Cifra octanică

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită pe 26 aprilie 2021; verificările necesită 3 modificări .

Cifra octanică  este un indicator care caracterizează rezistența la detonare a combustibilului utilizat la motoarele cu ardere internă cu carburare externă (de obicei benzină , neutilizată la caracterizarea motorinei și a kerosenului de aviație [1] ). Cifra octanică este determinată pe un motor standard cu un singur cilindru cu un raport de compresie variabil [2] . Benzina cu o valoare octanică mai mare poate rezista la un raport de compresie mai mare în cilindrii motorului fără autoaprindere timpurie ( ciocănirea motorului , "ciocănirea") și, prin urmare, poate fi utilizată la motoarele cu mai multeputerea si eficienta specifica [3] .

Valori

Standardul este un amestec de izooctan (2,2,4-trimetilpentan) și n - heptan în motoarele cu ardere internă cu aprindere prin scânteie [1] ; cifra octanică corespunde conținutului (în procente în volum) de izooctan din amestecul de referință. Deoarece izooctanul este dificil de autoaprindere chiar și la rapoarte de compresie ridicate, combustibilii cu rezistență mai mare la detonare au o valoare octanică mai mare.

Pentru benzina comercială, cifra octanică este de obicei în intervalul 70-95, adică rezistența sa la detonare este aceeași cu cea a unui amestec de izooctan și heptan cu 70-95% izooctan. Valoarea maximă a octanului (echivalent cu izooctanul pur) este de 100, datorită rezistenței extrem de scăzute la detonare a n - heptanului, heptanul pur este luat ca minim cu un număr octanic de 0. Când se utilizează aditivi antidetonant , este posibil să se obțină o valoare mai mare. rezistență la detonare decât izooctanul pur. Pentru astfel de benzine, există o scară octanică condiționată, în care valorile depășesc 100, iar amestecul de referință este izooctan cu adăugarea de diferite cantități de plumb tetraetil .

Deoarece combustibilul real nu este un amestec de izo-octan și heptan, rezultatele comparației depind de metoda de testare: se face o distincție între indicele octanic de cercetare (RON) și indice octanic al motorului (MON). Diferența dintre ROI și MON se numește sensibilitate la combustibil .  Pentru a caracteriza rezistența la detonare a combustibilului în condiții reale de funcționare, se utilizează și cifra octanică reală (în testele motoarelor pe stand) și cifra octanică a drumului (în testele pe drum direct pe mașină) [4] .

Detonația din motor este percepută de ureche ca o „ciocănire” - un zgomot metalic caracteristic. Este creat de undele de presiune care apar în timpul arderii rapide a amestecului și sunt reflectate de pereții cilindrului și ai pistonului. Acest lucru reduce puterea motorului și accelerează uzura acestuia, iar dacă apar valuri de detonare , motorul poate fi deteriorat sau distrus. Aceste fenomene au fost investigate pentru prima dată în 1921 de către inginerul englez Harry Ricardo , care a propus prima scară pentru rezistența la detonare a benzinelor. Pentru o lungă perioadă de timp , plumbul tetraetil a servit ca principal agent antidetonant , cu toate acestea, utilizarea benzinei cu plumb este interzisă în prezent datorită toxicității sale, iar alți aditivi antidetonant sunt utilizați pentru a crește numărul octan .

Testarea combustibilului

Testele de rezistență la detonare sunt efectuate fie pe un motor de automobile de dimensiune completă, fie pe instalații speciale cu un motor cu un singur cilindru. La motoarele de dimensiuni normale, în timpul testelor pe banc, se determină așa-numitul număr octanic real (FOC), iar în condiții de drum, numărul octanic al drumului (ROC). La instalațiile speciale cu un motor cu un singur cilindru, se obișnuiește să se determine numărul octanic în două moduri: mai greu (metoda cu motor) și mai puțin greu (metoda de cercetare). Cifra octanică a unui combustibil determinat prin metoda de cercetare este de obicei puțin mai mare decât cifra octanică determinată prin metoda motorului. Precizia determinării cifrei octanice, denumită mai corect reproductibilitate , este una. Aceasta înseamnă că benzina cu o valoare octanică de 93 poate prezenta o valoare ușor diferită pe o altă instalație, sub rezerva tuturor cerințelor metodei de determinare a numărului octanic ( ASTM D2699, ASTM D2700, EN 25163, ISO 5163, ISO 5164, GOST 511, GOST 8226) - de exemplu, 92. Este esențial ca ambele valori, 93 și 92, să fie atât exacte, cât și corecte și să se refere la aceeași probă de combustibil.

