Октановое число. Что оно значит

Октановое число — это ключевой показатель, который определяет детонационную стойкость топлива и влияет на его эффективность работы в двигателе. Каждый автовладелец должен знать, какое минимальное октановое число допустимо для его автомобиля, поскольку использование топлива с неподходящим октановым числом может привести к быстрому выходу двигателя из строя.

Октановое число — это важный показатель, который характеризует детонационную стойкость топлива, применяемого в двигателях внутреннего сгорания. Это стойкость топлива к самовоспламенению при сжатии (повышенном давлении).

За эталон, условную точку процентного отсчета октанового числа, взята смесь изооктана (2,2,4-триметилпентана) и н-гептана (нормального гептана) в двигателях внутреннего сгорания, поскольку изооктан с трудом самовоспламеняется даже при высоких степенях сжатия. Названием «изооктан» обозначают изомер октана (C₈H₁₈) — изооктан имеет ту же химическую формулу, что и октан, но другую структуру. Именно изооктан является эталоном октанового числа бензинов.

Октановое число условно стопроцентного изооктана принимается за 100, напротив, детонационно-нестойкий компонент нефти — н-гептан получил значение октанового числа равное нулю. Когда на бензоколонках вы видите номера бензина — это именно октановые числа. Например, бензин с октановым числом 92 имеет такую же детонационную стойкость, как смесь 92% изооктана и 8% гептана.

Изооктан с трудом самовоспламеняется даже при высоких степенях сжатия, топливо с большей детонационной стойкостью имеет более высокое октановое число. На заправках вы не встретите термин «октановое число», но увидите маркировку топлива: 92, 95 или 98. Эти цифры обозначают октановое число бензина.

Изооктан — это предельный углеводород алифатического ряда. Его химическая формула: C₈H₁₈. По химическому строению изооктан представляет собой 2,2,4-триметилпентан. Его структурная формула: С(CH₃)₃ — CH₂ — CH(CH₃)₂. В молекуле изооктана атомы углерода находятся в sp3-гибридизованном состоянии, образуя между собой одинарные сигма-связи. В свою очередь, химическая формула н-гептана — это C₇H₁₆, что означает, что молекула н-гептана состоит из семи атомов углерода и шестнадцати атомов водорода. Структурная формула н-гептана представляет собой: CH₃ — CH₂ — CH₂ — CH₂ — CH₂ — CH₂ — CH₃.

Бензин с более высоким октановым числом может выдержать более высокую степень сжатия в цилиндрах двигателя без досрочного самовоспламенения (стука в двигателе, «детонации») и потому может применяться в двигателях с большей удельной мощностью и коэффициентом полезного действия.

При применении антидетонационных присадок возможно достижение более высокой детонационной стойкости, чем у чистого изооктана. Для таких бензинов существует условная октановая шкала, где значения идут даже выше 100.

Следует также иметь в виду, что реальное топливо не является смесью изооктана и гептана: если бензин имеет октановое число 92, это просто означает, что он детонирует так же, как смесь из 92% изооктана и 8% гептана, однако это вовсе не означает, что в бензине действительно содержится 92% изооктана и 8% гептана. Важно отметить, что результаты определения октанового числа зависят от метода испытаний. Различают исследовательское октановое число (ОЧИ) и моторное октановое число (ОЧМ). Разница между ОЧИ и ОЧМ называется чувствительностью топлива.

Этилированный или свинцовый бензин

Свинцовый бензин — это бензин, в который добавляется соединение под названием тетраэтилсвинец. Это можно сравнить с добавлением специй в блюдо, чтобы улучшить его вкус. В данном случае, «вкус» — это эффективность работы двигателя. Тетраэтилсвинец действует как антидетонационная добавка, которая улучшает работу двигателя, делая его более плавным.

Однако, как и некоторые специи могут быть вредны для здоровья, так и тетраэтилсвинец оказался вредным для окружающей среды и здоровья людей. Свинец является токсичным элементом, который может вызвать серьезные заболевания, такие как рак, инсульт и сердечные заболевания. Он также связан с проблемами развития мозга у детей. Использование свинцового бензина привело к загрязнению воздуха, почвы и воды почти в течение столетия. Несмотря на то, что изначально были опасения о воздействии свинцового бензина на здоровье, эти опасения были быстро отвергнуты из-за отсутствия убедительных доказательств. Только в 1969 году были проведены первые клинические исследования, которые показали токсичное воздействие свинца на людей.

В ответ на это многие страны начали постепенно отказываться от использования свинцового бензина в 1970-х годах. Алжир стал последней страной, которая в 2021 году полностью запретила использование свинцового бензина. Таким образом, сегодня нет страны в мире, которая бы использовала свинцовый бензин для автомобилей и грузовиков.

Неэтилированный высокооктановый бензин

Неэтилированный высокооктановый бензин — это вид топлива, который используется в автомобилях с высокой степенью сжатия двигателя. Он имеет более высокий октановый рейтинг по сравнению с этанолсодержащим бензином, что позволяет использовать его без риска детонации.

В неэтилированном бензине используются ароматические амины, этиловый спирт, метил-третбутиловый спирт, ферроцен и другие органические соединения в качестве присадок. Эти присадки повышают октановое число топлива, но не являются настолько токсичными, как тетраэтилсвинец, который использовался в этилированном бензине.

Три казахстанских НПЗ КазМунайГаза на сегодня стабильно производят высококлассный неэтилированный бензин марок АИ-92-К4, АИ-95-К4, АИ-98-К4. Что касается производства еще более экологичного бензина класса К5 (аналог Евро-5), то технологическую возможность производить эту марку автобензина заводы КазМунайГаза подтвердили ещё в 2017 году. С увеличением спроса на этот вид топлива, Атырауский НПЗ первым из отечественных заводов КМГ начал в июле 2023 года выпускать автобензин марки АИ-92 экологического класса К5. Главным преимуществом данного экологического топлива является снижение содержания сернистых соединений в 5 раз по сравнению с классом К4. Также в бензине класса К5 ограничивается содержание ароматических углеводородов (бензол) и присадок.