Jotta palamisprosessi tapahtuisi Sylinterin sisällä bensiini-ilma-seoksen räjähdyksen on oltava sellainen, että se luo työntövaikutuksen mäntään. Tällaisen työntövoiman on kuitenkin oltava tasaista ja jatkuvaa, tai muuten moottorin suorituskyky kärsii ja rikkoutuminen voi tapahtua. Mekaanikot kutsuvat sitä kampiakseliksi, männäksi tai helistimeksi.
Oktaani- tai oktaaniluku mittaa anti-knock-kyky bensiiniä, eli missä määrin se kestää ilman räjähtämistä ennenaikaisesti. Tämä ilmiö ilmenee, kun seos räjähtää ennen kuin sytytystulpan tuottama kipinä antaa sen ja siksi mäntä ei ole vielä oikeassa paikassa.
Siksi oktaaniluku tai oktaaniluku määrää bensiinin iskunkestävyyden, kun se puristetaan sylinterin sisään. Moottorit ovat tehokkaampia mitä korkeampi puristussuhde, mutta tämän mahdollistamiseksi käytetty bensiini on kestettävä tämä puristustaso tai se palaa ennenaikaisesti.
Oktaaniluvun tai oktaanin määritelmä
Oktaaniluvun laskemiseksi määritettiin kahdenlaisia hiilivetyjä, jotka toimivat vertailukohtana. Nämä ovat isoktaaniluku (kahdeksalla hiilellä) ja heptaani (seitsemän hiiltä), koska hiilivetyjen käyttäytyminen on yleistä, kun n-parafiinit räjäytetään helposti, päinvastoin kuin i-parafiinit.
Ensimmäiselle on annettu iskunvastainen teho 100, kun taas toiselle annetaan arvo 0. Kunkin bensiinin oktaaniluku on määritetty vertaamalla sitä molempiin hiilivetyihin. Esimerkiksi 95 -oktaanisella bensiinillä on sama iskunkestävyys kuin isoktaanin ja heptaanin seoksella 95% ja 3%.
Mitä ovat RON ja MON oktaaniluku?
Kun saamme tankata huoltoasemalla, meillä on yleensä kahdenlaisia bensiinityyppejä: 95 ja 98 bensiiniä. Nämä ovat kaupallisia nimiä, mutta itse asiassa kunkin bensiinin tekniset tiedot sisältävät yksi arvo kahdelle eri tilanteelle:
- RON (tutkimusoktaaniluku): määrittää bensiinin käyttäytymisen kaupunkiympäristössä, eli alhaisilla kierroksilla ja lämpötiloissa, monien kiihdytysten lisäksi. Tämä mittaus on vähemmän tarkka ja on yleensä noin 10 pistettä MON: n yläpuolella
- MON (moottorin oktaaniluku): tämä indeksi mitataan staattisessa moottorissa ja määrittää bensiinin käyttäytymisen suurella nopeudella ja tieliikenteelle tyypillisellä säännöllisellä ajolla. Moottoria ylikuormitetaan edelleen ja käytetään esilämmitettyä seosta, joka kiihdyttää moottoria edelleen ja aiheuttaa vaihtelevia syttymisaikoja.
Tiedämme esimerkiksi, että 95 bensiinin RON on 95 oktaania ja MON 85 oktaania. näiden arvojen eroa kutsutaan «herkkyys» ja se on vaihteleva jokaisen kaupallisen bensiinin komponentin osalta, mikä johtaa erilaisiin etuihin.
Kuinka parantaa bensiinin oktaanilukua
Vaikka bensiiniä saadaan öljynjalostuksesta, siinä olevilla hiilivedyillä ei ole riittävä oktaaniluku kaupallista bensiiniä varten.
Siksi valmistetaan monimutkainen seos, joka sisältää hiilivedyn pääkomponenttina lisäksi hapettuneet tuotteet vaihtelevissa mittasuhteissa. Oktaaniluvun lisäämiseksi hiilivedyt altistetaan erilaisille kemiallisille reaktioille, joista tärkeimmät ovat:
- Katalyyttinen krakkaus: Tällä menetelmällä raskaat komponentit, kuten tyhjiödieseli, muutetaan kevyiksi hiilivedyiksi, joissa on noin 50% FCC -teollisuusbensiiniä, joka soveltuu lopulliseen bensiiniin.
