Компаундирование по октановому числу

Октановое число показывает, будет ли бензин детонировать в двигателе.

Детонация

Когда смесь паров бензина и воздуха подается в цилиндр, поршень движется вверх и сжимает ее. При сжатии пары нагреваются.

Если смесь паров бензина и воздуха достаточно сильно сжать, то она сильно нагреется и может самовоспламе­ниться без участия свечи зажигания. Если это случится раньше, чем поршень достигнет верхней точки своего хода, то произойдет детонация, то есть двигатель будет препятствовать движению коленчатого вала, вместо того, чтобы ему способствовать. Детонация обычно восприни­мается как постукивание или гудение двигателя. Очевидно, детонации следует избегать, так как она не только работает против движущей силы мотора, но также отрицательно сказывается на его механических ча­стях. На ранних стадиях разработки бензиновых двигате­лей было обнаружено, что различные компоненты бен­зина ведут себя по-разному. Ключевой характеристикой компонента является степень сжатия.

При измерении октанового числа бензина или ком­понента бензина имеет значение конкретная степень сжа­тия, а именно та, при которой самовоспламенение про­изойдет именно в верхней точке хода поршня. Для изме­рения степени сжатия, при которой данный компонент бензина детонирует, был разработан специальный ряд чисел. За бензин с октановым числом 100 был условно принят изооктан (2,2,4-триметилпентан) C₈H₁₈. Нормаль­ный гептан С₇ Н₁₆, который детонирует при значительно меньшей степени сжатия, был принят за бензин с окта­новым числом 0. Используя испытания на стендовом дви­гателе, каждому компоненту бензина можно поставить в соответствие смесь изооктана и н-гептана определенного состава. Октановым числом считается процентная доля изооктана в смеси, детонирующей при той же степени сжатия.

Типы октановых чисел.

Испытания по определения октановых чисел проводят при двух разных режимах. Измерение октанового числа по исследовательскому методу (ИОЧ) моделирует езду на машине в мягких условиях. Измерение октанового числа по моторному методу (МОЧ) проводят в более жестких условиях, которые моделируют движение на большой скорости или при значительной нагрузке. Сочетание величин МОЧ и ИОЧ дает полное представление о работе в разных условиях.

На АЗС указывается следующая величина:

Когда два компонента бензина смешивают, величины ИОЧ и МОЧ не подчиняются правилу аддитивности. Другими словами, ИОЧ и МОЧ смеси не равны величинам, полученным усреднением с учетом объемных долей компонентов. Однако, существует такая величина, как октановое число смешения, которое уже подчиняется правилу аддитивности. Октановое число смешения определенным образом связано с истинным октановым числом (которое находят по испытаниям на двигателе) и выясняется опытным путем. Когда говорят об ИОЧ и МОЧ компонентов бензина, то могут иметь в виду как истинные октановые числа, так и числа смешения. Так с момента все октановые числа, которые будут упоминаться, будут означать именно октановые числа смешения.

Таблица 10

Пример компаундирования по октановому числу

Рассчитаем МОЧ и ИОЧ для смеси из предыдущего примера:

Средние значения октановых чисел для 22081 барре­лей равны: МОЧ 78,1 и ИОЧ 87,4.

Теперь рассчитаем, сколько нужно добавить алкилата, чтобы получить требуемые МОЧ 80,0 и ИОЧ 89,0. Окта­новые числа алкилата составляют 95,9 (МОЧ) и 97,3 (ИОЧ).

Таблица 11

Чтобы 22081 баррелей бензина соответствовали нор­мативу по МОЧ, нужно следующее количество алкилата:

22081 • 78,1 + 95,9 Y = 80,0 (22081 + Y),

Y = 2638 баррелей.

Для норматива по ИОЧ проделывается аналогичный расчет:

22081 • 87,4 + 97,3 Y = 89,0 (22081 + Y),

Y = 4257 баррелей.

Поскольку для соответствия нормативу по ИОЧ требуется больше алкилата, это и определяет действительную потребность, так как оба заданных октановых числа являются минимально допустимыми.