Как подсчитывается октановое число ,бензина и на что влияет

Миф об улучшении работы двигателя на бензине с высоким октановым числом

Бензин бывает разных сортов. Сорта различаются по октановому числу (ОЧ). Самые популярные 80, 92, 95. Редакция Zap-online.ru разобралась, что такое октановое число и на что оно влияет, с экспертами по топливу американских компаний.

В недавней статье, о высокотехнологичных топливных баках, коснулись темы топливной системы автомобиля. Копнув еще глубже, выяснили какие сорта топлива существуют, а также по каким признакам делятся. Оказалось, что сорта бензина различаются по величине октанового числа. Октановое число это показатель химической стойкости бензина к самовоспламенению – чем выше число, тем меньше вероятность взрыва под большим давлением в двигателе внутреннего сгорания (ДВС).

Кратко о принципе работы двигателя внутреннего сгорания

Внутри двигателя установлены поршни, которые двигаются вверх и вниз внутри цилиндра. Поршни прикреплены к шатунам, которые вращаются на коленчатом валу. ДВС работает по принципу четырехтактного цикла и делится на фазы впуска, сжатия, рабочего хода, выпуска. Сила, двигающая поршни, через трансмиссию вращает колеса автомобиля.

Цикл впуска начинается с движения поршня вниз по цилиндру. Этот процесс называется тактом впуска. Как только поршень опускается, контролируемая смесь воздуха и паров топлива всасывается в цилиндр через открытый впускной клапан. Далее впускной клапан закрывается, и поршень начинает движение вверх - это фаза сжатия. При этой фазе в цилиндре сжимается поступившая в фазе впуска, воздушно-топливная смесь. Как только поршень достигает вершины своего путешествия, свеча зажигания выдает искру, воспламеняющую воздушно-топливную смесь, происходит микровзрыв. Этот момент называется "рабочий такт ДВС". Сила, образованная в результате взрыва, опять толкает поршень вниз, создавая движущую силу, передающуюся через коленчатый вал и трансмиссию на колеса. Колеса начинают вращение. Как только поршень достигает дна, ему самое время опять подниматься. В игру вступает такт выпуска - образовавшиеся после микровзрыва горячие газы выпускаются через уже открывшиеся выпускные клапаны. Как только поршень, поднявшись вверх, достигает верхней точки, выпускные клапаны закрываются, открываются впускные клапаны и процесс начинается сначала. Представьте себе, с какой скоростью все это происходит, когда автомобиль мчится по шоссе!

Итак, что же это за понятие – октановое число?

Стивен Расс, технический руководитель отдела разработки двигателей в Ford Motor, консультировавший нас топливный эксперт. По его словам, «октановое число это мера химической стойкости бензина к досрочному самовозгоранию».

Выше объясняли, как во время такта сжатия поршень сжимает воздушно-топливную смесь. Если эта смесь окажется под слишком высоким давлением, она может спонтанно воспламениться, до того, как свеча зажигания дает искру, что приведет к перебою в работе мотора.

Самовоспламенение или «детонация» (детонационное сгорание топливной смеси), приведет к отчетливо слышимому шуму похожему на звон монет забрасываемых в пустую копилку.

По словам Билла Стадзински, топливного специалиста из General Motors, самовоспламенение может привести к «волнам высокого давления, которые сталкиваются друг с другом, что и вызывает стук и звон, слышимый в двигателе». О разных неисправностях в ДВС подробней здесь.

Помимо шума, детонация может нанести ущерб внутренним частям мотора. Самовоспламенение может расплавить отверстия в поршнях и даже согнуть шатуны, что приведет к неминуемой поломке двигателя. К счастью Расс заверил нас, что «такое в наше время случается редко» благодаря передовым компьютерным блокам управления двигателем.

«В наших автомобилях установлены детонационные датчики», уверяет Стадзински. Это небольшие электронные преобразователи, прикрепленные к блоку двигателя, которые прислушиваются к конкретным звуковым частотам, характерным для детонации. Если датчики обнаруживают такие частоты, модуль управления трансмиссией выполняет ряд действий, чтобы опять вернуть контроль над сгоранием воздушно-топливной смеси. Блок может понизить уровень наддува в двигателях с наддувом и турбонаддувом, раньше зажечь искру в свечах зажигания или обогатить воздушно-топливную смесь, чтобы предотвратить внутренние повреждения двигателя.

Высокая степень сжатия в ДВС создает больше мощности при сжигании меньшего количества топлива. Степень сжатия, это показатель плотности сжимания воздушно-топливной смеси внутри цилиндра. Степень сжатия большинства современных двигателей составляет ≈ 10 к 1, но она может быть и выше, например 12 к 1 и больше, в двигателях с прямым впрыском топлива. В двигателях с наддувом степень сжатия может быть наоборот немного ниже.

Мощные двигатели с высокой степенью сжатия в спортивных автомобилях, нуждаются в топливе с более высоким октановым числом, которое снижает вероятность самовоспламенения. Если в такой двигатель залить бензин с октановым числом ниже положенного, просто потеряется мощность на первых километрах после заправки, потому что современные системы через пару километров перестроятся, осознав, что залитый бензин воспламеняется раньше положенного, и включат зажигание раньше. По мнению Расса, бензин с высоким октановым числом, например 95-ым «никаким образом не влияет на эффективность расхода топлива, если степень сжатия двигателя рассчитана на 92-ой бензин».

«В старых автомобилях с карбюраторным двигателем, без системы контроля возгорания топлива в двигателе, если залить бензин с низким числом, например АИ-80, отчетливо слышны удары в двигателе во время движения», сказал Стадзински. «Даже если стук в двигателе не слышен, реакция в автомобиле все равно идет». Снижается производительность, увеличивается расход топлива, больше тепла попадает в выхлопной катализатор, что снижает его прочность.

Как посчитать октановое число?

По словам Садзински, существуют три основных теста определяющих октановое число бензина:

«RON» - «Research Octane Number» или «исследовательский метод». Распространен в Европе, Австралии, России.

«МON» - «Motor Octane Number» или «моторный метод». Аналогичен RON, но при других условиях подсчета. Показатели выходят ниже RON ≈ на 8-10 пунктов.

«AKI» — «Anti-Knock Index» или «антидетонационный метод». Рассчитывается по формуле (RON+MON)/2, применяется США и Канаде.

Таблица октановых чисел бензина

За границей на заправках можно увидеть информацию по октавному числу бензина, исследованному по одному из двух методов. Например, в Европе вывешивают надпись «95 RON». Делается это для удобства водителей. Минивэну, который еще буксирует за собой прицеп через горный перевал в пустыне, нужен сорт бензина с«ОЧ» выше, чем для легкового автомобиля передвигающегося по плоскогорью.

По словам Садзински, метод расчета RON подходит больше для старых моделей автомобилей и небольших грузовиков, где стоят двигателя  большого объема и без наддува. Для таких ДВС характерна более высокая температура в цилиндре, чем для двигателей, октановое число для которых рассчитывается по "моторному методу". Расчет MON больше ориентирован на небольшие, эффективные ДВС с турбонаддувом.

В Америке октановое число принято рассчитывать по методу AKI. Садзински обратил внимание, что «в мире нет одного согласованного стандарта расчета октанового числа, поэтому во многих странах, например в России, используют только показатель октанового числа бензина рассчитанного по исследовательскому методу».

По словам Садзински, в Европе распространен бензин с октановым числом 95, что в пересчете на американскую систему равняется 90. Это значит, что европейские автомобили, попавшие на территорию США, должны быть откалиброваны, чтобы ездить на самом распространенном американском бензине с октановым числом 87, и наоборот.