Oktānskaitlis
Oktānskaitļu norāde Amerikas degvielas uzpildes stacijā.
Oktānskaitlis- indikators, kas raksturo degvielas detonācijas pretestību (degvielas spēju izturēt pašaizdegšanos kompresijas laikā) iekšdedzes dzinējiem. Skaitlis ir vienāds ar izooktāna (2,2,4-trimetilpentāna) saturu (tilpuma procentos) tā maisījumā ar n-heptāns , pie kura šis maisījums pēc detonācijas pretestības ir līdzvērtīgs pētītajai degvielai standarta nosacījumi testiem.
Izooktānu ir grūti oksidēt pat pie augstas kompresijas pakāpes, un tā triecienizturība parasti tiek uzskatīta par 100 vienībām. degšana dzinējā n-heptānu pat pie zemām kompresijas pakāpēm pavada detonācija, tāpēc tā triecienizturība tiek pieņemta kā 0. Benzīniem ar oktānskaitli virs 100 ir izveidota nosacītā skala, kurā tiek izmantots izooktāns, pievienojot dažādus daudzumus tetraetilsvins.
Raksturīgo metālisko zvana signālu detonācijas laikā rada detonācijas vilnis, kas atkārtoti atstarojas no cilindra sienām. Detonācija samazina dzinēja jaudu un paātrina nodilumu.
Degvielas pārbaude
Detonācijas pretestības testi tiek veikti vai nu pilna izmēra automašīnas dzinējam, vai īpašām iekārtām ar viena cilindra dzinēju. Uz pilna izmēra dzinējiem stenda testu laikā t.s. faktiskais oktānskaitlis(FOC) un iekšā ceļa apstākļi- ceļa oktānskaitlis (DOCH). Īpašās instalācijās ar viena cilindra dzinēju oktānskaitli parasti nosaka divos režīmos: grūtāk (motora metode) un mazāk cietā (pētīšanas metode). Ar izpētes metodi noteiktais degvielas oktānskaitlis parasti ir nedaudz lielāks par oktānskaitli, kas noteikts ar dzinēja metodi. Oktānskaitļa noteikšanas precizitāte, pareizāk saukta par reproducējamību, ir viena. Tas nozīmē, ka benzīns ar oktānskaitli 93 var uzrādīt pilnīgi atšķirīgu vērtību, piemēram, 92. Ir svarīgi, lai abas vērtības, 93 un 92, būtu precīzas un pareizas, tomēr attiektos uz vienu un to pašu degvielas paraugu.
Oktānskaitļu veidi: OCHI un OCMI
Izpētīt oktānskaitli (ACIS) tiek noteikts uz viena cilindra bloka ar mainīgu kompresijas pakāpi, ko sauc par UIT-65 vai UIT-85, ar ātrumu kloķvārpsta 600 apgr./min., ieplūdes gaisa temperatūra 52°C un aizdedzes laiks 13 grādi. Tas parāda, kā benzīns uzvedas zemas un vidējas slodzes režīmos.
Dzinēja oktānskaitlis (HMI) tiek noteikts arī uz viena cilindra uzstādīšanas ar kloķvārpstas ātrumu 900 apgr./min, ieplūdes maisījuma temperatūru 149 ° C un mainīgu aizdedzes laiku. MON ir zemākas vērtības nekā RON. HMI raksturo benzīna uzvedību režīmos smagas kravas. Ietekmē lielu ātrumu un sitienu pie daļējas droseles un dzinēja slodzes, braukšanai kalnā utt.
Vismaz 50. gados to arī izmantoja temperatūras oktānskaitlis.
Ogļūdeņražu un dažādu degvielu oktānskaitlis
| Viela | HMO | ACIS |
|---|---|---|
| Metāns | 110,0 | 107,5 |
| Propāns | 100,0 | 105,7 |
| n-butāns | 91,0 | 93,6 |
| Izobutāns | 99,0 | 101,1 |
| n-pentāns | 61,7 | 61,7 |
| Izopentāns (2-metilbutāns) | 90,3 | 92,3 |
| Izoheksāns (2,2-dimetilbutāns) | 93,4 | 91,8 |
| 2,2,3-trimetilbutāns | 101,0 | 105,0 |
| n- Heptāns | 0 | 0 |
| Izooktāns (2,2,4-trimetilpentāns) | 100 | 100 |
| 1-Penten | 77,1 | 90,9 |
| 2-metil-1-butēns | 81,9 | 101,3 |
| 2-metil-2-butēns | 84,7 | 97,3 |
| Metilciklopentāns | 80,0 | 91,3 |
| Cikloheksāns | 77,2 | 83,0 |
| Benzīns | 111,6 | 113,0 |
| Toluols | 102,1 | 115,7 |
| Taisnas gaitas benzīns | 41-56 | 43-58 |
| Termiski krekinga benzīns | 65-70 | 70-75 |
| Katalītiskā krekinga benzīns | 75-81 | 80-85 |
| Katalītiskā riforminga benzīns | 77-86 | 83-97 |
| Benzīns N-80 ((GOS + OPM) / 2)) | 76 | 84 |
| Benzīns AI-92 | 83,5 | 92 |
| Polimēru benzīns | 85 | 100 |
| Alkilāts | 90 | 92 |
| Alkilbenzols | 100 | 107 |
| etanols | 100 | 105 |
| metil- tert-butilēteris | - | 117 |
Atšķirība starp RON un MON raksturo degvielas jutību pret dzinēja darbības režīmu.
