Oktanové číslo

Oktanové číslo je míra autoignition odporu benzínu (benzín) a ostatní paliva používaná v jiskře-zapálení spalovací motory.

Zaklepat na odpor

Motor, který klepe je detonace komprimace paliva v mrtvici síly motoru. Klepání nastane když vzduch-palivová směs autoignites všechny najednou (nebo někdy možná když přední strana plamenu jde nadzvukový protože načasování předzápala), před přední stranou plamenu od svíčky zapálení může dosáhnout toho. Výbušná reakce přiměje spalování, aby se zastavil před optimálním načasováním, působit výkonnostní pokles. Palivo s vysokou autoignition teplotou to hoří rozumně rychle a tak nepotřebuje předzápal měřit vůli nejvíce často mít vysokou praktickou hodnotu zaklepat na odpor. Ethylalkohol je takový palivo.

Definice oktanového čísla

Oktan je změřen vztažený ke směsi isooctane (2, 2, 4-trimethylpentane, izomer oktana) a n-heptane. An 87-benzín oktana, například, má stejný zaklepat na odpor jako směs 87 vol - % isooctane a 13 vol - % n-heptane. Toto nemíní, nicméně, to benzín vlastně should obsahovat tyto chemikálie v těchto proporcích. To prostě znamená, že to má stejný autoignition odpor jak popisovanou směsici.

Vysoká tendence k autoignite nebo nízkému oktanovému číslu, je nežádoucí osoba v benzínovém motoru ale žádoucí v dieselovém motoru. Standard pro hoření kvalitu motorové nafty je číslo cetane. Motorová nafta s vysokým cetane číslem má vysokou tendenci k autoignite, jak je přednostní.

Metody měření

Nejvíce obyčejný druh oktanového čísla celosvětově je Výzkumné oktanové číslo (Ron). Ron je určen během palivo přes specifický testovací motor s proměnným kompresním poměrem dolů řídilo podmínky a porovnání těchto výsledků s těmi pro směsi isooctane a n-heptane.

Tam je další typ oktanového čísla, nazvaný Motorové oktanové číslo (MON), který je lepší míra jak palivo se chová když pod nákladem. MON testování užije podobný test motor k tomu používal v testování Rona, ale s předehřátou palivovou směsí, vyšší motorovou rychlostí a proměnnou načasování zapálení k dalšímu stresu palivo je zaklepat na odpor. Se spoléhat na složení paliva, MON moderní benzín bude asi 8 k 10 bodům nižší než Ron. Normálně specifikace paliva vyžadují oba minimum Ron a minimum MON.

Ve většině zemích (včetně všech Evropy a Austrálie) “titulkový” oktan to bylo by ukázané na pumpě je Ron, ale ve Spojených státech a některých jiných zemích číslo titulku je průměr Ron a MON, někdy nazvaný Anti-zaklepat na index (AKI), Silniční oktanové číslo (RdON), Pumpové oktanové číslo (Pon), nebo (R + M) / 2. Protože 10 rozdílu bodu všimlo si nahoře, toto znamená, že oktan ve Spojených státech bude o 4 k 5 bodů ztiší než stejné palivo jinde: 87 oktanového paliva, “normální” benzín v USA a Kanada, by byl 91 v Evropě.

Oktanové číslo může také být “jméno výrobku”, s aktuálním číslem být vyšší než jmenovitý výkon.

To je možné pro palivo mít Ron větší než 100, protože isooctane není nejvíce zaklepat-odolná dostupná substance. Závodní paliva, rovný ethylalkohol, Avgas a liquified ropný plyn (LPG) typicky mají oktanová čísla 110 nebo významně vyšší. Typický “oktanové posilovací” přísady zahrnují tetra-ethyl vedení a toluene. Tetra-ethyl vedení je snadno rozloženo k jeho komponentním radikálům, který reagovat s radikály od paliva a kyslíku, který by odstartoval spalování, proto zdržovat zapálení.