Tipuri de cifre octanice: OCHI și OCMI

Evaluări octanice pentru hidrocarburi și diferiți combustibili
Substanţă HMO OCHI
Metan 110,0 107,5
propan 100,0 105,7
n- butan 91,0 93,6
izobutan 99,0 101.1
n- pentan 61,7 61,7
Izopentan (2-metilbutan) 90,3 92.3
Izohexan (2,2-dimetilbutan) 93,4 91,8
2,2,3-trimetilbutan 101,0 105,0
n- heptan 0 0
Izooctan (2,2,4-trimetilpentan) 100 100
1- pentenă 77.1 90,9
2-metil-1-butenă 81,9 101.3
2-metil-2-butenă 84,7 97,3
Metilciclopentan 80,0 91.3
Ciclohexan 77.2 83,0
Benzen 111,6 113,0
Toluen 102.1 115,7
Benzinele de rulare directă 41-56 43-58
Benzinele de cracare termică 65-70 70-75
Benzinele de cracare catalitică 75-89 80-94
Benzinele de reformare catalitică 77-93 83-100
Benzină H-80 [t 1] 76 [t2] 84
Benzină AI-92 83,5 [t2] 92
Benzină AI-95 85,0 [t3] 95
Benzină polimerică 85 100
alchilat 90 92
Alchilbenzen 100 107
etanol 100 105
Kerosenul treizeci
Acetonă >100
Metil terţ -butil eter 100-101 117 [t4] [t3]
  1. ↑ Numărul indică media aritmetică a MON și RON a tipului dat de benzină.
  2. ↑ 1 2 Valoare indicativă; poate varia ușor în funcție de compoziția probelor specifice de benzină.
  3. ↑ 1 2 Normativ conform STO 00044434-006-2005 cu modificările ulterioare. 1-5.
  4. ↑ Cifra octanică a fost determinată prin amestecare cu benzină.

Cifra octanică de cercetare (ROI) ( Ing.  Research Octane Number  - RON) se determină pe o unitate monocilindră cu raport de compresie variabil , numită UIT-65 sau UIT-85 , la o turație a arborelui cotit de 600 rpm , o admisie de aer. temperatura de 52 ° C și momentul aprinderii 13 °. Arată cum se comportă benzina în modurile de încărcare mică și medie.

Cifra octanică a motorului (OM) ( Eng.  Motor Octane Number  - MON) este de asemenea determinată pe o instalație cu un singur cilindru, la o turație a arborelui cotit de 900 rpm , o temperatură a amestecului de admisie de 149 ° C și un timp variabil de aprindere. MON are valori mai mici decât RON. OCHM caracterizează comportamentul benzinei în condiții de încărcare grea. Afectează viteza mare și ciocănirea la accelerația parțială și motorul sub sarcină, conducerea în pantă etc.

Cel puțin în anii 1950 s-a folosit și metoda temperaturii indicele octanic [5] .

Cifra octanică AKI este media aritmetică dintre RON și MON. Folosit la benzinăriile din SUA, Canada, Brazilia și alte țări.

Diferența dintre RON și MON caracterizează sensibilitatea combustibilului la modul de funcționare a motorului.

Distribuția octanică

Deoarece fracționarea benzinei are loc în timpul funcționării unui motor de dimensiuni normale în condiții variabile, este necesar să se evalueze separat rezistența la detonare a diferitelor sale fracții. Cifra octanică a benzinei, ținând cont de fracționarea acesteia în motor, se numește „distribuția cifrei octanice” (ORD). Datorită complexității determinării cifrei octanice pe motoare, au fost dezvoltate metode pentru evaluarea indirectă a rezistenței la detonare prin indicatori fizici și chimici și caracteristicile unei reacții de oxidare în fază gazoasă la temperatură scăzută care simulează procesele pre-flamare.

Hidrocarburile , care sunt conținute în combustibili, diferă semnificativ în rezistența la detonare: hidrocarburile aromatice și hidrocarburile parafinice ( alcanii ) cu o structură ramificată au cel mai mare număr octanic, hidrocarburile parafinice cu o structură normală au cel mai mic număr octan. Combustibilii derivați din petrol produși prin reformare catalitică și cracare au cifre octanice mai mari decât cele obținute prin distilare directă.

Componentele cu octan ridicat și aditivii anti-detonare sunt utilizați pentru a crește numărul octanic al combustibililor . Multe dintre ele (de exemplu, MTBE ) se evaporă mai ușor decât benzina, ceea ce duce la un efect interesant la mașinile cu rezervorul de benzină neetanș - pe măsură ce se consumă combustibil și aditivul se evaporă, numărul octanic al benzinei rămase în rezervor scade cu câteva. unitati. Acest lucru are ca rezultat un zgomot ușor la puterea maximă a motorului (cu excepția cazului în care este echipat cu un senzor de detonare ). Marea majoritate a motoarelor moderne cu injectie de combustibil au senzori de detonare pentru a permite utilizarea oricărei benzine cu un rating octan de 91-98, cu toate acestea, pentru motoarele cu compresie ridicată poate fi necesar să se folosească benzină cu un rating octan de cel puțin 95 sau chiar 98.

Vezi și

Note

  1. ↑ 1 2 Lev Machulin. Cifra octanică. Infirmarea miturilor  // Știința și viața . - 2018. - Nr 2 . - S. 74-80 .
  2. ↑ Cifra octanică - Ce este un număr octanic? - Biblioteca Tehnica Neftegaz.RU . neftegaz.ru . Preluat: 24 august 2022.
  3. ↑ Alexandru Prozorov. Biblia noului automobilist . Litri, 2017. P. 469. ISBN 978-5-17-062293-1
  4. ↑ Gureev A. A., Zhorov Yu. M., Smidovich E. V. Producția de benzine cu octan ridicat. - M . : Chimie, 1981. - S. 12. - 224 p.
  5. ↑ Rybalcik V.S. , Polyakov S.V. , Gerasimenko V.F. CAPITOLUL XII. Combustibili, uleiuri și lichide de răcire § 121. Estimarea rezistenței la detonare a carburanților // Teoria motoarelor de aeronave cu piston / ed. A. A. Dobrynina. - M . : Editura Militară, 1955. - S. 339. - 352 p.

Literatură

Link -uri

  Accesați articolul Wikidata  Dicționare și enciclopedii