Oktāna sadalījums
Tā kā benzīna frakcionēšana notiek pilna izmēra dzinēja darbības laikā mainīgos apstākļos, ir nepieciešams atsevišķi novērtēt tā dažādu frakciju triecienizturību. Benzīna oktānskaitli, ņemot vērā tā frakciju dzinējā, sauc par "oktānskaitļa sadalījumu" (ORD). Dzinēju oktānskaitļa noteikšanas sarežģītības dēļ ir izstrādātas metodes detonācijas pretestības netiešai novērtēšanai pēc fizikālajiem un ķīmiskajiem rādītājiem un zemas temperatūras gāzes fāzes oksidācijas reakcijas īpašībām, kas simulē pirmsliesmas procesus.
Ogļūdeņraži, kas atrodas degvielā, būtiski atšķiras pēc triecienizturības: aromātiskajiem ogļūdeņražiem un parafīna ogļūdeņražiem (alkāniem) ar sazarotu struktūru ir augstākais oktānskaitlis, parastās struktūras parafīna ogļūdeņražiem ir mazākais oktānskaitlis. No naftas iegūtai degvielai, kas iegūta katalītiskā riforminga un krekinga procesā, ir augstāks oktānskaitlis nekā tiem, kas iegūti tiešā destilācijā.
Lai palielinātu degvielu oktānskaitli, tiek izmantoti komponenti ar augstu oktānskaitli un pretdetonācijas piedevas. Daudzi no tiem (piemēram, MTBE) iztvaiko vieglāk nekā benzīns, kas interesanti iedarbojas uz automašīnām ar caurlaidīgām gāzes tvertnēm – patērējot degvielu un iztvaikojot piedevai, tvertnē paliekošā benzīna oktānskaitlis samazinās par vairākām vienībām. Tas noved pie neliela zvana pie pilnas dzinēja jaudas (ja vien nav aprīkots ar detonācijas sensoru). Lielākā daļa mūsdienu iesmidzināšanas dzinēji ir detonācijas sensori, kas ļauj izmantot jebkuru benzīnu ar oktānskaitli no 91 līdz 98, augstas kompresijas dzinējiem var būt nepieciešams izmantot benzīnu ar oktānskaitli vismaz 95 vai pat 98.
Kas ir oktānskaitlis un vai tas ir atkarīgs no tā? Jebkurš autobraucējs uzdeva šo jautājumu, uzpildot savu automašīnu degvielas uzpildes stacijā ar domu izvēlēties uzpildes šļūteni ar kaut kādiem nosacītiem cipariem virs tās.
Oktānskaitlis patiesībā ir detonācijas līmenis, pie kura benzīns aizdegas un eksplodē jūsu automašīnas sadegšanas kamerā. Ja benzīns iedegas agrāk nekā nepieciešams, laikā, kad tie vēl nav pilnībā aizvērti ieplūdes vārsti un cilindrs nav iekšā augšējais punkts tad dabiski dzinējs, ne tikai nevar strādāt pilna jauda, bet strādā nepareizi, un vēl sliktāk, patiesībā mēs dabūsim detonāciju, bet par to vēlāk.
Ar tik zemu oktānskaitli mēs nonākam pie ilgstoša darbība daudz problēmu ar dzinēja daļām - vārstu nodilums, vārstu ligzdas, papildu oglekļa nogulsnes utt. Turklāt dzinēja oktānskaitļa neatbilstība rada tādu pašu papildu detonāciju, ko bieži sajauc ar vārsta sitienu.
Oktānskaitli iegūst, mainot benzīna sastāvdaļas. Izooktāns ir viela, kas pieaugošā spiedienā gandrīz nav sprādzienbīstama, un tās detonācijas pretestība tika uzskatīta par 100 vienībām. Tajā pašā laikā n-heptāns ir absolūti izturīgs pret detonāciju, palielinoties spiedienam (var teikt, ka tas ir pašdetonējošs), tāpēc tā detonācijas pretestība tiek pieņemta kā 0. Tas ir šo vielu maisījums, kas ļauj regulēt oktānskaitli benzīnā. Turklāt pievienots benzīns trimetilpentāns, no kā oktānskaitlis ir maz atkarīgs. Ir benzīns ar oktānskaitli vairāk nekā 100 vienības, viņi izmanto izooktāns ar dažādu piedevu pievienošanu.
Piedevas benzīna oktānskaitļa palielināšanai
Lai palielinātu augstāku oktānskaitli, tiek pievienoti sazarotas struktūras aromātiskie ogļūdeņraži un parafīna ogļūdeņraži (alkāni). Tieši ar šo komponentu izmantošanu palielinās oktānskaitlis. Bet, kā pamanījāt, izmantotās vielas sauc par aromātiskajām (aromātiskajiem ogļūdeņražiem) t.i. runājot lajs valodā, augsts oktānskaitli benzīns smaržo spēcīgāk nekā zems oktānskaitlis. Tam ir daži trūkumi, jo benzīns ar augstu oktānskaitli pēc aromātisko komponentu pievienošanas ir gaistošāks. Ka ilgstošas uzglabāšanas laikā atvērtā traukā vai noteiktā konteinera kombinācijā ar ārējā vide noved pie benzīna oktānskaitļa samazināšanās. Tāpēc var teikt, ka benzīnam ar augstu oktānskaitli jābūt "svaigam".
