Октановое число бензина: способы определения характеристик топлива

Октановое число бензина — это показатель его устойчивости к детонации. Чем выше октановое число, тем дольше бензин не воспламеняется при сжатии, тем сильнее можно его сжать.

Другими словами, если из топлива нужно выжать больше энергии, то в камере сгорания топливовоздушную смесь нужно сильнее сжать, а от этого она может взрывоподобно самовоспламеняться.

Поэтому для двигателей с высокой степенью сжатия применяются бензины, способные выдерживать большое сжатие, при этом не взрываясь. Достигается это за счет введения в бензин на нефтеперерабатывающих заводах специальных присадок.

Октановое число бензина: способы определения характеристик топлива

Как влияет октановое число топлива на его расход?
Для примера возьмем условный двигатель одного условного современного автомобиля. Степень сжатия топлива в данном двигателе не зависит от вида применяемого топлива, это характеристика, которая связана только с геометрическими параметрами.

На расход топлива может влиять лишь энергия топлива, выделяемая при его сгорании. А есть ли отличия в энергии сгорания бензина с октановым числом 95 от энергии сгорания 92-го бензина? Принятая удельная теплота сгорания бензина составляет от 42 до 44 мДж/кг.

Если даже предположить, что 42 мДж/кг относится к 92-му бензину, а 44 мДж/кг для 95-го, то все равно прироста мощности даже в 10 % никак не получится.

Октановое число бензина: способы определения характеристик топлива

Для нашего условного двигателя между бензинами разница следующая: в том случае если степень сжатия у двигателя 6 — 8:1, то для его топлива будет вполне хватать октанового числа 76-80 — в цилиндрах не будет детонации, однако если тот же бензин с октановым числом 80 залить в наш условный двигатель, степень сжатия у которого 8 — 9:1, то такой бензин начнет детонировать (самовоспламеняться взрывоподобным образом) раньше, чем искра свечи зажигание подожжет его, а пользы от этого двигатель не получит. При нормальной работе двигателя бензин внутри цилиндра не должен взрываться, он должен «мягко» сгорать. Если же в этот двигатель налить бензин с октановым числом 98, то детонировать он не будет точно, зато вместо этого после поджига он будет медленнее гореть, т. к. рассчитан под большее высокую степень сжатия и поэтому не полностью будет сгорать в камере сгорания. Кстати от этого раньше на старых автомобилях прогорали клапана. В современных двигателях к счастью есть «мозги», позволяющие ему решать самостоятельно, в какой момент поджигать в цилиндре топливо, поэтому в современных автомобилях в обоих случаях топливо будет поджигаться раньше, чем если бы в качестве топлива применялся «родной» 92-95 бензин.

Октановое число бензина: способы определения характеристик топлива

В том случае если применяется бензин с пониженным октановым числом, то это вызывает слишком раннее его сгорание, увеличивается расход, а двигатель откровенно «тупит».

В случае применения бензина с повышенным октановым числом из-за увеличенного времени сгорания топлива просто снижается КПД двигателя с потерей его мощности, при этом расход возрастает не критично.

Отвечая на вопрос о влиянии октанового числа на расход можно сказать так: если октановое число ниже расчетного, то расход увеличится, если же выше — то не снизится как минимум. Если двигатель рассчитан под 95-й бензин, то при работе на 92-м его расход увеличится. Если же лить 95-й бензин в двигатель рассчитанный под 92-й, то не будет никаких преимуществ.

Некоторые автопроизводители для привлечения покупателей прибегают к маркетинговым уловкам, заявляя заниженное октановое число в требованиях к применяемому топливу. Поэтому чтобы иметь представление, есть ли смысл заливать более дорогой бензин следует обращать внимание на степень сжатия двигателя.

Октановое число бензина: способы определения характеристик топлива

Определение октанового числа бензина.
Определить примерное октановое число бензина можно с помощью специализированного прибора — октанометром, который имеет погрешность в 5-10 единиц. Проще говоря, без лабораторного исследования проверить качество бензина не представляется возможным.

В лабораторных условиях существует два метода определения октанового числа — исследовательский и моторный. При исследовательском методе производится исследование топлива по отношению к эталонному. При моторном методе применяется специальный одноцилиндровый ДВС со специальной конструкцией головки блока цилиндров, которая позволяет находу изменять степень сжатия.

Октановое число бензина: способы определения характеристик топлива

В США понятие октанового числа заменено так называемым октановым индексом, который представляет из себя среднеарифметическую составляющую октановых чисел, которые получены по исследовательскому и моторному методу для данного вида топлива. В Японии же для обозначения марки бензина используется только исследовательский метод. Именно исследовательский метод используется при декларировании октанового числа бензина и на наших АЗС.

  • Октановое число бензина: способы определения характеристик топлива
  • Октановое число бензина: способы определения характеристик топлива
  • http://carsguru.net

Источник: https://car-era.info/articles/car-note/oktanovoe-chislo-benzina/

Октановое число топлива и его влияние на двигатель автомобиля :

Для того чтобы разобраться, что такое октановое число, необходимо иметь хотя бы малое понятие о принципе функционирования двигателя внутреннего сгорания. По сути, это понятие обозначает химическую стойкость топлива к возгоранию. Чем выше этот показатель, тем ниже такая вероятность.

Октановое число бензина: способы определения характеристик топлива

Детонация

На одной из стадий своей работы поршень любого автомобильного двигателя начинает сжимать воздушно-топливную смесь. В результате действия высокого давления возникает вероятность её самовозгорания до момента появления искры от свечи зажигания. Это явление называется детонацией и становится серьёзной проблемой для многих машин.

Его основная угроза заключается в повреждении шатунов и расплавке поршневых отверстий. Ремонт этих поломок стоит довольно дорого.

Как бы там ни было, но такие случаи в наше время происходят сравнительно редко, поскольку большинство производителей оборудуют силовые агрегаты машин компьютеризированными блоками, способными обнаруживать частоты, что характерны для детонации.

Октановое число бензина: способы определения характеристик топлива

Степень сжатия

Высокая степень сжатия предоставляет двигателю возможность выдавать большую мощность при использовании меньшего количества топлива. В моторах современных моделей машин она составляет 10:1.

Вместе с этим, если речь идёт об агрегатах с прямым впрыском, она существенно возрастает. В данном случае особо важную роль играет октановое число топлива. Следует отметить, что на расход этот показатель не влияет никак.

