеняться от степени сжатия двигателя. Т.е. мотор станет детонировать. Соответственно будет проявлять детонация (взрывное сгорание топлива). Данный процесс, по своей сути, может навредить двигателю. Ведь топливо в должно воспламеняться именно от свечи зажигания. Т.е. воспламенение происходит немного раньше, чем поршень дойдет до верхней точки, сжимая топливо. А у 92-го это происходит немного раньше.

Можете сейчас подумаете, что у вас двигатель рассчитан на 95-ый, а льете 92 и ничего не происходит. К тому же качество топлива, особенно в российских реалиях, оставляет желать лучшего. Ведь каждый может попасть в такую ситуацию, что приехав на автозаправку, залили 95, а на самом же деле в данном горючем октановое число 90. В таком случае, в теории двигатель должен сильно детонировать, и чуть ли не разрушаться.

Производители автомобилей данный факт учли. И поэтому в современных автомобилях имеется датчик детонации. Расположен на двигателе, и считывает вибрации. Как только двигатель начинается вибрировать не так как нужно. Датчик начинает передавать электрические импульсы в блок ЭБУ. Если же эти импульсы превышают какие-то нормы, то блок принимает решение о корректировки угла опережения зажигания и о качестве подаваемой топливной смеси. Делая ее обогащенной либо бедной.

Залив в мотор, предназначенный для 95, 92-ой бензин, соответственно это обедненная смесь, возникает детонация и т.д. Дальше автоматика, ЭБУ все это перенастраивает и, по существу, Даже не почувствуете разницу.

Таким образом, можно сделать вывод, что двигатель на 92 бензине, будет работать не хуже, чем на 95. Однако на высоких оборотах, в пределах 6-7 тыс. об/мин, датчик будет работать не так уж корректно. Поэтому «давить в пол» на низкооктановом топливо мы не советуем, это будет разрушительно влиять на двигатель.

Т.к. последствия могут быть не очень хорошими:

1. Ранняя детонация топлива.
2. Повреждение стенок цилиндров и поршней.
3. Ускоренный износ двигателя.
4. Перегрев двигателя.

Из-за того, что топливовоздушная смесь не сгорает полностью, нагар начинает скапливаться на стенках цилиндра. В результате это приводит к снижению мощности мотора, падению компрессии, увеличению расхода топлива. Все это приводит к преждевременному износу поршневых колец и повреждению стенок цилиндров. Что ведет в скором времени к необходимости гильзовки или расточки блока цилиндров.

Но это все идеале, с технической точки зрения. Т.е. под какой бензин автомобиль рассчитан, такой и нужно лить.

Какова же реальность?

Заезжая на автозаправочную станцию, уверены, что покупая 95, приобретаете именно 95, именно с данным октановым числом? Уверены в честности данной заправки? Как это можно проверить? К сожалению, никак.

Так, что же будет, если вместо 95 залить 92-ый бензин? Вопрос, который мучает многих. Так вот, если предпочитаете спокойную езду, не давите «в пол» на своем автомобиле, то можете спокойно заливать 92-ой бензин. Ничего страшного с Вашим двигателем произойти не может. Но при условии спокойной и умеренной езды. Ведь все зависит от манеры езды.

Именно поэтому для активной езды автопроизводители и рекомендуют заливать топливо с тем октановым числом, которое предназначено для данного мотора.

Для турбодвигателей не важна какая степень сжатия мотора. Поэтому рекомендуется заливать 95-ый.

Однако, не стоит забывать и то, что стоимость 92-го ниже чем 95-го. «Зачем переплачивать, когда нет разницы?» — так думают и говорят многие автовладельцы. Разница есть, но если вы экономный человек, и уверены точно, что на Вашей заправке продают качественный бензин 92, именно с таким октановым числом, то смело заправляйтесь.

Реальность такова, что один раз залив топливо с более низким октановым числом Вы не сможете вывести его из строя сразу же, но при постоянной такой экономии, потратитесь, в конечно итоге, на дорогостоящий ремонт.

