Автомобильное топливо — легкокипящая углеводородная фракция (33–205°C) прямой нефтеперегонки. Ключевые параметры бензина — степень сжатия и октановое число. Современные автомобильные бензины маркируются обозначениями «АИ» и цифровыми индексами 80–98. В зависимости от конкретного типа двигателя используется бензин определённой марки. Разберём основные характеристики автомобильного жидкого топлива подробнее.
Степень сжатия — устойчивость к самовоспламенению
Физическое отношение суммарного объёма цилиндра в момент нахождения поршня в мёртвой точке к рабочему объёму камеры внутреннего сгорания характеризуется степенью сжатия (СЖ). Показатель описывается безразмерной величиной. Для бензиновых приводов она составляет 8–12, для дизельных — 14–18. Увеличение параметра повышает мощность, КПД мотора, а также снижает расход топлива. Однако высокие значения СЖ повышают риск самовоспламенения горючей смеси при высоком давлении. По этой причине бензин с большим показателем СЖ также должен обладать высокой детонационной стойкостью — октановым числом (ОЧ).
Что такое октановое число бензина
Основной характеристикой бензина является октановое число. Для его определения используются строгие методики. ОЧ бензина определяет его детонационную стойкость и рассчитывается как соотношение смеси изооктана и н-гептана.
Изооктан (2,2,4-триметилпентан) обладает минимальными возможностями самовозгорания при высоком давлении. Фактически противоположными характеристиками наделен н-гептан (n-heptano), так как способен вспыхнуть даже при небольшом повышении давления. Принято выделять несколько типов ОЧ:
- исследовательское;
- моторное;
- фактическое;
- дорожное.
Они дифференцируются по способу определения. Первые два типа являются лабораторными. Фактическое значение получаем после подключения работающего двигателя к диагностическому стенду. Максимально приближенным к действительности оказывается дорожное, так как его выявляют на движущемся автомобиле.
Перед тем как определить октановое число бензина, необходимо знать, что смесь, состоящую исключительно из изооктана, условной наделяют октановым числом 100. Если же в состав топлива будет входить исключительно н-гептан, то ей присваивают ОЧ равное нулю.
Октановое число — детонационная стойкость
Преждевременное сгорание бензина сопровождается характерным стуком, вызванным детонационными волнами внутри цилиндра. Подобный эффект обусловлен низким сопротивлением жидкого горючего к самовоспламенению в момент компрессии. Детонационная стойкость характеризуется октановым числом, а в качестве эталона выбрана смесь из н-гептана и изооктана. Товарные марки бензина имеют показатель ОЧ в районе 70–98, что соответствует процентному содержанию изооктана в смеси. Для повышения этого параметра в смесь вводят специальные октан-корректирующие присадки — сложные эфиры, спирты и реже этилаты тяжёлых металлов. Существует взаимосвязь между степенью сжатия и маркой бензина:
- В случае СЖ меньше 10 используют АИ-92.
- При СЖ 10–12 необходим АИ-95.
- Если СЖ равен 12–14 — АИ-98.
- При СЖ равном 14 понадобится АИ-98.
Для стандартного карбюраторного двигателя СЖ равен приблизительно 11,1. В таком случае оптимальный показатель ОЧ равен 95. Однако в некоторых гоночных типах авто используются метанол. СЖ в подобном примере достигает 15, а ОЧ варьируется от 109 до 140.
Рекомендации по октановому числу бензина
- Если использовать топливо с меньшим ОЧ, то неизбежно возpастут ударные нагpyзки в виде детонационных стуков и звонов и как следствие — износ двигателя. К тому же расход выше и смысл экономии теряется.
- 2. Если использовать бензин с большим ОЧ, чем это предусмотрено конструкцией двигателя, то и гореть бензин будет дольше, отдавая большее количество тепла.
- Топливо с большим октановым числом обычно горит с меньшей температурой и медленнее. Из-за скорости горения ниже рассчетной может получиться так, что на фазе выпуска через клапан вместо отработанных газов будет выпущена еще горящая смесь. Следовательно, детали двигателя будут перегреваться, особенно клапаны, кроме того растет расход масла. Интересно, что на слух двигатель часто начинает работать тише и ровнее (за счет теплового расширения выбираются зазоры), но при этом двигатель работает на износ.