Как правило, самой высокой степенью сжатия отличаются спортивные автомобили. В связи с этим они больше всего нуждаются в высокооктановом топливе.

Способы подсчёта показателя

Для того чтобы высчитать, каковым является октановое число того или иного вида топлива, необходимо сначала подобрать смесь из эталонных углеводородов. Таковыми являются изооктан и нормальный н-гептан. Их показатели соответственно равняются 100 и 0.

Определение значения далее происходит моторным либо исследовательским методом, путём применения специальной установки, обеспечивающей переменную степень сжатия. При использовании моторного способа имитируется высокая нагрузка двигателя, когда температура топливной смеси достигает отметки в 150 градусов.

Частота вращения при этом находится в одинаковом значении, составляющем 900 оборотов за одну минуту. При применении второго из указанных методов топливная смесь не нагревается, а частота вращения равняется 600 оборотов за одну минуту.

Октановое число бензина: способы определения характеристик топлива

Определение октанового числа

Точно высчитать значение показателя можно следующим образом. Делается это при помощи испытательного стенда, представляющего собой мотор с одним цилиндром и карбюратором. При этом уровень детонации фиксируется за счёт специальных датчиков. Сначала запускается двигатель с тестируемым топливом, после чего подбирается эталонная смесь.

Режим работы при этом не меняется. Выраженное в процентном соотношении содержание изооктана в эталонной смеси, которое появится в результате, и будет показывать стойкость бензина. Другими словами, если смесь на 75 процентов состоит из изооктана, это значит, что октановое число проверяемого топлива равняется 75 единицам.

При использовании моторного способа определяются детонационные особенности машины при движении с невысокой скоростью, частом запуске и регулярных остановках силового агрегата. Что касается исследовательского метода, то он предоставляет возможность подробно рассмотреть процесс сжигания топлива при езде по трассе в одном и том же режиме.

Как показывает практика, во втором случае значение показателя всегда будет немного большим.

Октановое число бензина: способы определения характеристик топлива

Повышение октанового числа

Чем ярче выражен запах топлива, тем выше его октановое число. Это связано с тем, что парафиновые и ароматические углеводороды, имеющие разветвлённую структуру, повышают значение показателя. В связи с этим становится понятно, почему рекомендуется хранить бензин в закрытых ёмкостях.

Путём использования специальных присадок происходит улучшение характеристик топлива. Следует отметить, что каждый из их типов призван выполнять отдельную задачу. Одни из них предназначены для повышения октанового числа, а другие – для снижения выброса в атмосферу вредных элементов.

В настоящее время в нашей стране на автозаправках можно увидеть такие марки бензина, как АИ-95, АИ-92, АИ-96, А-76 и А-80. Следует отметить, что буква «И» в названии является свидетельством того, что показатель определялся исследовательским методом.

В то же время цифра в наименовании – это и есть октановое число.

Октановое число бензина: способы определения характеристик топлива

Газ

Очень удобным и сравнительно дешёвым видом топлива, которое становится всё более популярным среди автомобилистов из года в год, стал газ. В данном случае речь идёт о пропанобутановой смеси. Она производится из нефти и попутных сконцентрированных нефтяных газов.

Для того чтобы она постоянно оставалась в жидком состоянии, её хранение и перевозка происходит под давлением в 16 атмосфер. Следует отметить, что в смеси бутан выступает в роли топлива, в то время как пропан обеспечивает давление.

Этот вид топлива, по сравнению с другими, имеет множество существенных различий, начиная с химического состава и заканчивая стоимостью. Среди многих владельцев автомобилей бытует мнение, что газ вредит двигателю, а его характеристики являются значительно худшими по сравнению с бензином. На самом деле такое утверждение является ошибочным.

Ярким тому доказательством можно назвать октановое число газа, которое для пропанобутановой смеси составляет 110 единиц. Как уже было отмечено выше, максимальное значение этого показателя для бензина равняется 98 единицам.

Источник: https://www.syl.ru/article/143944/mod_oktanovoe-chislo-topliva-i-ego-vliyanie-na-dvigatel-avtomobilya

Выбор бензина. Октановая арифметика

Говорят, что на одной заправке 95-м бензином можно проехать больше, чем на 92-м. Пытаемся разобраться

Начнем с азов

Октановое число бензина: способы определения характеристик топлива

Октановое число — важный показатель качества бензина, характеризующий его антидетонационную стойкость.

Детонация — это самопроизвольное, не зависящее от искры на свече зажигания, воспламенение рабочей смеси в цилиндре под воздействием температуры и давления, сопровождающееся ненормально быстрым ее сгоранием.

Незначительная и краткая по времени детонация, возникающая, как правило, при резком увеличении нагрузки, особой угрозы не представляет, хоть и проявляется неприятными для слуха стуками и характерным «цоканьем», которое автомобилисты со стажем называют «звоном пальцев».

Под большой нагрузкой детонация может быть сильнее и разрушительнее. Возникающие при этом стуки могут быть «замаскированы» общим шумом двигателя. Длительная детонация чрезвычайно опасна. Она способна в считанные часы (а то и минуты) разрушить двигатель.

В погоне за дополнительной мощностью мо­торо­строители на протяжении всего прошло­го века шли самым про­стым путем — повышали степень сжатия (т. е. соотношение объемов цилиндра при нахождении поршня в нижней и верхней мертвых точках).

Более высокое давление сжатой рабочей смеси провоцировало детонацию. Требовался бензин с все большим октановым числом.

Если в тридцатые годы прошлого века величайшим достижением считали бензин с октановым числом 76, то теперь не удивляет и 100.

Октановое число топлива определяется на специальном одноцилиндровом двигателе путем сравнения со смесью изооктана (изомера октана 2, 2, 4-триметилпептана) и η-гептана.

Октановое число бензина, равное, например, 92, означает, что его детонационная стойкость соответствует стойкости смеси из 92 частей изооктана и 8 — η-гептана. Хотя оба вещества и входят обычно в состав бензина, октановое число не означает, что бензин состоит только из них.

Читайте также:  Определение плотности нефти и нефтепродуктов в кг и м3

Это куда более сложный «коктейль», точный рецепт которого зачастую не знают даже сами его производители.