Agrāk PSRS, lai palielinātu oktānskaitli, tetraetilsvins- toksisks maisījums sastāvā ar svinu. Diemžēl tetraetilsvins ir ne tikai indīgs pats par sevi, bet arī ātri atspējojas katalītiskie neitralizatori un lambda zondes, kuras sāka izmantot projektēšanā modernas automašīnas, kā rezultātā no šīs piedevas bija jāatsakās. Ir izmantotas arī piedevas uz mangāna bāzes, taču arī tās tagad ir aizliegtas vides aizsardzības apsvērumu dēļ. Turklāt dažreiz tiek izmantota piedeva, lai palielinātu oktānskaitli - ferocēns. Šīs piedevas (ferocēna) sastāvā ir dzelzs, un tā rada grūti noņemamu vadošu pārklājumu uz svecēm (sarkanās nokrāsas), kas pasliktina veiktspēju un attiecīgi samazina aizdedzes sveču kalpošanas laiku. Benzīns satur arī citas piedevas un piemaisījumus. Benzīna piedevas veic dažādus uzdevumus. Samaziniet kaitīgo piemaisījumu daudzumu benzīnā - sēru, ūdeni, tīriet dzinēja daļas vai degvielas sistēma, palielināt benzīna oktānskaitli (tas tika minēts iepriekš). Salīdzinoši nekaitīga pretdetonācijas piedeva dzinējam ir metil-terc-butilēteris. Tagad to plaši izmanto Ukrainā, Krievijā un Eiropā.
Ir pilnīgi iespējams iegūt benzīnu ar oktānskaitli, kas pārsniedz 110 (kas ir aviācijas degviela). Turklāt labi zināmā shēma ar gāzes kondensāta sajaukšanu, jo oktānskaitlis dabasgāze parasti virs 100.
Benzīna sadegšana dažādos oktānskaitļos.
Benzīna sadegšanas ātrums, tas ir, patiesībā, sprādziens, ir atkarīgs no oktānskaitļa. Pie lieliem oktānskaitļiem benzīna sadegšana notiek ilgstoši, vienmērīgi .. Tajā pašā laikā attiecīgi kamerā esošās gāzes neizdara spiedienu uz virzuļiem ar trieciena un pārmērīgas rezonanses detonācijas fenomenu. Dzinējs darbojas vienmērīgāk, vienmērīgāk un skaidrāk. Tāpēc iekšā automobiļu rūpniecība un ir tendence ražot modernu automašīnu dzinējus, kas darbojas ar benzīnu ar augstu oktānskaitli.
Benzīna oktānskaitļa noteikšana
Jūs varat aptuveni noteikt oktānskaitli, izmantojot specializētu ierīci - oktānskaitli, tas rada kļūdu oktānskaitlī par 5-10 vienībām. Tāpēc, vienkārši sakot, bez laboratorijas testiem nav iespējams pārbaudīt benzīna kvalitāti.
Laboratorijā oktānskaitli nosaka divos veidos:
- Motors (MON)
- Pētījumi (RON).
ASV oktānskaitli aizstāj ar tā saukto oktānindeksu, kas ir oktānskaitļu vidējais aritmētiskais, kas iegūts ar motoru un izpētes metodēm šai degvielai. Bet Japānā benzīna zīmolu apzīmēšanai izmanto tikai pētniecības metodi. Arī mūsu degvielas uzpildes stacijas deklarē tieši ar pētījuma metodi iegūto oktānskaitli.
Benzīna izmantošana ar nepareizu oktānskaitli motoram.
Zema oktānskaitli benzīna izmantošana.
Ja tā notika, ka jūs uzpildījāt automašīnu ar degvielu ar zemu oktānskaitli, tad klausieties dzinēju. Ja dzinējs darbojas stabili, bet velkas slikti, nav par ko uztraukties, vienkārši sadedziniet visu benzīnu ar zemu oktānskaitli un pēc tam uzpildiet ar standarta oktānskaitli. Tajā pašā laikā mēģiniet izvairīties no dinamiskas braukšanas, lai izvairītos no detonācijas dzinējā.
Bet, ja no dzinēja ir dzirdamas zvana skaņas, kuras bieži tiek sajauktas ar vārstu skaņu, tas nozīmē, ka maisījums detonē pirms vārstu aizvēršanas. Faktiski šis sprādziena vilnis izplatās caur motora bloku un nonāk izplūdes sistēmā. IN Šis gadījums tas var izraisīt virzuļu izdegšanu un izplūdes vārsti, negatīvās ietekmes fakts būs pieejams. "Dabisku" detonāciju dažkārt var novērot pārmērīgas dzinēja slodzes gadījumos, kāpjot kalnā, braucot tālāk overdrive. Ilgs darbs dzinējs, pat ar “dabisku” detonāciju, ir nepieņemams, jo tas var izraisīt dzinēja pārkaršanu un līdz ar to cilindra galvas blīves bojājumus, virzuļu un vārstu izdegšanu.
Augsta oktānskaitļa benzīna izmantošana
Nav jāmēģina izmantot benzīnu ar augstu oktānskaitli automašīnām, kuru dzinēji tam nav paredzēti. Šādas lietojumprogrammas trūkumi ir arī acīmredzami, ja dizains sākotnēji bija paredzēts benzīnam ar zemu oktānskaitli un jūs izmantojāt benzīnu ar augstu oktānskaitli, tad tas nozīmēs pilnīgu ieplūdes un izplūdes gāzu pārkonfigurēšanu un, iespējams, kāda dzinēja nomaiņu. sastāvdaļas. Benzīna degšanas laiks šajā gadījumā ir garāks, un patiesībā tas būs jāpielāgo virzuļu grupa un iekaisumu tādā veidā, ka cilindra - virzuļa tilpuma izplešanās ir vienāda ar degšanas laiku, kamēr vārsti būtu aizvērti. Faktiski noregulētajam dzinējam benzīns izdeg vēlu, un būs arī jaudas zudums.
