Jednym z najważniejszych parametrów charakteryzujących benzynę jest liczba oktanowa (95, 98 i inne). Co to jest liczba oktanowa paliwa i jakie ma znaczenie dla pracy silnika?
Na czym polega liczba oktanowa benzyny? Znaczenie liczby oktanowej
Czym jest liczba oktanowa? Jest to parametr określający odporność danego paliwa na detonację. Detonacja to niepożądane zjawisko, polegające na samozapłonie części mieszanki paliwowo-powietrznej w cylindrze silnika przed zapłonem wywołanym przez iskrę ze świecy zapłonowej. Detonacja powoduje gwałtowny wzrost ciśnienia i temperatury w cylindrze, co może uszkodzić silnik lub obniżyć jego sprawność i moc. Detonacja objawia się charakterystycznym stukaniem lub klekotaniem silnika.
Liczba oktanowa określa, jak dużym ciśnieniem i temperaturą musi być poddana mieszanka paliwowo-powietrzna, aby doszło do detonacji. Im wyższa liczba oktanowa, tym większa odporność paliwa na detonację i tym trudniej jest je spalić stukowo. Liczba oktanowa jest wyrażana w skali procentowej, gdzie 0 oznacza najniższą, a 100 najwyższą odporność na detonację. Liczba oktanowa jest ustalana na podstawie porównania właściwości paliwa z dwoma wzorcowymi substancjami: izooktanem i n-heptanem.
Izooktan ma najlepsze właściwości antydetonacyjne spośród wszystkich węglowodorów alifatycznych i otrzymuje wartość 100. N-heptan ma najgorsze właściwości i otrzymuje wartość 0. Liczba oktanowa paliwa jest równa procentowemu udziałowi izooktanu w takiej mieszance izooktanu i n-heptanu, która wywołuje taką samą liczbę stuków w silniku testowym, jak badane paliwo.
Jak się oblicza liczbę oktanową paliwa?
Liczba oktanowa paliwa jest obliczana na podstawie specjalnych norm i procedur, które są ujednolicone na poziomie międzynarodowym. Do pomiaru liczby oktanowej używa się jednocylindrowego silnika o regulowanym stopniu sprężania, który jest podłączony do aparatury pomiarowej. Silnik jest zasilany kolejno mieszaninami izooktanu i n-heptanu o różnych proporcjach, a następnie badanym paliwem. W trakcie pracy silnika rejestruje się liczbę stuków, ciśnienie, temperaturę i obroty. Na podstawie tych danych wyznacza się liczbę oktanową paliwa, która jest równa procentowemu udziałowi izooktanu w mieszaninie wzorcowej, która daje taką samą liczbę stuków, jak badane paliwo.
Istnieją różne metody pomiaru liczby oktanowej, które uwzględniają różne warunki pracy silnika. Najczęściej stosowane są dwie metody: metoda badawcza (ang. research octane number, RON) i metoda motoryczna (ang. motor octane number, MON). Metoda badawcza symuluje warunki pracy silnika przy niskich obrotach i niskim obciążeniu, typowe dla jazdy miejskiej. Metoda motoryczna symuluje warunki pracy silnika przy wysokich obrotach i wysokim obciążeniu, typowe dla jazdy autostradowej. Metoda motoryczna jest bardziej rygorystyczna i daje niższe wartości liczby oktanowej niż metoda badawcza. Na stacjach benzynowych podawana jest zwykle liczba oktanowa według metody badawczej, oznaczana skrótem RON. W niektórych krajach, np. w USA, podawana jest średnia arytmetyczna z obu metod, oznaczana skrótem AKI (ang. anti-knock index).
Od czego zależy liczba oktanowa?
Liczba oktanowa paliwa zależy od wielu czynników, takich jak skład chemiczny, proces produkcji, dodatki uszlachetniające, warunki przechowywania i transportu. W skład benzyny wchodzą różne węglowodory alifatyczne, aromatyczne i cykliczne, które mają różne właściwości antydetonacyjne. W ogólności, im więcej atomów węgla ma cząsteczka węglowodoru, tym niższa jest jego liczba oktanowa. Dlatego do podwyższenia liczby oktanowej stosuje się procesy krakingu i reformingu, które polegają na rozkładzie lub przekształceniu długich łańcuchów węglowodorów w krótsze i bardziej rozgałęzione. Ponadto do benzyny dodaje się różne substancje uszlachetniające, które poprawiają jej właściwości.