Когда американец Рассел Маркер из корпорации Ethyl разрабатывал в 1926 году методику определения октанового числа, он выбрал η-гептан в качестве нулевого эталона только по одной причине: конкретный изомер углеводородного соединения высокой чистоты из нефти не получить, а η-гептан можно произвести из сосновой смолы.

Если с октановым числом в принципе все понятно, начнем все запутывать. Октановые числа (а их как минимум два) — не единственные единицы измерения антидетонационной стойкости. Даже на одном и том же моторном стенде с помощью двух разных методик определяются два показателя.

Октановое число бензина: способы определения характеристик топлива

Исследовательский метод ASTM дает нам, соответ­ственно, исследовательское октановое число или, правильнее, октановое число по исследовательскому методу (ИОЧ). Помните буковку «и» в маркировке наших старых бензинов?

В ходе испытания одноцилиндровый двигатель с принудительно изменяемой степенью сжатия работает в контролируемых условиях с минимальной нагрузкой.

Для определения октанового числа по моторному методу (МОЧ) подаваемая в тот же двигатель рабочая смесь предварительно подогревается, обороты коленвала увеличиваются, меняются регулировки момента опережения зажигания.

Таким образом, бензин подвергается более жесткому и близкому к реальной эксплуатации испытанию. Обычно ИОЧ топлива на 8–10 единиц больше его МОЧ.

Это соотношение стоит запомнить, оно может пригодиться для практических расчетов.

Общего, стандартного способа обозначения детонационной стойкости бензина в мире не существует. В Европе и Австралии используют исследовательский метод. У нас в стране до недавнего времени ходили оба, о чем свидетельствовала упомянутая буква «и» (или ее отсут­ствие —свидетельство использования моторного метода).

В Новой Зеландии, соседке Австралии, больше оперируют МОЧ. Даже исследование проводили о снижении его минимума с 82 до 81 единицы. А вот Северная Америка идет своим путем. Там используют совсем другие названия, к счастью, обозначающие один и тот же параметр.

В ходу здесь антидетонационный коэффициент AKI — Anti-Knock Index, дорожное октановое число RdON — Road Octane Number (не путать с RON — Research ON — 0Ч по исследовательскому методу), насосное октановое число PON — Pump Octane Number или просто (R+M)/2. Последнее обозначение объясняет суть всех предыдущих.

В США и Канаде указывается среднее арифметическое окатновых чисел, полученных по двум разным методикам, то есть AKI=ИОЧ+МОЧ/2. AKI на 4–5 единиц меньше, чем ИОЧ

(RON). Эти цифры тоже могут пригодиться.

Маленькая экскурсия

Октановое число бензина: способы определения характеристик топлива

Если все вышеупомянутое вам понятно, придется усложнить ситуацию. Очень часто продавцы топлива вместо октанового числа указывают сорт бензина. При этом в разных странах за одними и теми же словами скрываются разные цифры. Более того, единообразия нет даже в отдельных штатах, образующих США.

Начнем от родной печки. У нас бензин А-92 уже подается как Regular, А-95 как Premium и А-98 — как Super. Еще не исчез А-76, замаскированный под А-80, но скорый запрет оставил «старичка» без названия.Данные по некоторым другим странам приведены в сводной таблице. Сразу ее прокомментируем.

Горные штаты США ничем не отличаются от других горных районов мира. Высота над уровнем моря здесь больше, воздух разреженнее. Как ни старайся, без наддува давление в цилиндре как в начале такта сжатия, так и в его конце будет ниже, чем на равнине. Следовательно, и бензин здесь может обладать пониженной стойкостью к детонации.

Помните об этом, собираясь надолго спуститься с гор. Чуть пониженные требования к ОЧ в Калифорнии объясняются просто: надо подтолкнуть жителей самого богатого штата к покупке имеющегося в избытке «сотого». Ferrari и Porsche скажут «спасибо». И нефтетрейдеры тоже. В ряде стран Европы 95-й уже давно считается «стандартным» или «регулярным».

Хуже не делают.

Зато в некоторых странах третьего мира с Regular и Standard возможны осложнения: они могут быть схожи с нашим А-76 (80). Приведенные здесь сведения помимо познавательного имеют и прикладное значение. Зная страну происхождения купленной иномарки, ее владелец сможет определить, каким бензином надо потчевать свою стальную лошадку.

Ведь абсолютное большинство машин, кроме спортивных, представительских и тюнинговых, как правило, довольствуется сортом Regular/Standard без указания в мануале реального октанового числа. Полезны эти цифры и сервисменам, как помогающие определить, каким путем устранять, например, «тупость» машины.

Просто перейти на бензин с большим О4 или менять дорогостоящий блок управления двигателем. К месту, специально для механиков, отметим, что сильной детонацией (и от сильной детонации) больше страдают карбюраторные двигатели.

На впрысковых обычно имеется датчик детонации в виде миниатюрного пьезоэлектрического микрофона, по сигналу которого электронные мозги делают зажигание более поздним, снижая детонацию. Двигатель страдает меньше, больше страдает владелец машины. Из-за ухудшившейся динамики и роста расходов на топливо.

Вернемся к теме

Как вся эта путаница связана с машиной нашего коллеги? Его Mitsubishi прибыл к нам из Штатов. Обращаемся к таблице. И как «японка», и как «американка» машина должна радоваться нашему 92-му. И переход на 95-й ни динамики, ни экономичности ей не добавит.

Наиболее вероятно, что наш коллега неосознанно выдавал желаемое за действительное. Ему стоит установить бортовой компьютер или хотя бы позаправляться под пробку на одной и той же колонке недельку-другую, регулярно записывая данные расхода и пробега. Затем повторить замеры на другом сорте топлива. Правда, с учетом городских пробок результат все равно получится очень приблизительным.

Если экономия все-таки подтвердится, возможно несколько вариантов ее возникновения.

Первый и самый простой. Опре­де­ленная часть машин в силу суммирования допусков и иных технологических причин имеет характеристики, отличающиеся от паспортных. И это надо принять как данность.

Второе, менее оптимистическое. За годы эксплуатации в камере сгорания скопился нагар и другие отложения, ее объем уменьшился, а степень сжатия, соответственно, возросла. Что и «приспособило» двигатель под бензин с более высоким октановым числом.

Лечится регулярным добавлением противонагарных присадок в бензин плюс длительной ездой на высокой скорости. Альтернативой присадке могло бы стать использование «чистящего» бензина Shell V-Power, но за отсутствие лишних хлопот придется расплачиваться. Если «химия» не поможет, то остается «механика».