Как октановое число топлива влияет на детонацию: точное объяснение

Если вы в раздумьях и задались вопросом, какой бензин лучше всего залить в бак своего автомобиля, главное, что мы можем вам посоветовать, – не переусердствуйте! Не стоит экспериментировать с АИ-95, если по паспорту машина работает на АИ-92. Не нужно также искушать судьбу и пытаться делать наоборот, заливая по край горловины бензин с пониженным октановым числом. И так далее, вариативность марок топлива позволяет сделать выбор, но будет ли он осознанным и правильным?

К примеру, взять такое известное всем понятие, как октановое число топлива. Мы об этом как-то писали небольшую заметку, в которой разъяснили, что такое октановое, а что такое цетановое число: Октановое и цетановое число: в чем разница?

Является ли оно безусловно важным показателем топлива? Конечно, является, ведь октановое число – это показатель, который характеризует детонационную стойкость бензина, то есть возможность топливу сопротивляться самопроизвольному воспламенению при сжатии.

Иными словами, бензин с более высоким октановым показателем может быть сжат до более высокого давления, при этом не произойдет самопроизвольного воспламенения топливовоздушной смеси.

Значит ли это, что высокооктановый бензин всегда и для любого автомобиля будет лучшим выбором? Нет, этот вариант подходит далеко не всем, и сейчас мы объясним, почему бензин с этим более высоким показателем подходит далеко не всем автомобилям и почему он не будет хранить в себе более высокий заряд энергии.

Октановое число, если перевести термин на человеческий язык, – это своего рода показатель ударопрочности, а не взрывной силы. Чем выше октановое число, тем меньше вероятность преждевременного самопроизвольного возгорания топлива. То есть более высокооктановый бензин не содержит в себе дополнительную энергию как таковую, просто моторы определенной конструкции способны выжать из такого топлива большую энергию, спалив большее количество воздушно-топливной смеси в единицу времени.

Но, во-первых, это возможно лишь в том случае, если мотор вашей машины спроектирован определенным образом: как правило, оборудован турбонагнетателем или имеет очень высокую степень сжатия.Во-вторых, он работает без сбоев и у него нет никаких приобретенных в ходе эксплуатации серьезных проблем.

Также нет никакой разницы в скорости сгорания 92, 95, 98 бензина. Разнооктановые типы топлива также не отличаются по «холодному» или более «горячему» сгоранию в камере, полноте этого сгорания и в плане других распространенных заблуждений. По крайней мере, в этом нас старается убедить в своем видео известный в США автомеханик, DIY-айщик и ведущий YouTube-канала «ChrisFix» с более чем 5.5 миллионами подписчиков:

Видео взято с YouTube-канала «ChrisFix»

Видео на самом деле интересное и рекомендуется к просмотру каждому, кто интересуется работой автомобилей. Даже если вы не знаете английский, вы все равно поймете, о чем речь, – субтитры неплохо переводятся на русский.

Кстати, то, что в США маркировка топлива отличается от нашей: 87, 89, 91 и 93, вовсе не означает, что их топливо лучше или хуже, по крайней мере, по показателю октанового числа. Просто в разных странах используются разные системы обозначения октанового числа бензина. Шкала разниц, но не суть.

Итак, таким образом, главным и единственным отличием разнооктановых бензинов является исключительно их сопротивляемость к детонации и к продлению срока службы мотора, не менее, но и не более.

Если залить низкооктановый бензин в двигатель с высокой степенью сжатия или в турбированный мотор, у вас будет больше шансов получить детонацию, поскольку давление и температуры в таком моторе будут выше, а значит, и воспламенение топлива может происходить раньше и без участия свечей зажигания.

Вот так выглядит детонация изнутри:

Непреднамеренное воспламенение (по сути, взрыв) внутри цилиндра может разрушить поршень, поршневые кольца, повредить клапана, прожечь прокладку блока и даже нарушить герметичность самого блока.

Влияние бензина с октановым числом выше или ниже рекомендуемого производителем на двигатель

Каждая марка автомобиля должна эксплуатироваться на топливе, предусмотренном заводом-изготовителем. При заправке автомобиля не соответствующим видом бензина следует прислушаться к работе мотора.