Lai saprastu, kas ir oktānskaitlis, ir jābūt vismaz nelielai izpratnei par dzinēja darbības principu. iekšējā degšana. Faktiski šis jēdziens attiecas uz degvielas ķīmisko izturību pret aizdegšanos. Jo augstāks šis rādītājs, jo mazāka šī varbūtība.
Detonācija
Vienā no tā darba posmiem virzulis jebkuram automašīnas dzinējs sāk saspiesties gaisa-degvielas maisījums. Augsta spiediena iedarbības rezultātā, visticamāk, tas spontāni aizdegsies, pirms parādās dzirkstele no aizdedzes sveces. Šo parādību sauc par detonāciju, un tā kļūst par nopietnu problēmu daudzām automašīnām. Tās galvenais drauds ir savienojošo stieņu bojājumi un virzuļu urbumu kušana. Šo bojājumu remonts ir diezgan dārgs. Lai kā arī būtu, šādi gadījumi mūsdienās ir salīdzinoši reti, jo vairums ražotāju mašīnu jaudas blokus aprīko ar datorizētām vienībām, kas spēj noteikt detonācijai raksturīgās frekvences.
Kompresijas pakāpe
Augsta kompresijas pakāpe ļauj dzinējam darboties vairāk jaudas izmantojot mazāk degvielas. motoros mūsdienīgi modeļi mašīnas, tas ir 10:1. Tajā pašā laikā, ja mēs runājam par tiešās iesmidzināšanas vienībām, tas ievērojami palielinās. Šajā gadījumā jo īpaši svarīga loma atskaņo degvielas oktānskaitli. Jāatzīmē, ka šis rādītājs nekādā veidā neietekmē patēriņu. Kā likums, lielākā daļa augsta pakāpe kompresija atšķiras sporta automašīnas. Šajā sakarā viņiem visvairāk nepieciešama degviela ar augstu oktānskaitli.
Indikatora aprēķināšanas metodes
Lai aprēķinātu, kāds ir konkrēta degvielas veida oktānskaitlis, vispirms ir jāizvēlas atsauces ogļūdeņražu maisījums. Tie ir izooktāns un parastais n-heptāns. To rādītāji ir attiecīgi 100 un 0. Pēc tam vērtību nosaka ar motoru vai izpētes metodi, pielietojot īpaša uzstādīšana, nodrošinot mainīgu saspiešanas pakāpi. Izmantojot motora ceļš augsta dzinēja slodze tiek simulēta, kad temperatūra degvielas maisījums sasniedz 150 grādus. Šajā gadījumā rotācijas ātrums ir tādā pašā vērtībā, kas ir 900 apgriezieni minūtē. Izmantojot otro no šīm metodēm, degvielas maisījums nesasilst, un griešanās ātrums ir 600 apgriezieni minūtē.
Oktānskaitļa noteikšana
Jūs varat precīzi aprēķināt indikatora vērtību šādi. To veic, izmantojot testa stendu, kas ir motors ar vienu cilindru un karburatoru. Šajā gadījumā detonācijas līmeni nosaka īpaši sensori. Vispirms motoru iedarbina ar testa degvielu, pēc tam tiek izvēlēts standartmaisījums. Darbības režīms nemainās. Izteikts in procentos izooktāna daudzums atsauces maisījumā, kas radīsies un parādīs benzīna stabilitāti. Citiem vārdiem sakot, ja maisījumā ir 75 procenti izooktāna, tas nozīmē, ka pārbaudītās degvielas oktānskaitlis ir 75 vienības. Izmantojot motoru metodi, mašīnas detonācijas pazīmes tiek noteiktas braucot ar Nr liels ātrums, bieža iedarbināšana un regulāra apstāšanās spēka agregāts. Runājot par pētījuma metodi, tā sniedz iespēju detalizēti izpētīt degvielas sadegšanas procesu, braucot pa šoseju tādā pašā režīmā. Kā liecina prakse, otrajā gadījumā rādītāja vērtība vienmēr būs nedaudz lielāka.
Octane Boost
Jo izteiktāka ir degvielas smaka, jo augstāks ir tās oktānskaitlis. Tas ir saistīts ar faktu, ka parafīna un aromātiskie ogļūdeņraži, kuriem ir sazarota struktūra, palielina indikatora vērtību. Šajā sakarā kļūst skaidrs, kāpēc benzīnu ieteicams uzglabāt slēgtos traukos. Izmantojot īpašas piedevas, tiek uzlabotas degvielas īpašības. Jāatzīmē, ka katrs no to veidiem ir paredzēts atsevišķa uzdevuma veikšanai. Daži no tiem ir paredzēti, lai palielinātu oktānskaitli, bet citi ir paredzēti, lai samazinātu kaitīgo elementu emisiju atmosfērā. Pašlaik mūsu valstī degvielas uzpildes stacijās var redzēt tādus benzīna zīmolus kā AI-95, AI-92, AI-96, A-76 un A-80. Jāpiebilst, ka burts "I" nosaukumā ir pierādījums tam, ka rādītājs noteikts ar pētījuma metodi. Tajā pašā laikā nosaukumā esošais skaitlis ir oktānskaitlis.