Příklady oktanových čísel

Oktanová čísla n-heptane a iso-oktan být přesně 0 a 100, samozřejmě. Pro některé jiné uhlovodíky, následující stůl dá silnici oktanová čísla jak řečený v [1]. Viďte odkazy pro další zdroj.

Poznámka: Oktanové číslo cyclohexane významně mění zdroj formy ke zdroji. Vidět například [2]

Účinky oktanového čísla

Vyšší oktanová čísla korelují k vyšší aktivaci energie. Energie aktivace je množství energie nutné odstartovat chemickou reakci. Od vyššího oktana paliva mají vyšší aktivaci energie, to je méně pravděpodobné, že daná komprimace způsobí klepání. (Poznamenat, že to je absolutní tlak (komprimace) ve spalovací komoře, která je důležitá - ne kompresní poměr. Kompresní poměr jen se pojí s maximální komprimací, která může být dosáhl).

To by mohlo vypadat divné, že paliva s vyššími oktanovými čísly hoří méně snadno, přesto být populárně myslel na jak silnější. Nedorozumění je způsobeno tím, že plete schopnost paliva se bránit detonaci komprimace (pre-zapálení = klepání stroje) jak protichůdný ke schopnosti paliva spálit (spalování). Nicméně, prémiové stupně benzínu často obsahují více energie na litr kvůli složení paliva také jako zvýšený oktan.

Jednoduché vysvětlení je svazky uhlíku obsahují více energie než vodíkové vazby. Od této doby palivo s větším množstvím svazků uhlíku bude nést více energie bez ohledu na oktanové číslo. Prémiová pohonná látka bude často být formulovaná k mají oba vyšší oktan stejně jako více energie. Čítačový příklad pro toto pravidlo je ten ethylalkohol míchat paliva mají vyšší oktanové číslo, ale nést nižší energetický obsah na hlasitostním základě (ie na litr nebo na galon). Důvod pro toto je ten ethylalkohol je částečně oxidovaný uhlovodík, který může být viděn tím, že si všimne přítomnosti kyslíku v chemickém vzorci: C2H5OH. Si všimnout náhrady Oh hydroxyl radikál pro H vodík, který transformuje ethane plynu (C₂H₆) (který je alkane) do ethylalkoholu (který je alkohol). Poznamenejte, že do určité míry palivo s vyšším uhlíkovým poměrem bude více husté než palivo s nižším uhlíkovým poměrem. Tak to je možné vytvořit vysoká oktanová paliva, která nesou méně energie na litr než nižší oktanová paliva. Toto je jistě pravdivé ethylalkoholu míchat paliva (gasohol), nicméně paliva s žádným ethylalkoholem a opravdu žádný kyslík být také možný.

V případě alkoholických paliv, jako methanol a ethylalkohol, protože oni jsou částečně okysličoval paliva oni potřebují být provozován u hodně bohatějších směsic než benzín. Jako důsledek úplné množství paliva hořelo na cyklus, pult vyrovná nižší energii na hlasitost jednotky a energie sítě vydaná na cyklus je vyšší. Jestliže benzín je provozován u jeho upřednostňované maximální elektrické vzduchové palivové směsi 12.5: 1, to bude uvolňovat přibližně 19,000 BTU energie, kde běh ethylalkoholu u jeho upřednostňované maximální elektrické směsice 6.5: 1 bude uvolňovat přibližně 24,400 BTU, a methanol u 4.5: 1 AFR uvolňuje asi 27,650 BTU.

To odpovídá za tyto rozdíly, míra volala paliva měrná energie je někdy používána. To je definováno jako energie uvolněná na vzduchový palivový poměr. Pro případ benzínu porovnaného k alkoholickým palivům specifické energys jsou takto.

Používání paliva s vyšším oktanem nechá motor dosáhnout vyšší komprimace bez vlastnění problémů s zaklepat. Aktuální komprimace ve spalovací komoře je určena kompresním poměrem také jako množství omezení vzduchu v příjmu různý (různé vakuum) stejně jako barometrický tlak který je funkce výšky a povětrnostních podmínek.

