Краткий словарь октановых чисел
Мы часто беседовали с Вячеславом Емельяновым – доктором технических наук, профессором, заведующим отделом ВНИИ НП, экспертом нашего журнала. Вячеслав Евгеньевич ушел из жизни в конце прошлого года. Но мы помним о нем. Он оставил нам свои знания. Эта небольшая статья – один из его рассказов.
Как известно, детонационная стойкость бензина оценивается октановым числом. А оно определяется по моторному или исследовательскому методу. Если в маркировке бензина есть буква «И» – это исследовательский метод. Пример – АИ‑95. Если нет такой буквы – моторный метод. Пример – ушедший в прошлое А‑76.
Несмотря на разницу в названиях, оба метода по своей сути «моторные» – ведь в обоих случаях пробы топлива испытываются на реальном одноцилиндровом двигателе. Однако условия испытаний отличаются друг от друга, поэтому и октановые числа по разным методам не совпадают.
Моторный метод старше исследовательского. Он родился в эпоху поршневых авиационных моторов, а в автомобилестроении применялся для двигателей тяжелых грузовиков, работающих на шоссе «с полной выкладкой» (это было до всеобщей дизелизации).
С появлением большого числа легковых автомобилей, разъезжающих в городском цикле, методику испытаний топлива изменили. Так появился исследовательский метод – но моторного он не вытеснил.
В Японии при испытаниях бензинов используют один метод – исследовательский. В Европе и Америке – оба метода, но американцы для маркировки топлив применяют взвешенный показатель «моторный плюс исследовательский пополам». Это так называемый октановый индекс, который в ряде случаев оказывается выигрышным. Ориентация на среднее дает возможность «поиграть» с показателями, более эффективно использовать в переработке нефти высокооктановые компоненты.
Разницу между октановым числом по исследовательскому и моторному методу называют чувствительностью. Чем меньше чувствительность, тем лучше – ведь моторный метод более жесткий, «шоссейный», а исследовательский больше подходит для городской езды. Таким образом, при уменьшении чувствительности достигается универсальность топлива по детонационной стойкости.
Чувствительность зависит в основном от углеводородного состава топлива и технологии его производства. Если в бензине много ароматических углеводородов, то чувствительность будет значительной. А вот алканы (парафиновые углеводороды) чувствительность снижают. Так, например, алкилат имеет октановое число 90 по моторному методу и 91 – по исследовательскому, т.е. его чувствительность равна единице. Поэтому алкилат – самый желанный компонент в автомобильном бензине. Кстати, у американцев он составляет до 30% состава топлива.
Помимо октановых чисел по моторному и исследовательскому методам существуют и другие показатели. Например, октановое число головной фракции бензина, именуемое «дельта эр». Эта характеристика показывает, насколько октановое число головных фракций отличается от октанового числа самого бензина.
При производстве бензина всегда стремятся к тому, чтобы распределение детонационной стойкости по фракциям бензина было равномерным. Для этого есть показатель аналогичный упомянутому «дельта эр» – коэффициент распределения детонационной стойкости (КРДС). Иногда его называют фронтальным октановым числом.
КРДС – это отношение октанового числа фракций, выкипающих до 100 °C, к октановому числу фракций, выкипающих при температуре выше 100 °C. Что будет, если его не учитывать? При разгонах легкие фракции идут в цилиндры и сгорают в первую очередь. Последующие фракции, отставая по КРДС от легких, будут провоцировать детонацию. Это довольно распространенное явление выглядит в жизни так: вроде бы заправился качественным «девяносто пятым», и вдруг – детонация! Это означает, что КРДС этого бензина ниже нормы.
Но это еще не все. И за рубежом, и у нас применяются дорожные октановые числа, когда антидетонационные свойства оценивают на реальном автомобиле в дорожных условиях.
И ведь актуальный показатель! Что выясняется? Если взять один и тот же бензин, например АИ‑92, и провести его оценку по указанному дорожному методу на разных автомобилях, он покажет разные дорожные октановые числа!
Что из этого следует? Детонационная стойкость бензина в значительной мере зависит от конструкции автомобиля, причем не только двигателя, но и ходовой части. И еще: детонационные стуки обусловлены не только качеством бензина, но и техническим состоянием автомобиля, в частности наличием нагара в цилиндрах.
Однако можно обойтись и без дорожных испытаний. Ряд фирм за рубежом вывели эмпирические формулы, связывающие октановое число по моторному методу, октановое число по исследовательскому методу, наличие ароматических углеводородов и ряд других характеристик.
А еще существует фактическое октановое число, определяемое на стенде при определенной скорости и нагрузке.
Таким образом, характеристик стойкости бензина к детонации очень много. Это неудивительно – двигатель нуждается в топливе, которое обеспечит ему хорошую работу на всех режимах. А жизнь все время ставит эту задачу по-новому.