- Например, 100-й бензин горит слишком медленно для вашей степени сжатия. Поэтому не догорает полностью и коптит. Нет смысла заливать 100-й, если машина едет хорошо на 95-м.
Если в двигателе нет системы регулирования угола зажигания, то залив высокооктановое топливо можно опять испортить свечи и потерять часть мощности, так как будет позднее зажигание.
Использование низкооктанового бензина
В автомобильной инструкции указан тип двигателя и рекомендуемое горючее. Использование горючей смеси с низким ОЧ приводит к преждевременному выгоранию горючего и иногда разрушению конструкционных элементов мотора.
Важно также понимать, какая система подачи топлива применяется. Для механического (карбюраторного) типа соблюдение требований по ОЧ и СЖ обязательно. В случае автоматической, или инжекторной системы топливно-воздушная смесь корректируется электроникой. Бензиновая смесь насыщается либо обедняется до необходимых значений ОЧ, а двигатель работает нормально.
Бензин — что такое
Бензин — это самая лёгкая из жидких фракций нефти (смесь лёгких углеводородов). Используется как топливо в карбюраторных и инжекторных двигателях современных автомобилей, мотоциклов и иной техники.
Бензин — это топливо!
Маркировка бензина
В соответствии с ГОСТ 54283-2010 в России существует единая маркировка для всех бензинов. Например, АИ-80. Расшифровывается она так. А — бензин автомобильный, И – октановое число определено исследовательским методом. 80 – само октановое число. Также, в конце, к названию может быть добавлена ещё одна цифра – экологический класс топлива, от 2 до 5, (например, АИ-92/4). Если буквы И в маркировке бензина нет, то его октановое число определено моторным методом (А-92).
Требования к качеству выпускаемых в настоящее время бензинов определяются Техническим регламентом, принятым в 2011 году. Полное название «О требованиях к автомобильному и авиационному бензину, дизельному и судовому топливу, топливу для реактивных двигателей и топочному мазуту».
Типы бензина
Неэтилированный бензин
Бензин не имеющий присадок содержащих свинец. Весь бензин выпускающийся в настоящее время согласно Техническому регламенту.
Бензин АИ-80
Полное название «Бензин АИ-80, Нормаль». Октановое число 80, получено исследовательским методом. Согласно моторного метода, оно равно 76. Качество соответствует ГОСТ 51105-97. Класс топлива – второй. Не этилированный.
Бензин АИ-92
Полное название «Бензин АИ-92/4, Регуляр». Октановое число 92, по исследовательскому методу, 83 – по моторному методу. ГОСТ 51105-97. Не этилированный.
Бензин АИ-95
Полное название «Бензин АИ-95/4, Премиум-евро». Октановое число – 95 по исследовательскому методу, 85 – по моторному. ГОСТ 51105-97. Не этилированный.
Бензин АИ-98
Полное название «Бензин АИ-98/4, супер-евро. Октановое число 98 по исследовательскому методу, 88 – по моторному. Производится по ТУ-38.401-58-122-95, ТУ-38.401-58-127-95, ТУ-38.401-58-350-2005. Не этилированный.
Бензин А-92
Октановое число определено по моторному методу = 72. Соответствует ГОСТ 2084-77. В настоящее время не выпускается. Не этилированный.
Бензин АИ-76
Соответствует АИ-80. Октановое число по моторному методу = 76. Выпускался по ГОСТ 2084-77. Мог быть как этилированный так и не этилированный.
Бензин АИ-91
Соответствует АИ-92. Октановое число 82,5 по исследовательскому методу. Вырабатывался по ГОСТ 51105-97. Не этилированный.
Бензин А-92
Выпускается по ТУ 38.001165-97. Согласно ТУ 38.001165-87 в советское время шел на экспорт. Аналог АИ-92. Не этилированный.