Впрочем, без более веских причин двигатель лучше не разбирать. Если «химия» поможет, скорее всего, двигатель придется подрегулировать.

Третье, самое сложное. Глючит система управления двигателем, зажигание, система рециркуляции отработавших газов. Замена блока управления — дело несложное, но очень дорогое. Стоит проконсультироваться у хорошего диагноста, если такого удастся найти. Как и специалиста по каталитическим нейтрализаторам.

Еще чуть-чуть теории

Октановое число бензина: способы определения характеристик топлива

Многочисленные исследования в разных странах мира подтверждают, что переход на бензин с более высоким октановым числом при постоянной степени сжатия не дает никаких преимуществ, а только повышает расходы на топливо.

Теплотворная способность, а значит, и запасенная энергия у разных сортов топлива примерно одинакова. Высокооктановый бензин выделяет столько же энергии, как и стандартный, но горит медленнее.

В результате не успевшее сгореть топливо может быть выброшено в глушитель (смерть катализатору) и далее в атмосферу (смерть живому).

Более того, как утверждает сайт Gas Bank USA, производители автомобилей (BMW, Porsche, Mercedes-Benz и др.), даже рекомендуя высокооктановый бензин, допускают применение стандартного без угрозы для двигателя, но с некоторым ухудшением параметров автомобиля.

О том, каково это ухудшение, можно судить по данным, опубликованным Hyundai Motor. На бензине Premium 4,6-литровый двигатель V8 седана Genesis выдает максимальную мощность 375 л. с., а на стандартном (AKI-87) — 386, т. е. менее чем на 2% меньше.

В американском руководстве по эксплуатации Smart Fortwo приведено то же предупреждение, что и для автомобилей Mercedes: «Для обеспечения долгой надежной работы и высоких характеристик двигателя следует использовать бензин сорта Premium Unleaded». А в нижней строке: «Бензин Regular не причинит вреда вашему автомобилю».

Мы не призываем переходить на низкооктановый бензин. Но если ваш автомобиль под него и «заточен», есть ли смысл платить лишние деньги? При одинаковом химическом составе, равной энергоемкости и не зависящем от октанового числа использовании/неиспользовании присадок единственное отличие между сортами бензина — размер прибыли, получаемой продавцом топлива.

  • Полезные формулы
  • Определяя, какой бензин нужен вашей машине, полезно знать, что:AKI = RON+MON/2;RON — MON ≈ 8–10;RON — AKI ≈ 4–5;AKI 87usa= RON 92eu;AKI 90 ≈ RON 95;где:AKI — Anti-Knock Index — антидетонационный коэффициент (США);RON — Research Octane Number — октановое число по исследовательскому методу (ИОЧ);
  • MON — Motor Oil Number — октановое число по моторному методу (МОЧ).

Источник: https://5koleso.ru/articles/garazh/Vibor_benzina_Oktanovaya_arifmetika/

Способ определения октанового числа автомобильных бензинов

Изобретение относится к области аналитической техники, а именно к способам и средствам оценки детонационной стойкости автомобильных бензинов.

Известен способ определения октанового числа автомобильных бензинов (Белянин Б.В. Технический анализ нефтепродуктов и газа. Л.: Химия, 1970, с.

164-168), состоящий в сравнении детонационной стойкости испытуемого и эталонного топлива на специальном стандартизированном двигателе внутреннего сгорания.

При определении находят экспериментальную зависимость степени сжатия рабочей смеси в двигателе от содержания изооктана в эталонном топливе, а затем по этой зависимости после испытания анализируемого бензина находят значение его октанового числа.

Недостатком данного способа определения октанового числа является большая длительность определения, составляющая 120 мин, высокая стоимость и громоздкость экспериментальной установки, сложность ее обслуживания и дороговизна компонентов, из которых составляются эталонные топлива.

Наиболее близким по технической сущности является способ определения октанового числа (Патент РФ №2100803, кл.

G01N 27/22, 33/22, 1997), включающий определение значения информативного параметра для различных эталонных бензинов, построение калибровочной зависимости информативного параметра от октанового числа этих бензинов, определение значения информативного параметра пробы анализируемого бензина и определение по калибровочной зависимости октанового числа анализируемого бензина, а также измерение температуры пробы анализируемого бензина. При этом в качестве информативного параметра используют диэлектрическую проницаемость анализируемых бензинов.

  • Недостатком этого способа является необходимость в процессе определения использовать сложные электрические устройства, приводимые в соприкосновение с анализируемым бензином, что требует специальных противопожарных мер, а также влияние на результат измерения даже незначительного количества воды, растворенной в бензине, что связано с большой (по сравнению с фракциями бензина) диэлектрической проницаемостью воды.
  • Задачей изобретения является упрощение определения октанового числа бензинов.
  • Технический результат — создание способа определения октанового числа бензинов, реализующего измерение без контакта электрических устройств с анализируемым бензином, обеспечивающего инвариантность результатов измерений к содержанию воды в анализируемом бензине.
  • Поставленная задача и указанный технический результат достигаются тем, что в способе определения октанового числа автомобильных бензинов, включающем определение значений информативного параметра для различных эталонных бензинов, построение калибровочной зависимости информативного параметра от октанового числа этих бензинов, определение значения информативного параметра пробы анализируемого бензина и определение по калибровочной зависимости октанового числа анализируемого бензина согласно изобретению, а также измерение плотности и температуры пробы анализируемого бензина, согласно изобретению значение информативного параметра определяют путем измерения температуры перегонки 50%-ной фракции пробы анализируемого бензина, а октановое число вычисляют по следующей зависимости:

Октановое число бензина: способы определения характеристик топлива

где:

χ — октановое число бензина;

  1. а0, а1, а2, а3, а4 — постоянные коэффициенты, определяемые при калибровке;
  2. а0 имеет размерность единицы октанового числа;
  3. ρ — измеренное значение плотности бензина, кг/м3;
  4. t50% — измеренное значение температуры перегонки 50%-ной фракции бензина, °С.
  5. Использование при реализации предлагаемого способа в качестве информативного параметра температуры перегонки 50%-ной фракции позволит определить октановые числа с помощью пожаробезопасных измерительных устройств, обеспечит инвариантность результатов измерений от содержания воды в бензине, а также позволит упростить устройство для реализации предлагаемого способа.
  6. По сравнению с прототипом заявляемый способ имеет отличительную особенность в совокупности действий и параметров, обеспечивающих эти действия.
Читайте также:  Как подобрать сепаратор для нефти и нефтепродуктов?