Komprimace je přímo příbuzná síle (viz ladění motoru), tak motory, které vyžadují vyšší oktan obvykle doručí více síly. Síla motoru je funkce paliva stejně jako design motoru a je příbuzná oktanovým číslům paliva... síla je omezena maximálním množstvím paliva-vzduchová směs, která může být těsnila do spalovací komory. Dále, většina vozidel benzínu dnes je komprimace proměnné. U částečného zatížení, jen malý zlomek úplného pohotového výkonu je produkován protože různý je operování u tlaků daleko dole atmosferické. V tomto případě, oktanový požadavek je daleko nižší než co je dostupné. To je jen když plynový pedál je otevřen úplně a různý tlak zvětší se na atmosferický (nebo vyšší v případě přeplňovaných nebo turbocharged motorů) že plný oktanový požadavek je dosáhl.

Mnoho vysokovýkonových motorů je navržené operovat s vysokou maximální komprimací a tak potřebovat vysokou kvalitu (vysoké energetické) palivo obvykle se sdružil s vysokými oktanovými čísly, a tak požadovat vysokooktanový benzín speciál.

Výstupní výkon motoru závisí na energetickém obsahu jeho paliva a toto nese žádný jednoduchý vztah k oktanovému číslu. Obyčejný mýtus mezi benzínovém spotřebiteli je to sčítání vyšší oktanové palivo k motoru vozidla zlepší jeho výkon a/nebo zmenšit jeho spotřebu paliva; toto je většinou falešné — motory hrají nejlépe když používá palivo s oktanovým číslem oni byli navrhnuti pro a nějaké zvyšování výkonu používáním paliva s různým oktanovým číslem je minimální.

Používání vysokého oktanového paliva pro motor dělá rozdíl, když motor produkuje jeho maximální výkon. Toto nastane když příjem různý má žádné omezení vzduchu a je běh u minimálního vakua. Se spoléhat na design motoru, obzvláště tato okolnost může být kdekoli podél RPM rozsah, ale jde obvykle snadno připnout-bod jestliže vy můžete zkoumat tisk síly-dodal (hodnoty točivého momentu) motoru. Na typický vysoce-rev'ving motocyklový motor, například, maximální výkon nastane na místě kde pohyby příjmu a vypouštěcích ventilů jsou měřeny v takový způsob, jak maximalizovat nakládání komprimace válce; ačkoli válec už se zvedne v té době přívodní ventil zavře se, přední rychlost příchodu poplatku do válce je vysoká dost pokračovat načíst vzduch-palivová směs v.

Když toto nastane, jestliže palivo s dole doporučený oktan je používán, pak motor bude klepat. Moderní motory mají anti-zaklepat obstarání vyrůstala do řídících systémů a toto je obvykle dosáhl dynamicky de-ladit chvíli motoru pod nákladem tím, že zvětší palivo-vzduchová směs a zpomalovat jiskru. Tady je bílý papír, který uvede příklad: http://dinancars.com/whitepapersFile. asp? ID = 9. V tomto příkladě motorový maximální výkon je redukován o 4 % s vypínačem paliva od 93 k 91 oktanu (11 hp, od 291 k 280 hp). Jestliže motor je provozován dole maximální náklad pak rozdíl ve vůli oktana mají dokonce méně účinku. Příklad citoval nesignalizuje u jaké výšky test je řízen, a co barometrický tlak je. Pro každého 1000 noh výšky atmosferický tlak zastaví se trochu méně než 1 inHg (11 kPa/km). Motor, který by mohl vyžadovat 93 oktana na moři vyrovnaně může hrát na maximu na palivu ohodnoceném u 91 oktana jestliže výška je u konce říkat 1000 noh. Viz též APC článek.

Oktanové číslo bylo vyvinuto lékárnou Russell Marker. Výběr n- heptane jako nulový bod měřítka byl kvůli dostupnosti velmi vysoké čistoty n- heptane, ne míchal se s jinými izomery heptane nebo oktanem, destilovaný od pryskyřice Jeffreye Pinea. Jiné zdroje heptane produkovaného od ropy obsahují směs různých izomerů se velmi lišícími se stanoveními sazeb, který by nedával přesný nulový bod.