Najbardziej znanym dodatkiem jest ołów tetraetylowy, który był szeroko stosowany w XX wieku, ale został wycofany ze względu na szkodliwość dla środowiska i zdrowia. Obecnie stosuje się głównie dodatki organiczne, takie jak alkohole, estry, etery, aldehydy, ketony, aminy, nitrobenzeny i inne. Liczba oktanowa paliwa może się też zmieniać w czasie, w zależności od warunków przechowywania i transportu. Na przykład, pod wpływem wysokiej temperatury, wilgoci, tlenu, światła i mikroorganizmów, benzyna może ulegać degradacji i utracie liczby oktanowej.
Co daje wyższa liczba oktanowa?
Wyższa liczba oktanowa paliwa daje kilka korzyści dla pracy silnika i dla środowiska. Po pierwsze, zapobiega detonacji, która może uszkodzić silnik lub obniżyć jego sprawność i moc. Po drugie, umożliwia zastosowanie wyższego stopnia sprężania w silniku, co zwiększa jego sprawność termodynamiczną i zmniejsza zużycie paliwa. Po trzecie, redukuje emisję szkodliwych spalin, takich jak tlenki azotu, węgla i siarki, aldehydy, węglowodory niespalone i sadza. Po czwarte, poprawia osiągi i komfort jazdy, ponieważ silnik pracuje płynniej, cicho i bez stuków.
Co oznacza, że benzyna jest 95-oktanową?
Na stacjach benzynowych najczęściej spotykamy się z dwoma rodzajami benzyny: 95 i 98. Liczby te oznaczają liczbę oktanową benzyny, czyli jej odporność na detonację. Benzyna 95 oktanowa ma niższą odporność na detonację niż benzyna 98-oktanowa, co oznacza, że łatwiej ulega samozapłonowi pod wpływem wysokiego ciśnienia i temperatury w cylindrze. Dlatego benzyna 95-oktanowa jest odpowiednia dla silników o niskim lub średnim stopniu sprężania, natomiast benzyna 98-oktanowa jest odpowiednia dla silników o wysokim stopniu sprężania lub z turbodoładowaniem.
Dlaczego benzyna 98 jest lepsza od 95?
Benzyna 98-oktanowa jest lepsza od benzyny 95-oktanowej pod względem odporności na detonację, co oznacza, że zapewnia lepszą ochronę silnika przed uszkodzeniami i spadkiem sprawności. Ponadto, benzyna 98-oktanowa ma zwykle lepszy skład chemiczny, który zapewnia lepsze właściwości smarne, czystsze spalanie i mniejsze zużycie paliwa. Benzyna 98 oktanowa może też poprawić osiągi silnika, jeśli jest on przystosowany do pracy na takim paliwie. Niektóre silniki mają systemy, które automatycznie dostosowują parametry pracy do jakości paliwa, co pozwala na uzyskanie wyższej mocy i momentu obrotowego przy użyciu benzyny 98-oktanowej.
Co się stanie, jak zatankuję 98 zamiast 95?
Zatankowanie benzyny 98-oktanowej zamiast 95-oktanowej nie powinno spowodować żadnych negatywnych skutków dla silnika, o ile jest on przeznaczony do pracy na benzynie 95-oktanowej lub wyższej. W niektórych przypadkach może to nawet poprawić pracę silnika, jeśli ma on systemy, które dostosowują się do jakości paliwa. Jednak zatankowanie benzyny 98-oktanowej zamiast 95-oktanowej nie ma sensu ekonomicznego, ponieważ jest ona droższa, a nie daje żadnej dodatkowej korzyści dla silników, które nie wymagają tak wysokiej liczby oktanowej.
Czy można tankować 95 zamiast 98?
Zatankowanie benzyny 95-oktanowej zamiast 98-oktanowej może być ryzykowne dla silnika, jeśli jest on przeznaczony do pracy na benzynie 98-oktanowej lub wyższej. W takim przypadku może dojść do detonacji, która uszkodzi silnik lub obniży jego sprawność. Dlatego należy zawsze sprawdzić, jaką liczbę oktanową paliwa zaleca producent silnika i stosować się do tej zalecenia. Jeśli nie ma możliwości zatankowania odpowiedniego paliwa, należy unikać wysokich obrotów i obciążeń silnika, aż do wymiany paliwa na właściwe.
Co daje 100-oktanowe paliwo?
Benzyna 100 oktanowa jest paliwem o bardzo wysokiej odporności na detonację, które jest przeznaczone dla silników o bardzo wysokim stopniu sprężania lub z zaawansowanymi systemami doładowania. Benzyna 100-oktanowa zapewnia optymalne warunki spalania dla takich silników, co pozwala na uzyskanie maksymalnej mocy i momentu obrotowego. Benzyna 100-oktanowa jest jednak bardzo droga i trudno dostępna, dlatego jest używana głównie w sportach motorowych lub w specjalistycznych zastosowaniach.