Если его функциональность является стабильной, но имеется потеря мощности, то ничего страшного не происходит, требуется удалить весь заправленный бензин и залить в машину топливо с нужным значением стойкости к детонации. В процессе эксплуатации на неподходящем топливе следует избегать динамичной езды, это позволит предупредить появление детонации и перегрузок.

Распространение детонационной волны приводит к износу двигателя и может спровоцировать прогорание поршней. Длительная работа двигателя даже в условиях возникновения естественной детонации является недопустимой.

При использовании высокооктанового топлива в двигателе, предназначенном для работы на низкооктановых видах бензина, требуется полная перенастройка системы впуска-выпуска, в некоторых случаях может потребоваться замена комплектующих.

При использовании высокооктанового топлива время взрыва воздушно-топливной смеси является затянутым, что требует перенастройки работы клапанов и системы зажигания. Эксплуатация двигателя в ненастроенном состоянии провоцирует увеличение его износа и потерю мощности, что связано с запозданием сгорания топлива.

Пример подсчета

Вот как выглядит общепринятая расчётная формула для автомобильного ДВС: «ССД = (РО+ОКС)/ОКС». Степень сжатия здесь о, рабочий объём цилиндра — «РО», а объём камеры сгорания — «ОКС».

Для расчёта «РО» нужно в первую очередь разложить единый объём двигателя или литраж на количество используемых цилиндров. К примеру, литраж мотора «четвёрки» — 1997 см3. Для определения ёмкости одного цилиндра, надо 1997 разделить на 4. Получится около 499 см3.

Для вычисления параметра «ОКС» специалисты пользуются проградуированной в см3 трубкой или пипеткой. Под камерой подразумевается место, где непосредственно происходит возгорание горючего. Камеру заправляют, а затем измеряют объём с помощью жидкостной бюретки. Если нет градуированной трубочки, можно жидкость выкачать с помощью шприца, а затем измерить в мерной посуде или на весах. В этом случае желательно для расчёта использовать не бензин или солярку, а чистую воду, так как её удельный вес более соотносим к объёму в см3.

Измерение ОЧИ и ОЧМ

Разработано 2 метода определения ОЧ:

• исследовательский;
• моторный.

Первый метод предусматривает проведение проверки топлива на степень устойчивости к детонации путем умеренной нагрузки на бензиновый ДВС.

Исследования горючего осуществляются на оборудованном стенде. При этом применяется одноцилиндровый ДВС при переменной нагрузке на него и удержании 600 об/мин. Температура воздуха, подаваемого для получения воздушно-топливной смеси, должна составлять +52°C при угле опережения зажигания 13°.

Запуск двигателя проводится на исследуемом горючем. После появления детонационных изменений двигатель переводится на эталонные смеси изооктана с н-гептаном в разном соотношении. После фиксирования возникновения детонации на эталонной смеси испытания прекращаются. Объем изооктана в исследуемом образце бензина представляет собой октановое значение данного вида топлива.

Если в маркировке топлива имеется буква «И», то показатель получен исследовательским методом.

Моторный метод предполагает определение детонационной устойчивости в условиях езды при увеличенной нагрузке на мотор. Количество оборотов при проведении определения должно быть 900 в минуту, а температура воздушно-топливной смеси — +49°C, угол опережения зажигания — переменный.

Сам процесс определения показателя устойчивости топлива является аналогичным тому, который применяется в исследовательском методе.

Использование приборов

Для установления величины содержания изооктана в топливе можно применять специализированный прибор — цифровой октанометр. Устройство является простым и удобным в применении.

Принцип его функционирования основан на проведении сравнения исследуемого бензина с эталонными образцами. Для этого используются диэлектрические особенности топлива при разных соотношениях в нем изооктана и н-гептана.

Эта методика не является сертифицированной на территории России, и по этой причине прибор не может использоваться официально для проведения исследований.

При применении разных методик исследования показатель детонационной устойчивости одного и того же вида топлива может незначительно отличаться.