Каждый автомобильный двигатель проектируется под конкретный вид топлива. Именно свойства топливной смеси позволяют инженерам точно рассчитывать необходимые параметры камер сгорания и форму поршней. Водителю крайне важно учитывать рекомендации производителя, поскольку неверно подобранное октановое число бензина не только ухудшает эффективность работы двигателя, но и может представлять угрозу, провоцируя серьезные внутренние повреждения, для устранения которых понадобится капитальный ремонт. Но что же такое октановое число? Как оно вычисляется, и каким образом влияет на работу силовой установки?
Что такое октановое число топлива?
Октановое число — это величина, которая отражает устойчивость топлива к детонации в двигателях внутреннего сгорания с внешним смешиванием.
Автовладелец обязан знать, какое октановое число бензина оптимально для его автомобиля. В чем заключается важность этого параметра? Оно определяет, насколько эффективно топливо сопротивляется детонациям, которые являются неконтролируемыми воспламенениями рабочей смеси. Внутри цилиндра ДВС располагается поршень, который, опускаясь, заполняет цилиндр топливовоздушной смесью. При подъеме происходит сжатие, приводящее к воспламенению благодаря искре. Воспламенение толкает поршень вниз, создавая силу, вращающую коленчатый вал двигателя. Чем выше октановое число, тем большее давление мобильная смесь выдерживает перед воспламенением и, соответственно, тем больше энергии она способна произвести.
Октановое число устанавливается в ходе лабораторных испытаний на одноцилиндровых стендах. Тестовая смесь формируется из двух углеводородов: изооктана, который имеет значение 100, и н-гептана, обладающего нулевым значением. Компоненты смешиваются в необходимых пропорциях. Если эталонная смесь состоит на 95% изооктана, её характеристики аналогичны бензину марки АИ-95. Далее производительность этой смеси сравнивается с бензином той же марки. Если ДВС работает так же, как и эталон, октановое число топлива соответствует стандарту; в противном случае его нужно корректировать.
Что такое детонация и как она влияет на двигатель?
Детонация — это процесс самопроизвольного воспламенения топливной смеси. При нормальной работе двигателя сгорание происходит плавно, искра возникает в момент, когда поршень достигает верхней мертвой точки. Однако самопроизвольное воспламенение происходит, когда вспышка возникает в процессе сжатия, что приводит к увеличению нагрузки как на поршень, так и на стенки цилиндра — как механической, так и тепловой.
На что влияет детонация? На все рабочие характеристики ДВС. При её возникновении двигатель не может функционировать нормально. Корректный процесс сгорания подразумевает, что пламя распространяется со скоростью от 20 до 40 метров в секунду, в то время как неконтролируемое воспламенение может разгонять этот показатель до 2000, что эквивалентно взрыву. Опасную ситуацию можно распознать по характерным хлопкам и металлическим звукам. Из-за детонации двигатель перегревается, теряет мощность, и камеры сгорания быстро загрязняются. Если не осознавать, что такое детонация, игнорировать её симптомы и продолжать использовать низкокачественное или неподходящее топливо, в конечном итоге придется столкнуться с необходимостью капитального ремонта или даже замены силовой установки.
Как определить октановое число?
Определить октановое число с наибольшей точностью возможно лишь в специализированной лаборатории. Для этого эксперты используют две основные методики:
- Моторная — для этой процедуры требуется одноцилиндровый испытательный стенд. Он предоставляет возможность оперативно регулировать степень сжатия, а сама проверка практически полностью отражает поведение реального автомобильного двигателя на загородной трассе. Нормативный документ, на основании которого проводятся эти испытания, — ГОСТ 511/82.
- Исследовательская — основывающаяся на сравнении эталонных и экспериментальных образцов топлива. Основополагающий документ здесь — ГОСТ 8226.