- Isomerointi: tässä prosessissa, jossa samat atomit on järjestetty eri tavalla, i-parafiinit saadaan kevyistä n-parafiinista.
- Katalyyttinen uudistus: prosessi, joka tuottaa myös vetyä, mahdollistaa raskaiden teollisuusbensiinien muuttamisen aromaattisiksi.
- Alkylointi: siirtämällä alkyyliryhmä liikkuvasta hiukkasesta toiseen levossa, i-oktaani syntetisoidaan i-butaanista ja buteenista.
- Eetteröinti: Tämä reaktio, i-buteeni on vuorovaikutuksessa metanolin tai bioetanolin kanssa, jolloin syntyy etyyli-tert-butyylieetteri (ETBE).
- Bioetanoli: saatu sokereiden käymisestä, joita voidaan käyttää yksinään polttoaineena tai sekoitettuna bensiinin kanssa.
Näiden ja muiden syvempien prosessien tuloksena saatavan seoksen on vastattava tarkkaa kaavaa, joka on kunkin maan säännöissä vahvistettujen eritelmien mukainen ja joka viittaa vakautta ja turvallisuutta sama kuljetuksen ja varastoinnin aikana, käyttäytyminen moottorin käytön aikana, ympäristöparametrit ja tietysti oktaaniluku.
Lisäaineet
Pieninä annoksina lisätyt aineet parantavat bensiinin iskunkestävyyttä. Eniten käytetty oli Tetraetyyli lyijy, mikä mahdollisti lisäyksen kahdesta neljään yksikköön. Polttoaineiden vaikutusta kansalaisten terveyteen mittaavat tutkimukset pakottivat kuitenkin metallikomponenttien lisäaineiden kieltämisen, minkä vuoksi tällä hetkellä käytetään hapetettuja yhdisteitä, kuten edellä mainittu ETBE. etanolia ja butanolia, joiden oktaaniluku on yli 110 ja jotka edistävät kestävyyttä, jos ne ovat peräisin orgaanisesta alkuperästä.
Entä nestekaasu, CNG ja muut polttoaineet?
Näiden polttoaineiden oktaaniluku on suurempi kuin 100, joten moottorista ei aiheudu vahinkoa tai hyötyä, koska räjähdys tapahtuu aina oikeaan aikaan.
- Mikä on nestekaasu? Historia, edut ja haitat
- CNG tai maakaasu: historia, edut ja haitat
Joka tapauksessa moottorit, jotka on suunniteltu käytettäviksi pysyvästi korkean oktaaniluvun kanssa, voidaan suunnitella suurella puristussuhteella, mikä parantaa niiden suorituskykyä.
Setaaniluku tai setaaniluku
Tähän asti olemme puhuneet yksinomaan bensiinistä, mutta myös dieselpolttoaineilla on arvo, joka liittyy niiden ominaisuuksiin. Tässä tapauksessa, kun spontaania palamista (sylintereissä olevan paineen ja lämpötilan ansiosta) ja ilman kipinää, puhumme setanaje- tai setaani -indeksistä.
- Dieselmoottori: toiminta ja sovellukset
Tämä arvo määrittää dieselin syttyvyyden, nopeampi sama mitä suurempi numero on mainittu. Jos setanaje on alhainen, polttoaine aiheuttaa sytytyksen viivästymisen sekä toiminnan epäsäännöllisyyden, tärinän ja lopulta vaikutuksen, joka on samanlainen kuin bensiinimoottoreiden kiertokanget.
Tässä tapauksessa vertailukomponentit kunkin dieselformulaation setaaniluvun määrittämiseksi ovat setaania arvolle 100 ja alfa-metyylinaftaleeni arvolle 0. Yleensä dieselmoottorit edellyttävät arvoja, jotka sisältävät 30 ja 70 välillä, kunkin ominaisuuksista riippuen.