Таблица зависимости степени сжатия и октанового числа
Детонационная стойкость автомобильного горючего имеет прямую взаимосвязь со степенью сжатия, которая представлена в таблице ниже.
| ОЧ | СЖ |
| 72 | 6,8–7,0 |
| 76 | 7,2–7,5 |
| 80 | 8,0–9,0 |
| 91 | 9,0 |
| 92 | 9,1–9,2 |
| 93 | 9,3 |
| 95 | 10,5–12 |
| 98 | 12–14 |
| 100 | Более 14 |
Детонационная стойкость
ОЧ имеет показатель равный содержанию в топливе n-гептана и изооктана. Экспериментируя с изменением их долей в составе, можно добиться нужных характеристик бензина и не ухудшить его качество. Чем оно выше, тем сильнее может быть сжата смесь без риска преждевременного воспламенения. Чтобы данное число повысить в бензин добавляют различные присадки — эфир, спирт, антидетонационные компоненты. Без подобных добавок максимальное ОЧ достигает 100 единиц.
Октановые числа весьма разнообразны и определяются двумя методами:
- моторный (ОЧМ);
- исследовательский (ОЧИ).
Их отличие отображает восприимчивость горючего. Чтобы выявить настоящее значение нужно знать фактическое ОЧ. Вычислить его можно на работающем движке с помощью специального стенда или прибора для измерения — октанометра. Наиболее близко к этому значению «дорожный» коэффициент ОЧ. Выявить такой возможно только на самом автомобиле. Составляющий изооктан отличается низким уровнем воспламенения, его величина ОЧ обозначена постоянной и равна 100 единицам.
Процесс сожжения n-гептана при низком сжатии характеризуется постукиванием в моторе. Значение числа октанов приближенно к нулю. Горючее с ОЧ больше 100 наделяется специальной шкалой. В такие виды часто добавляются антидетонаторы и изооктан. Главный симптом несоответствующего числа октанов — металлический звон из силовой установки, порожденный волнами давления, отраженными от стенок цилиндра.
Оценка у дизельного топлива не имеет ОЧ поскольку существенно отличается по химической стороне процесса. Для этого используется цетановое число. Оно характеризует временной период, который длится от момента поступления топлива в камеру до воспламенения. Чем выше этот показатель, тем быстрее рабочая смесь будет поджигаться. Чем ниже — тем больше времени потребуется для ее воспламенения.
СЖ и ОЧ бензина
Степень сжатия в современных силовых установках колеблется от 8 до 14 единиц. Чтобы повысить данное значение, требуется использование бензина с большим октановым числом (в случае с бензиновыми агрегатами). Такой метод предполагает не только увеличение мощности мотора, но и его КПД. Это означает уменьшение расхода рабочей смеси.
Маркировка бензина не является случайностью. Каждой соответствует своя степень сжатия и рекомендуемая СЖ. Причем данные значения обозначены, как стандарты и определены ГОСТом. Таблица отображает соответствие каждой марки бензина конкретным характеристикам мотора.
| Марка топлива | ГОСТ | ОЧ | СЖ | ||
| Исследовательский | Моторный | ||||
| АИ-98 | Р51105-97 | 98 | 87 | 10 | |
| АИ-96 | ТУ 38.0011165-97 | 96 | 85 | 9,6 | |
| АИ-95 | Р51105-97 | 95 | 85 | 9,5 | |
| АИ-93 | 2084-77 | 93 | 85 | 9,3 | |
| АИ-92 | ТУ 38.001165-97 | 92 | 85 | 9,2 | |
| АИ-91 | Р51105-97 | 91 | 82,5 | 9 | |
| АИ-80 | ТУ 38.001165-97 (экспорт) Р51105-97 | 80 | 76 | 8 | |
| А-76 | 2084-77 | — | 76 | 7,5 | |
| А-72 | 2084-77 | — | 72 | 7 | |
Выбор подходящего топлива облегчается предписанием производителя мотора, оставленное на крышке бензобака или в инструкции по эксплуатации авто. К примеру, при прописанном 95-ом можно использовать и его, и 98-ой.
Нужно помнить, что бензин с ОЧ выше его рекомендаций никаких заметных улучшений работе двигателя не даст. Топливо будет воспламеняться раньше максимального сжатия, мощность при этом может подняться не больше, чем на 3%. Современные моторы спокойно перенесут высокооктановую смесь, а вот старые карбюраторы без встроенных датчиков могут прогореть прокладкой клапана или ГБЦ.
Если же водитель экономит и использует меньшее ОЧ, то на новых установках сработает датчик детонации уже через два-три цикла, а карбюраторы будут просто громыхать. Лучше следовать инструкции, чтобы мотор мог выдавать положенную мощность без дополнительного расхода топлива.