Многие водители задаются вопросом о том, как самостоятельно определить октановое число, чтобы выявить одну из возможных причин неисправности автомобиля. К сожалению, добиться высокой точности в домашних условиях невозможно. Прежде чем приступать к измерениям, можно ознакомиться с соответствующей литературой и даже приобрести специальный прибор — октанометр. Однако у самых современных моделей погрешность может достигать 5 единиц, а у большинства простых моделей — до 10. Это довольно серьезный разрыв.
Что касается минимальных и максимальных значений, то ранее на автозаправочных станциях продавался бензин АИ-76. Нетрудно заметить, что октановое число этой марки составляет 76 единиц. На сегодняшний день эту марку уже не производят, а автомобили, которые её использовали, давно сняты с конвейера. Минимальное октановое число, которое можно встретить на информационных табличках заправок, — 80. Высшее значение может достигать 130-140, однако такие допуски запрещены экологическими стандартами, поскольку присадки, позволяющие достигать таких результатов, довольно опасны. Спортивные автомобили нового поколения используют топливо с октановым числом 102, а авиация — 115.
Инструкция: как повысить октановое число?
Как же повысить октановое число, если у купленной партии топлива оно оказалось ниже заявленного? Это может быть непростой задачей. В рамках производства нефтеперерабатывающие заводы могут вносить изменения в технологию, применяя специальные катализаторы для формирования нужных углеводородов.
Водителю тоже следует знать, как повысить октановое число. В магазинах автомобильной химии доступны специальные добавки, основными компонентами которых являются ароматические углеводороды, спирты, а также тетраэтилсвинец. Эти средства весьма эффективны и могут увеличить октановое число до 12 единиц, при этом не оказывая негативного воздействия на экологию. Однако стоит отметить, что присадки обладают высокой летучестью, и их следует добавлять непосредственно перед заправкой; при длительном хранении топливо может потерять свои улучшенные характеристики.
Инструкция: как понизить октановое число?
Вопрос о том, как понизить октановое число бензина безопасно и правильно, часто беспокоит владельцев старых автомобилей, двигатели которых не рассчитаны на современные сорта топлива. Самый простой способ — подождать. Открытую емкость с топливом следует оставить на некоторое время, так как в среднем значение будет снижаться на 0.5 единицы в день из-за испарения летучих компонентов.
Если необходимо быстро понизить октановое число, можно добавить керосин, хотя это не рекомендуется. Процедура сложна в расчетах — трудно определить необходимые пропорции, а ошибка может обернуться значительными последствиями.
Как влияет на двигатель бензин с низким и высоким октановым числом?
К причинам детонации относятся ошибки водителя, использование топлива с недостаточно высоким октановым числом и обман на автозаправках. Длительная эксплуатация в таких условиях крайне нежелательна. Сначала начинаются посторонние звуки, затем мощность двигателя снижается, а расход топлива увеличивается. Поражается и выхлопная система, где выходят раскаленные газы. В подобной ситуации оптимальным решением будет снизить обороты и осторожно доехать до ближайшей заправки для получения качественного горючего. Важно повторно ознакомиться с понятием детонации, чтобы осознать всю серьезность данного явления.
Использование бензина с более высоким октановым числом также может представлять собой ошибку, несмотря на множественные заблуждения водителей. В первую очередь, это приведет к увеличению расхода топлива; а если работа двигателя будет продолжительной, на свечах, клапанах и поршнях начнет образовываться нагар, что существенно снизит мощность и ухудшит динамические характеристики. Это связано с тем, что топливовоздушная смесь попросту не будет сжиматься в достаточной мере, что не предусмотрено конструкцией двигателя, и её сгорание станет медленным и неполным. Постепенно ситуация ухудшится: выпускные клапаны перегреются, и в критических случаях могут прогореть. Замена клапанов — одна из самых сложных восстановительных задач, и без капитального ремонта не обойтись, а это процесс длительный и затратный.
Даже беглое понимание значения октанового числа поможет увидеть нежелательные последствия, возникающие при неправильном выборе топлива. Чтобы работа двигателя внутреннего сгорания была безаварийной и эффективной, крайне важно грамотно подбирать топливо.