Gāze
Gāze ir kļuvusi par ļoti ērtu un salīdzinoši lētu degvielas veidu, kas autobraucēju vidū gadu no gada kļūst arvien populārāks. Šajā gadījumā mēs runājam par propāna-butāna maisījumu. To ražo no naftas un ar to saistītām koncentrētām naftas gāzēm. Lai tas vienmēr paliktu šķidrā stāvoklī, to uzglabā un transportē 16 atmosfēru spiedienā. Jāņem vērā, ka maisījumā butāns darbojas kā degviela, savukārt propāns nodrošina spiedienu. Šim degvielas veidam, salīdzinot ar citiem, ir daudz būtisku atšķirību, sākot ar ķīmiskais sastāvs un beidzot ar izmaksām. Daudzu automašīnu īpašnieku vidū pastāv viedoklis, ka gāze kaitē dzinējam, un tā veiktspēja ir daudz sliktāka nekā benzīna. Patiesībā šis apgalvojums ir kļūdains. Spilgti tam pierādījumu var saukt par gāzes oktānskaitli, kas propāna-butāna maisījumam ir 110 vienības. Kā minēts iepriekš, šī indikatora maksimālā vērtība benzīnam ir 98 vienības.
OKTĀNSKAITS- benzīna un motoreļļu triecienizturības mērs.
Visā pasaulē tiek ražots un patērēts milzīgs daudzums benzīna - kā automobiļu degviela. Lai benzīns "pareizi" sadegtu automašīnas cilindros, tam ir jābūt vairākām īpašībām. Viens no svarīgākajiem ir oktānskaitlis. Tas ir rakstīts uz visām degvielas uzpildes stacijām, un no tā ir atkarīga benzīna kvalitāte un cena. Kad ārā izpūtējs izplūst melni dūmi un dzinējs dara skarbas skaņas, tas nozīmē, ka benzīns cilindros tā vietā, lai degtu ar noteikto ātrumu 15–60 m/s, sāk eksplodēt – detonēt ar ātrumu 2000–2500 m/s ( cm. SPRĀGstvielas). Detonācijas vilnis atkārtoti tiek atstarots no cilindra sienām, radot nepatīkama skaņa, strauji samazinot dzinēja jaudu un paātrinot tā nodilumu.
Detonācijas cēlonis ir enerģijas izdalīšanās ar paaugstinātu ROOH hidroperoksīdu veidošanos benzīna tvaikos, oksidējoties ar atmosfēras skābekli ( cm. PEROKSĪDI). Ja hidroperoksīdu koncentrācija pārsniedz noteiktu robežu, notiks to sprādzienbīstama sadalīšanās. Peroksīdu eksplozija notiek ar sazarotu ķēdes reakciju mehānismu ( cm. ĶĒDES REAKCIJAS). Ir divi veidi, kā palielināt triecienizturību. Pirmais ir palielināt sazaroto un aromātisko savienojumu īpatsvaru benzīna sastāvā. Otrais ir nelielu daudzumu speciālu piedevu ievadīšana degvielā. Parasti tiek izmantoti abi veidi.
Lai noteiktu iegūtā maisījuma pretdetonācijas īpašības, pagājušā gadsimta 30. gados tika piedāvāta īpaša skala, saskaņā ar kuru tiek salīdzināta dotā benzīna detonācijas pretestība ar standarta maisījumu pretestību. Par standartiem tika izvēlētas divas vielas: parastais heptāns un viens no oktānskaitļa izomēriem, 2,2,4-trimetilpentāns (to sauc par "izooktānu"). Heptāna tvaiku maisījums ar gaisu zem spēcīgas saspiešanas viegli detonē, tāpēc heptāna kā degvielas kvalitāte tiek uzskatīta par nulli. Izooktāns, būdams sazarots ogļūdeņradis, ir izturīgs pret detonāciju, un tā kvalitāte tiek uzskatīta par 100. Oktānskaitli nosaka šādi. Sagatavo parastā heptāna un izooktāna maisījumu, kas pēc īpašībām ir līdzvērtīgs testa benzīnam. Izooktāna procentuālais daudzums šajā maisījumā ir benzīna oktānskaitlis. Ir viegli uzliesmojoši šķidrumi ar labāku pretdetonācijas veiktspēju nekā izooktānam. Šādu šķidrumu piedevas ļauj iegūt benzīnu ar oktānskaitli virs 100. Lai novērtētu oktānskaitli virs 100, ir izveidota nosacītā skala, kurā tiek izmantots izooktāns, pievienojot dažādu daudzumu tetraetilsvina Pb(C). 2 H 5) 4 . Ir zināms, ka šī viela jau ļoti mazās koncentrācijās ievērojami palielina benzīna oktānskaitli. Zinot, cik daudz tetraetilsvina jāpievieno benzīnam, lai tā oktānskaitli palielinātu par vienu vienību, ir viegli sagatavot standarta maisījumus no izooktāna ar oktānskaitli 101, 102 utt.
Tiek noteikts oktānskaitlis Dažādi ceļi. Motorbenzīnam tiek izmantotas divas metodes - motors un izpēte. Pirmajā gadījumā dzinēja darbība tiek simulēta lielas slodzes apstākļos (satiksme pa šoseju lielā ātrumā), otrajā gadījumā pilsētas apstākļos (apgriezienu skaits ir mazs un ir biežas pieturas). Burts "I" benzīna zīmolā AI-93 nozīmē tikai to, ka šī benzīna oktānskaitlis tika iegūts ar izpētes metodi. Un, ja ir norādīts, ka benzīna oktānskaitlis ir vienkārši 76, tas nozīmē, ka tas tika iegūts ar motora metodi.