Теоретическим обоснованием предлагаемого способа определения октанового числа является зависимость как октанового числа, так и температуры перегонки отдельных фракций (фракционного состава), в том числе и температуры перегонки 50%-ной фракции (ГОСТ Р51105-97. Топлива для двигателей внутреннего сгорания, стр.3-5), от группового состава бензинов, а также тот факт, что температура перегонки 50%-ой фракции является средней характеристикой фракционного состава бензинов.

Результаты всех измерений плотности бензинов приводились к температуре 15°С. Найденные значения а0, а1, а2, а3 и а4 приведены в приложении в таблице 1.

Проверка предложенного способа осуществлялась путем анализа фракционного состава бензинов на установке УИ, измерения плотности бензинов — ареометром 20, параллельно определялось октановое число по исследовательскому методу на установке УИТ-65.

В таблице 1 в качестве примера приведены результаты определений октанового числа ряда товарных бензинов предлагаемым способом. Действительное значение октанового числа товарных бензинов определялось исследовательским методом на стандартной моторной установке нефтебазы ОАО «Тверьнефтепродукт.

Пример определения октанового числа по предлагаемому способу.

Данный способ базируется на использовании результатов самых распространенных лабораторных анализов, а именно измерении плотности и определении фракционного состава, которые в соответствии с действующими стандартами осуществляются для всех бензинов.

Для определения октанового числа в соответствии с предлагаемым способом предварительно измеряют с помощью нефтеденсиметра (ареометра) плотность бензина, а результат измерений приводят к температуре 15°С, т.е. определяют ρ15.

С помощью лабораторного анализатора фракционного состава определяют фракционный состав бензина, в том числе определяют температуру перегонки 50%-ной по объему фракции бензина.

По результатам лабораторных анализов найдены для бензина №20 (см. табл.1): ρ15=752 кг/м3; t50%=103°С. Найденные значения рассчитывают в зависимость (1) и находят:

Октановое число бензина: способы определения характеристик топлива

Действительное значение χд для данного бензина, определенное на установке УИТ-65, составило 92,7 о.е.

Как видно из таблицы, погрешность определения октанового числа предлагаемым способом составляет 0,1-2,5 о.е. для всей представленной выборки в таблице, т.е. без учета сорта нефти, из которой выработан бензин.

При использовании предлагаемого способа в условиях конкретного производства, когда имеет место ограниченное число сортов нефти, погрешность определения не превышает ±1 о.е.

, что соответствует требованиям стандарта к погрешности измерения октанового числа бензинов.

Преимуществом предлагаемого способа является простота реализации, пожаробезопасность, справедливость результатов измерений к содержанию воды в бензине, возможность использования для создания дешевых автоматических потоковых и переносных анализаторов октанового числа бензинов.

Способ может найти применение при контроле октанового числа в процессе производства и компаундировании бензинов. Данная разработка в настоящее время находится на стадии лабораторный испытаний.

Таблица 1
Результаты определения октанового числа бензинов
№ п/п Измеряемые параметры Значение χ, октановые единицы
ρ, кг/м3 t50%, °C Действительное χД Определенное по формуле (1) χИ
1. 751 83 81,2 82,6
2. 727 84 81,2 83,5
3. 711 81 81,5 82,4
4. 715 76 82,5 78,3
5. 705 80 83,0 82,2
6. 704 78 83,2 80,8
7. 760 101 91,4 91,8
8. 737 98 92,2 90,5
9. 747 98 92,3 90,5
10. 749 101 92,3 91,5
11. 752 100 92,3 91,3
12. 749 101 92,4 91,5
13. 759 106 92,4 93,1
14. 744 96 92,5 89,7
15. 745 105,5 92,5 92,7
16. 756 106 92,5 93,0
17. 737 95 92,6 89,3
18. 754 108 92,6 93,4
19. 741 104 92,7 92,4
20. 752 103 92,7 92,2
21. 749 98 92,8 90,5
22. 742 97 93,0 90,1
23. 762 114 93,0 94,3
24. 750 110 93,3 93,6
25. 760 111 93,4 94,0
26. 750 110 93,5 93,6
27. 755 113 93,7 94,0
Примечание к формуле (1):а0=620,687; a1=-1,7843; a2=2,3364; а3=0,0012; а4=-0,01

Способ определения октанового числа автомобильных бензинов, включающий определение значений информативного параметра для различных эталонных бензинов, построение калибровочной зависимости информативного параметра от октанового числа этих бензинов, определение значения информативного параметра пробы анализируемого бензина и определение по калибровочной зависимости его октанового числа, а также измерение плотности и температуры пробы анализируемого бензина, отличающийся тем, что значение информативного параметра определяют путем измерения температуры перегонки 50%-ой фракции пробы анализируемого бензина, а октановое число вычисляют по следующей зависимости:

Октановое число бензина: способы определения характеристик топлива

  • где χ — октановое число бензина;
  • а0, a1, а2, а3, а4 — постоянные коэффициенты, определяемые при калибровке;
  • ρ — измеренное значение плотности бензина, кг/м3;
  • t50% — измеренное значение температуры перегонки 50%-ой фракции бензина, °С.

Источник: https://findpatent.ru/patent/231/2310832.html

Приборы (октанометры) для измерения октанового числа бензина — DRIVE2

По данным Всероссийского общества прав потребителей, до 40 % продаваемого в стране топлива в настоящее время фальсифицировано.

Что значит октановое число?

Все это выражение очень часто употребляют, но не все знают, что оно означает. Октановое число не имеет ничего общего с молекулой октана C8H18. В рамках рассматриваемых вопросов октановое число топлива является критерием его сопротивления детонации, определяемым при лабораторных испытаниях – ВСЕ, НИЧЕГО БОЛЬШЕ.

Октановое число это только показатель, характеризующий детонационную стойкость топлива в двигателе. Давным-давно, когда двигатели внутреннего сгорания только стали набирать популярность, производители обнаружили проблему детонации. Поэтому они решили создать специальный тест, позволяющий определить использование какого именно бензина приводит к этому неприятному эффекту.