Ogļūdeņraža struktūras loma ir skaidri redzama no tabulas, kurā parādīti dažu tīru vielu oktānskaitļi. ķīmiskie savienojumi iegūts ar motoru metodi:
Var redzēt, ka ķēdes sazarošanās, dubultās saites ieviešana un aromātiskā gredzena parādīšanās veicina oktānskaitļa palielināšanos. Piemēram, ja parastā heksāna izomerizācijas rezultātā (process notiek katalizatora klātbūtnē) iegūst šī ogļūdeņraža sazarotu izomēru maisījumu:
n-C 6 H 14 ® (CH 3) 2 CHCH (CH 3) 2 + (CH 3) 2 CHCH 2 CH 2 CH 3 + CH 3 CH (C 2 H 5) 2, tad maisījuma oktānskaitlis būs nekavējoties palielināt par 20 vienībām.
Benzīnam, kas iegūts no naftas ar vienkāršu destilāciju (šādu benzīnu sauc par tiešās destilācijas benzīnu), ir zems oktānskaitlis - diapazonā no 41-56, tāpēc tagad šādu benzīnu neizmanto. Lai palielinātu oktānskaitli, tiek izmantotas modernākas naftas rafinēšanas metodes (termiskā un katalītiskā krekinga, riforminga). Termisko krekingu (no angļu valodas krekinga - sadalīšana) iegūst, karsējot eļļu līdz 450-550 ° C zem vairāku atmosfēru spiediena. Tajā pašā laikā smago ogļūdeņražu molekulas, kas ir daudz jēlnaftā, tiek sadalītas īsākās, starp kurām ir daudz nepiesātināto. Pasaulē pirmo šķidrās eļļas krekinga iekārtu patentēja Krievijas inženieri V.G. Termiski krekinga benzīnā oktānskaitlis palielinās līdz 65–70. Katalītiskā krekinga laikā process tiek veikts aluminosilikāta katalizatora klātbūtnē. Katalītiskā krekinga benzīnā oktānskaitlis palielinās līdz 75–81. Reformēšana (no angļu valodas reformas - pārveidot, uzlabot) tiek veikta katalizatoru klātbūtnē, kas veicina piesātināto ogļūdeņražu aromatizāciju un palielina aromātisko ogļūdeņražu īpatsvaru no 10 līdz 60%. Iepriekš kā katalizatori tika izmantoti molibdēna un alumīnija oksīdi, tagad tiek izmantoti platīnu saturoši katalizatori (tāpēc šo procesu sauc par platformingu). Katalītiskā riforminga benzīnam ir vēl augstāks oktānskaitlis — 77–86.
Lai palielinātu oktānskaitli, benzīnā tiek ievadīti arī tā sauktie komponenti ar augstu oktānskaitli. Tajos ietilpst aromātiskie ogļūdeņraži ar īsu sazarotu sānu ķēdi, piemēram, kumēns C 6 H 5 CH(CH 3) 2 . Vēl viena piedeva ir tā sauktais alkilāts (alkilbenzols), izostruktūras piesātināto ogļūdeņražu maisījums, ko iegūst, alkilējot izobutānu ar nepiesātinātiem ogļūdeņražiem – alkēniem, galvenokārt butilēniem. Rezultātā veidojas izooktānu maisījums:
CH 3 CH (CH 3) 2 + CH 3 CH \u003d CHCH 3 ® CH 3 C (CH 3) 2 CH (CH 3) CH 2 CH 3 (2,2,3-trimetilpentāns); CH 3 CH (CH 3) 2 + (CH 3) 2 C \u003d CH 2 ® CH 3 C (CH 3) 2 CH 2 CH (CH 3) 2 (2,2,4-trimetilpentāns). Alkilāta oktānskaitlis ir vismaz 90–91,5. Ļoti efektīvi ir pievienot metil- tert-butilēteris CH 3 -O-C (CH 3) 3 - netoksisks šķidrums ar oktānskaitli 117; līdz 11% šīs vielas var pievienot benzīnam, nesamazinot tā veiktspēju. Tādējādi mūsdienu motorbenzīns ir sarežģīts ogļūdeņražu maisījums, ko iegūst dažādos naftas rafinēšanas procesos un īpašās piedevās.
Lai palielinātu benzīna oktānskaitli, plaši tiek izmantota arī otrā metode: tai pievieno īpašas vielas - antidetonācijas līdzekļus. Pats pirmais no tiem bija salīdzinoši lēts un ļoti efektīvs tetraetilsvins, bezkrāsains toksisks šķidrums. Plkst paaugstināta temperatūrašī savienojuma molekulās Pb-C saites tiek viegli pārrautas, veidojoties etilradikāļiem ( cm. BRĪVIE RADIKĀĻI):
Pb(C2H5)4 = Pb + 4C2H5. Svina atomi ar skābekli viegli oksidējas līdz svina oksīdiem (atkarībā no temperatūras veidojas PbO un PbO 2 maisījumi), un dioksīds efektīvi iznīcina hidroperoksīdus, veidojot neaktīvus savienojumus - aldehīdus, spirtus utt., piemēram: 2RCH. 2 COOH + 2PbO 2 ® 2RCHO + 2PbO +O2. Lai svina oksīdi, kas veidojas tetraetilsvina sadegšanas laikā, nenogulsnētu uz dzinēja iekšējām daļām, benzīnā vienlaikus tiek ievadīts īpašs svina “savācējs” (0,3–0,4%), parasti etilbromīds C 2 H 5 Br. un dibrompropāns C3H6Br2. Tad svins tiek izņemts ar izplūdes gāzes PbBr 2 bromīda formā. Tetraetilsvina un etilbromīda maisījumu sauc par etilšķidrumu, un benzīnu ar šādu piedevu sauc par svinu (lai atšķirtu svinu saturošu benzīnu no parastā benzīna, tas ir krāsains). Tikai 0,1% tetraetilsvina pievienošana var palielināt benzīna oktānskaitli par 10 vienībām. Aviācijas benzīnam pievieno līdz 0,3% tetraetilsvina. Tomēr šis savienojums ir ļoti toksisks: tā tvaiku maksimālā pieļaujamā koncentrācija gaisā ir tikai 0,005 mg / m 3 - daudz mazāka nekā hlora koncentrācija. Turklāt toksiskie svina savienojumi stipri piesārņo zemes apgabalus, kas atrodas tuvu lielceļiem. Tas viss daudzās valstīs ir novedis pie pilnīga svina benzīna kā degvielas aizlieguma. automobiļu degviela vai būtiski ierobežot tā izmantošanu.
Ir izstrādāti arī citi, mazāk toksiski pretdetonācijas līdzekļi, piemēram, trikarbonil (232-ciklopentadienil) mangāns Mn (CO) 3 (C 5 H 5), karbonil (232-ciklopentadienil) niķeļa 2 dimērs, ferocēns Fe (C 5 H 5) 2. Diemžēl šie pretdetonācijas līdzekļi ir pārāk dārgi, turklāt tie veido cietus nogulsnes uz cilindra sienām daudz lielākā daudzumā nekā tetraetilsvins, tāpēc darbs šajā jomā turpinās.
Oktānskaitļa palielināšanas lomu var ilustrēt ar aviācijas benzīna piemēru Otrā pasaules kara laikā. Šo karu bieži sauc par "dzinēju karu". Motori ir tanki, pašpiedziņas lielgabali, lidmašīnas. Dzinējiem ir nepieciešama degviela, un degvielas trūkumam bija nozīme Vācijas un tās sabiedroto sakāvē. Mazāk zināms, bet ne mazāk svarīgs faktors- labākās kvalitātes benzīna klātbūtne antihitleriskās koalīcijas valstīs. Vāciešiem un japāņiem bija aviācijas benzīnu oktānskaitlis, kas nepārsniedza 87-90, savukārt pretiniekiem bija vismaz 100. Lai arī atšķirība var šķist neliela, piloti to novērtēja pilnībā: tas ļāva palielināt jaudu par 30%. lidmašīnas dzinējs pacelšanās un kāpšanas laikā; samazināt degvielas patēriņu par 20% un palielināt lidojuma diapazonu par tikpat daudz, palielināt par 25% kravnesība(un tās ir bumbas, šāviņi, papildu ieroči), palielināt par 10% maksimālais ātrums un 12% - lidojuma augstums. Kā atzīmēja Lielbritānijas ministrs Deivids Loids Džordžs, viņa valsts nebūtu varējusi uzvarēt 1940. gada gaisa "kaujā par Lielbritāniju", ja britu pilotiem nebūtu bijis 100 markas aviācijas benzīna.
"100" benzīna masveida ražošana sākās Amerikas Savienotajās Valstīs 20. gadsimta 30. gadu beigās, kad rūpniecība pārgāja uz katalītiskās eļļas rafinēšanas procesu, ko izstrādāja franču inženieris Eižēns Godrī. 1930. gadā viņš imigrēja uz ASV, un jau 1936. gada jūnijā sāka darboties Gudri pusrūpnieciskā rūpnīca ar jaudu 2000 barelu dienā (amerikāņu barela jēlnaftai un naftas produktiem ir 139 litri). Veiksmīgs darbs uzstādīšana ļāva 10 mēnešos nodot ekspluatācijā pilna mēroga rūpnīcu ar jaudu 15 tūkstoši barelu dienā. Arī citi naftas uzņēmumi savos uzņēmumos sāka ieviest Goodry iekārtas, un 1939. gadā, Otrā pasaules kara priekšvakarā, to kopējā produktivitāte sasniedza 220 tūkstošus barelu dienā. 1940. gadā Gudrijam izdevās būtiski uzlabot reaktoru darbību, aizstājot dabiskos mālus ar efektīvāku sintētisko aluminosilikāta katalizatoru. Rezultātā Gudri benzīna oktānskaitlis bija 82, savukārt iepriekš nebija iespējams iegūt vairāk par 72. Tāpēc tieši Gudri rūpnīcās ražotais benzīns kļuva par pamatu jauna augstas kvalitātes benzīna (ar oktānskaitli) iegūšanai. tolaik nedzirdēts, sasniedzot 100 vai vairāk) plašā mērogā.
Jau 1934. gadā ASV armijas amatpersonas sāka interesēties par benzīnu ar oktānskaitli 100. Testi parādīja, ka tas sniedz ievērojamas priekšrocības un ir stratēģisks produkts. Bet šī benzīna tajā laikā bija ļoti maz. To ieguva, labākajām aviācijas benzīna kategorijām pievienojot tetraetilsvinu, izooktānu, izopentānu un citus komponentus. Gudri process uz pusi samazināja dārgo piedevu daudzumu, kas nepieciešams "benzīna-100" ražošanai. Gudri nopelnus novērtēja Amerikas valdība: drīz pēc ASV iestāšanās karā viņš kļuva par šīs valsts pilsoni. 1941.–1942. gadā iekārtas, kas darbojās uz Gudri procesa pamata, saražoja 90% no visa antihitleriskās koalīcijas valstu aviācijas benzīna. Līdz 1944. gadam iekārtu produktivitāte tika sasniegta līdz maksimumam - 373 tūkstoši barelu dienā.