Производители делали моторы с разной степенью сжатия и им было необходимо определится с ее пороговой величиной, соответствующей началу детонации. Поэтому были разработаны правила поведения тестов, которые используются и по сей день.

Для сравнения испытываемого топлива со стандартными смесями используют установку УИТ-65 или УИТ-85 (в России) представляющую собой одноцилиндровый двигатель внутреннего сгорания с изменяемой степенью сжатия.Для проведения тестов было решено использовать два вида углеводородов: изооктан (очень хорошие антидетонационные свойства) и гептан (наоборот, такими качествами не обладает).

Антидетонационные свойства изооктана оценили значением 100, гептану приписали О (ноль).Двигатель тестируют при 600 об/мин на определенном топливе и постепенно, до возникновения детонации, повышают степень сжатия. Затем, в тот же день, при той же степени сжатия, на том же двигателе проводятся тесты с использованием в качестве топлива смеси изооктана и гептана.

При этом ищется такая пропорция смеси, которая будет обладать тем же порогом возникновения детонации, что и исследуемый бензин. Так вот, если смесь с содержанием 80% изооктана и 20% гептана показала точно такой же результат, как и бензин – значит это бензин с октановым числом 80. А если смесь 98% к 2%, так это будет 98 бензин.

Данный метод называется Research Octane Number (RON), Эта классификация используется во многих странах, включая Россию.Америкосы, как всегда, пошли своим путем и придумали свои правила. Это точно такой же тест, только температура воздуха выше и производится на 900 оборотах. Называется это — Motor Octane Number (MON).

Результаты обычно отличаются на 8 -10 чисел в меньшую сторону (условия ближе к реальным). 98 RON будет 88 MON. Американцам и этого недостаточно, они решили у себя использовать для классификации бензина следующею схему — (RON + MON) / 2. Значит сотый (100) бензин для Европы или России будет классифицироваться в Америке как 95 (100 + 90) / 2. Поэтому, если у вас машина из Америки, будьте осторожны.

Октанометр и его принцип работы

Сегодня есть возможность приобрести приборы для экспресс анализа топлива – Октанометр. Конечно это громкое название и не имеющего ничего общего в реальности с измерением октанового числа.

Принцип работы Октанметра основан на измерении диэлектрической проницаемости топлива и последующего определения октанового числа по предварительно построенной калибровочной зависимости.

Для построения калибровочных зависимостей используются н-гептан и топлива с известным октановым числом, определенным с помощью моторной установки (в России УИТ-65 или УИТ-85)

  • В основе принципа измерения — сравнение октановых (цетановых) чисел контролируемого образца топлива с аттестованными образцами бензинов или дизельных топлив.
  • На основании экспериментальных данных можно построить графики зависимости октанового числа от диэлектрической проницаемости для различных видов топлива

Октановое число бензина: способы определения характеристик топлива

  1. Такую зависимость стало возможно построить из-за того, что в настоящее время основной поток бензина получают не путем прямой перегонки, а путем смешивания (компаундирования) большого числа компонентов
  2. .

Октановое число бензина: способы определения характеристик топлива

Компонентный состав бензина зависит, в основном, от его марки, и определяется набором технологических установок на нефтеперерабатывающем заводе.

Базовым компонентом для выработки автомобильных бензинов являются обычно бензины каталитического риформинга или каталитического крекинга.

Как видно из выше указанной таблицы диэлектрическая проницаемость увеличивается с 2.075 до 2.3 в зависимости от ОЧ бензина 91-100.

Бензины АИ-95 и АИ-98 обычно (в России) получают с добавлением кислородсодержащих компонентов: метил-трет-бутилового эфира (МТБЭ) или его смеси с третбутанолом, получившей название фэтерол. Введение МТБЭ в бензин позволяет повысить полноту его сгорания и равномерность распределения детонационной стойкости по фракциям.

Максимально допустимая концентрация МТБЭ (в России) в бензинах составляет 15 % из-за его относительно низкой теплоты сгорания и высокой агрессивности по отношению к резинам. Диэлектрическая проницаемость МТБЭ грубо 2.4 (зависит от температуры).

Чем больше процент МТБЭ в составе бензина тем выше значения диэлектрической проницаемости (октанового числа) бензина.

Вывод

К недостаткам данного метода измерения можно отнести:

– невозможность идентификации незаявленного бензина;– сложность оценки влияния внешних воздействий на результат измерения.Сравнительные модели основаны на факте сравнения модели, полученной врезультате измерения, с эталонной моделью, хранящейся в памяти измерительного прибора.

При этом по определенному алгоритму делается вывод о соответствии полученной модели с эталонной.При проведении работ по созданию калибровочных моделей для определения октановых чисел было выявлено: — невозможно создать универсальную модель определения октановых чисел для бензинов различных процессов (крекинг, риформинг и т. д.

) или различныхтипов (например, для бензинов марок АИ-92 и АИ-95 приходится создавать разные модели).Для сравнительной модели приняты следующие ограничения:– измерительный прибор заранее откалиброван эталонными моделями;– температура измеряемой среды соответствует заявленному диапазону измерения.

К недостаткам данной модели можно отнести:– невозможность создания универсальной калибровочной модели;– необходимость применения алгоритмов для определения класса калибровочной модели;

  • – для построения калибровочной модели необходим анализ большого объема исходных данных.
  • Следовательно, для повышения точности измерения наиболее оптимальнымметодом является сравнительная модель измерения, позволяющая количественнооценить, на сколько по сравнению с эталоном в измеряемый образец внесены из-
  • менения.

Однако в условиях априорной неизвестности марки исследуемого топлива данная модель становится менее эффективной и позволяет оценивать полученный результат с большей погрешностью.

Цена прибора и точность измеренияПринцип работы у всех приборов одинаковый. Самым дешевый на рынке является октанметр Российского производства- ОКТИС, цена около 3500 рублей.

Далее следует тестер топлива немецкой фирмы Digatron (600-700 евро), он широко используется в автоспорте, в частности в картинге. Принцип действия заключается в том что имеется две емкости, в одну заливается проверенное топливо а в другую тестируемое, а прибор производит сравнение.

Читайте также:  Сколько весит литр бензина: вес топлива

Топлива от различных производителей, как правило, имеют отклонение от типовой калибровочной зависимости «диэлектрическая проницаемость — октановое число».

Поэтому возникает необходимость в построении индивидуальных калибровок, где в качестве стандартов принимаются топлива конкретного производителя, октановые числа которых предварительно определяются на моторной установке (в России УИТ-65 или УИТ-85).

  1. ОКТАН-ИМ цена 40 800 рублей, позволяет построить и сохранить в памяти прибора до 10 таких индивидуальных калибровок.
  2. Октанометр ПЭ-7300 М – цена 49 500 рублей. Главное отличие данного прибора от ОКТИС — В комплект поставки входит программное обеспечение, благодаря которому октанометр совместим с персональным компьютером и основное, что значительно улучшает точность измерения поправочные коэффициенты на температуру анализируемой пробы (в программе)
  3. Как бы, если измерения будут производится при одинаковой температуре то и результат будет одинаковый. Диэлектрическая проницаемость изменяется в зависимости от температуры

Октановое число бензина: способы определения характеристик топлива

SHATOX SX-100M цена у производителя 1800 долларов. Основное его отличие от ранее рассмотренных приборов – наличие встроенного датчика температуры и как следствие имеется встроенная коррекция по температуре (а не как у Октанометр ПЭ-7300 программно)

Примеси, это вредные добавки присутствующие в топливе. Статистика показывает, что из всех примесей в бензине практически около 70 % приходится на воду.

Как мы уже рассмотрели, принцип действия большинства современных приборов основан на диэлькометрическом методе контроля, согласно которому октановое число определяется по диэлектрической проницаемости бензина ≈ 2…2,3 (в России с использование МТБЭ).

При этом даже сравнительно небольшое количество воды, имеющей высокую диэлектрическую проницаемость (проницаемость воды ≈ 81), может привести к ошибочным результатам при определении октанового числа.

Экспериментально установлено, что добавление в бензин 1 % воды приводит к повышению его диэлектрической проницаемости до уровня ≈ 2,9 и, соответственно, к значительной погрешности измерения октанового числа бензина данным методом.

Другими словами это уже не погрешность, а показания полный бред.

Как решить возникшую проблему? Следует отметить, что автомобильный бензин обладает довольно низкой электрической проводимостью. Вода напротив, относится к токопроводящим примесям и соответственно может быть выявлена диэлькометрическим способом измерения.

Однако при этом необходимо учитывать ряд особенностей. При низких температурах происходит кристаллизация воды — соответственно при этом токопроводящие свойства воды резко изменяются.

Соответственно рекомендуется ограничить температурный диапазон измерения границей замерзания воды, так как идентифицировать кристаллизовавшуюся воду в бензине крайне трудно.

Короче, простыми словами. Необходимо ввести коррекцию по удельной проводимости. В таком случае наличие токопроводящих примесей в топливе будет выявлено и учтено.

Лабораторный комплект № 2М6У для экспресс-анализа топлив (в комплект входит Октанометр ПЭ-7300) цена 69 500 рублей. Это уже немного другой уровень.

Позволяет определить не только диэкектрическую проницаемость, как выше описанные октанометры, но также имеет коррекцию по удельной проводимости, что позволяет определить количество токопроводящих примесей таких как грунтовая пыль и конечно вода. А также плотность нефтепродукта, содержания свинца, наличие смол и т.д

Как бы пора заканчивать. Главное вы должны понять, что все эти тестеры не измеряют реально октан (характеризующий детонационную стойкость топлива в двигателе) а всего лишь производит сравнение топлива с эталонным образцом конкретного вида, марки и т.д.

Если вы поедите в Европу, где содержание МТБЭ используется в меньшем количестве (диэлектрическая проницаемость 2.4), но при этом по закону обязательно (если мне не изменяет память) использование этанола до 4% (диэлектрическая проницаемость этанола – 24.

3 при 25 градусах) то данный прибор просто будет показывать не реальные значения (далеко за 100). Или к примеру если вы заправите бензин 93-98, который был получен путем добавление увеличивающих октан металосодержащих присадок, то картина будет прямо противоположна (80-85 ОЧ). Тестеры не в состоянии физически их определить.

Не забывайте, что фракционный состав бензина (топлива) у всех производителей разный, а также он бывает зимний, летний и т.д.

  • Всем удачиС уважением
  • Barik

Источник: https://www.drive2.ru/b/1391423/

Способы определения октанового числа в топливе

В настоящее время на территории России официально приняты и повсеместно применяются только 2 метода определения уровня октана в бензине:

  • исследовательский;
  • моторный.

   Исследовательский метод определения октанового числа подразумевает проведение испытаний в строгом соответствии с ГОСТ 8226-82 и ГОСТ Р 32339-2013. Для проведения испытаний моторного метода определения данного критерия предусмотрены ГОСТ 511-82 и ГОСТ Р 32340-2013.

   Определение октанового числа названными методами производится в ходе испытания топливной смеси на специальной установке, представляющей собой одноцилиндровый мотор — УИТ-65, УИТ-85 (ГОСТ 8226-82, ГОСТ 511-82) и УИТ-85М и CFR (ГОСТ 32339-2013 и ГОСТ 32340-2013).

Их использование позволяет изменять степень сжатия, благодаря чему удается сравнивать эталонное топливо с образцами бензина, предоставленными для исследования.

Эталонным топливом в исследовании служит смесь, состоящая из двух углеводородов – изооктана с октановым числом, равным 100 единицам и нормального гептана с нулевым уровнем его содержания.

Таким образом, смешивание этих веществ в необходимых для исследования пропорциях позволяет получить топливо с определенным октановым числом: например, 82% изооктана + 18% нормального гептана = топливо с октановым числом 82 единицы.

Моторный метод (движение за городом)

   Данный метод определяет, насколько устойчив бензин к детонации при максимальной мощности работы мотора в режиме увеличенной температуры. В ходе испытания обороты устанавливаются на отметке 900 в минуту, температура всасываемой смеси – на 149 градусах по Цельсию. Угол опережения зажигания – переменный.

Проверка топлива моторным методом сравнивает испытываемый образец бензина с эталонным топливом в процессе переключения питания мотора автомобиля с одной топливной смеси на другую.

Задачей метода является определение той смеси эталонного бензина, момент детонирования которого совпадает с детонацией исследуемого образца.

Исследовательский метод (движение в городе)

   Данный метод позволяет исследовать детонационную стойкость предоставленной для исследования смеси в условиях эксплуатации мотора при его частичной нагрузке.

Основной принцип проведения данного исследовательского метода совпадает с алгоритмом метода моторного – испытываемый образец сравнивают с эталонным топливом.

Однако в этом случае обороты уже снижены до 600 в минуту, а угол опережения зажигания установлен постоянный – 13°, при этом температура всасываемого воздуха равняется 52 градусам по Цельсию.

Как еще определить октановое число бензина?

   Моторный и исследовательский способы определения октанового числа в топливе являются официально утвержденными и широко используемыми.

Однако есть еще некоторые способы узнать, сколько единиц октанового числа содержится в бензине.

Так цифровые октанометры позволяют оперативно проанализировать состав топлива и узнать его октановое число, что очень удобно и востребовано среди производителей топлива.

   Принцип устройства заключается в сравнении исследуемых образцов бензина с заранее сохраненными параметрами основных марок топлива. Это становится возможным благодаря диэлектрической проницаемости автомобильного бензина.

Прибор достаточно прост и удобен в использовании – результаты исследования в течение самого короткого времени отображаются на экране.

Однако полностью полагаться на данные, полученные благодаря даже самом надежному октанометру, не рекомендуется, посколько в настоящее время он все еще не является официальным и сертифицированным инструментом для проведения подовных исследований на территории РФ.

Источник: http://inntt.ru/blog/toplivo/sposoby-opredeleniya-oktanovogo-chisla-v-toplive/

Всё про октановое и цетановое числа

  • 14 февраля 2015 00:00:00
  • Просмотров: 11663

Октановое число – характеристика, отображающая, насколько эффективно топливо противостоит воспламенению при сжатии в цилиндрах. Фактически этот показатель описывает детонационную стойкость бензина: чем выше оно, тем меньше топливо склонно к детонации.

Если оно будет ниже нормативных показателей, нарушится ровная работа ДВС: вместо горения со скоростью до 60 м/с, топливо будет взрываться со скоростью до 2500 м/с. Это сопровождается неприятным звуком, снижением мощности, ускоренным износом двигателя.

Детонация связана с повышенным образованием гидропероксидов в бензиновых парах. Они окисляются кислородом, который содержится в воздухе, и происходит резкий энерговыброс.

Взрывной процесс представляет собой разветвленно-цепную реакцию. А чтобы повысить детонационную стойкость, используют один из двух методов:

  • В состав вводятся разветвленные и ароматические соединения.
  • Активно используются специальные присадки.

Именно последний метод применяют на российских АЗС. Если улучшенный таким образом бензин не соответствуют техническим параметрам качества, после заправки на свечах образуется нагар.

Методика определения октанового числа

Еще в 30-х годах прошедшего столетия разработали специальную шкалу. По ней сравнивается детонационная стойкость исследуемого бензина и стандартной смеси. Как стандартные эталоны используют 2 вещества:

1) Гептан

Воздушная смесь, сочетаясь с парами гептана, способна быстро детонировать. Качество такого топлива – «нулевое».

2) Изооктан

Он представляет собой разветвленный углеводород с высокой устойчивостью к детонации. Его качество условно приравняют к максимальному – 100.

Для исследования готовят смесь изооктана с гептаном, характеристики которой такие же, как у тестируемого бензина. Далее просто определяют процентную долю изооктана в смеси.

Благодаря добавлению уникальных горючих жидкостей добиваются повышения ОЧ до более высокого уровня – свыше 100. В таких случаях руководствуются условной шкалой, где за основу взят изооктан с тетраэтилсвинцом.

Достаточно знать, сколько тетраэтилсвинца нужно добавить в изооктан для приготовления смеси, аналогичной тестируемому бензину, чтобы определить, каким будет ОЧ – 101, 102, 103 и т. д.

Разновидности

Для определения ОЧИ служит одноцилиндровая установка. Коленвал вращается с частотой 600 оборотов в минуту. Степень сжатия – переменная. Угол опережения зажигания – 13°. ОЧИ демонстрирует, как бензин поведет себя при малой или средней нагрузке.

Задействуют ту же одноцилиндровую установку. Но коленвал вращается уже с частотой 900 оборотов в минуту. А смесь всасывается при температуре большей на 97°С, нежели в первом случае. От ОЧМ зависит, как бензин будет вести себя при солидных нагрузках.

Для большинства инжекторных моторов оно должно варьироваться в пределах от 91 до 98. Так как многие российские АЗС продают низкосортное топливо под видом высокооктанового, есть смысл обезопасить себя.

Достаточно просто добавить в бензин присадку FuelEXx, чтобы увеличить октановый показатель на 3–5 единиц. Катализатор горения не изменит химического состава бензина, но преобразит молекулы углеводорода. В итоге смесь будет сгорать более полноценно. Благодаря этому экономия достигнет 10–15%, а крутящий момент возрастет до 10%.

Цетановое число дизтоплива

Является главной характеристикой воспламеняемости и сгорания дизтоплива в моторе. Чем оно выше, тем спокойнее и полноценней выгорает топливная смесь.

В численном выражении этот показатель сопоставим с объемной долей цетана в специально приготовленной смеси. Эта смесь состоит из гексадекана и α-метилнафталина с таким же периодом задержки, как и в тестируемом топливе.

Для стандартных моторов оптимальным считается дизтопливо, цетановое число которого варьируется от 40 до 55. Наиболее качественным признано дизтопливо с показателем от 51 до 55 ед. Премиальная солярка легче, в ней содержатся легковоспламеняющиеся фракции, которые способствуют быстрому запуску мотора при минусовых температурах. При её использовании заметно снижается дымность.

Цетановое число дизтоплива зависит от того, какие парафины, ароматики, олефины и нафтены входят в его состав. Для измерения используют стандартную силовую установку Waukesha либо ИДТ-90. Альтернативой может стать камера с постоянным объемом, тестирование этим методом, в отличие от первого, занимает не более 20 мин.

Эффективным способом повышения  признан FuelEXx Diesel. Он увеличивает этот показатель на 3–5 единиц. Вместе с этим из топлива удаляется вода, происходит раскоксовка поршневых колец, очистка камеры сгорания. Это подтверждено стендовыми и дорожными испытаниями.

Источник: https://rvsmaster.ru/articles-magazine/vse-pro-oktanovoe-i-tsetanovoe-chisla/

Ссылка на основную публикацию