Goodry saņēma daudzus patentus par katalītiskās eļļas rafinēšanu. Līdz šim naftas ķīmijas speciālisti lieto terminus “goodryflow”, “udriforming” utt.; V Angļu-krievu ķīmijas un naftas pārstrādes vārdnīca ir doti septiņi šādi termini.
Iļja Lensons
Izmantotās degvielas kvalitāte un tās galvenie raksturlielumi tieši ietekmē automašīnas kalpošanas laiku. Oktānskaitlis un cetānskaitlis ir pamatīpašībasšķidrās degvielas kvalitāte.
Benzīns ir ogļūdeņražu maisījums, katras sastāvdaļas daudzums šajā maisījumā nosaka benzīna marku un tā veiktspējas īpašības. Foto: tuning-lada-2109.ru
Kontūrā
Oktānskaitlis parāda mums degvielas izturību pret detonāciju (degvielas spēju pašaizdegties) dzinējiem.
Skaitlis benzīna markā norāda izooktāna saturu tā maisījumā ar heptānu. Jo lielāka ir skaitļa vērtība, jo mazāka iespēja, ka degviela var detonēt.
Oktānskaitļa pazemināšana var traucēt dzinēja vienmērīgu darbību. Pie augsta spiediena vērtības tas spēj pašaizdegties. Ir asa nepatīkama skaņa, jauda ir samazināta. Detonācija var sabojāt dzinēja iekšējās daļas un prasīt remontu.
Lai palielinātu izturību pret detonāciju, Dažādi piedevas. Šī metode diezgan bieži izmanto degvielas uzpildes stacijās Krievijā. Uzpildot degvielu stacijā ar šādā veidā uzlabotu benzīnu, jums jāpievērš uzmanība svecēm. Ja ir parādījušies sodrēji, tas liecina par benzīna neatbilstību tehniskajām specifikācijām.
Vērtību skala un oktānskaitļa veidi
Nosakot OC vērtību, tiek izmantota skala, kas ļauj salīdzināt benzīna un standarta maisījuma testa paraugu. Foto: evo-rus.com
Standarta standarts satur divas vielas: heptānu, kura tvaiki spēj ātri detonēt, un izooktānu, kas ir izturīgs pret detonāciju. Benzīna analīzei tiek ņemts šo vielu maisījums, kuram ir pētāmā benzīna īpašības, un tiek aprēķināts izooktāna daudzums maisījumā. Ja benzīnam pievienojat unikālus degošus šķidrumus, tad oktānskaitlis (oktānskaitlis) var palielināties līdz vairāk nekā 100. Šajā gadījumā par orientieri kalpo nosacītā skala, kuras pamatā ir tetraetilsvina un izooktāna maisījums.
Oktānskaitļu veidi
ROI ir izpētes IA. Lai to noteiktu, tiek izmantota viena cilindra instalācija, kurai ir mainīga pakāpe saspiešana. OCHI parāda, kā benzīns uzvedas pie zemas slodzes.
OCHM - motora oktānskaitlis. Tas tiek noteikts līdzīgi kā OCHI, bet ar palielinātu kloķvārpstas ātrumu. RON ir mazāks par RON un norāda uz degvielas uzvedību lielās slodzēs.
Dīzeļdegvielas cetānskaitlis
cetāna skaitlis - galvenā īpašība aizdegšanās un aizdegšanās iespējamība dīzeļdegviela. augsta vērtība cetānskaitlis nodrošina pilnīgu degvielas maisījuma izdegšanu. Foto: do.nn.ru
Skaitliskā izteiksmē šis raksturlielums ir salīdzināms ar cetāna tilpumu īpašā maisījumā, kura aizkaves periods ir līdzīgs testam izmantotajai degvielai.
Cetāna vērtība 40-55 ir dīzeļdegvielas standarts. Vairāk kvalitatīva degviela ir indikators no 51 līdz 55 vienībām.
Šī premium klases degviela satur frakcijas, kas ļauj ātri iedarbināt dzinēju pat ziemā.
Oktānskaitļa palielināšanas metodes
Saskaņā ar GOST 2084-77, A-72 un A-76 pakāpes saskaņā ar motora metode oktānskaitlis ir attiecīgi 72 un 76, un AI-93 un AI-95 saskaņā ar pētījuma metodi ir detonācijas pretestība 93 un 95. Esiet piesardzīgs, uzpildot automašīnu. Benzīna zīmols AI-76 Tas nevar būt. Tajā netiek izmantota izpētes metode.
Oktānskaitli var palielināt vairākos veidos:
Diemžēl, kā noskaidroja Rosstandart, degvielas uzpildes stacijās benzīns no benzīna bieži iztvaiko un oktānskaitlis pusē gadījumu ir zemāks par norādīto. Tas rada problēmas ar automašīnas dzinēju. Autors izskatsšādu degvielu ir grūti atšķirt no augstas kvalitātes. Labāk ir atrast sev degvielas uzpildes staciju, kuras benzīna kvalitāti jūs labi zināt.
Par degvielas pārbaužu rezultātiem jūs uzzināsit no šī video:
