imported>Igorevichmoscow: /* Распределение октанового числа */ добавлен пример толуола со ссылкой

2025-10-09T10:18:07Z

Распределение октанового числа: добавлен пример толуола со ссылкой

Новая страница

[[Файл:Gas Station Pump Five Octane Ratings.jpg|thumb|Указание октановых чисел в системе {{не переведено 5|AKI|||Octane_rating#Anti-Knock_Index_.28AKI.29}} на американской АЗС]]
'''Окта́новое число́''' — показатель, который характеризует [[Детонационная стойкость топлив|детонационную стойкость]] (стойкость к взрыву) топлива, применяемого в двигателях внутреннего сгорания [[Поршневой двигатель внутреннего сгорания#Двигатели с внешним смесеобразованием|с внешним смесеобразованием]] (обычно [[бензин]]а, не используется при характеристике [[Дизельное топливо|дизельного топлива]] и [[Авиакеросин|авиационного керосина]]<ref name="NKJ201802"/>). Октановое число определяют на стандартном [[Одноцилиндровый двигатель|одноцилиндровом двигателе]] с переменной степенью сжатия. Бензин с более высоким октановым числом может выдержать более высокую [[степень сжатия]] в цилиндрах двигателя без досрочного самовоспламенения ([[Стук в двигателе|стука в двигателе]], «детонации») и потому может применяться в двигателях с бо́льшей [[Удельная мощность|удельной мощностью]] и [[Коэффициент полезного действия|коэффициентом полезного действия]]<ref>Александр Прозоров. [https://books.google.com/books?id=zdhkAAAAQBAJ&pg=PT469 Новая библия автомобилиста]. Литрес, 2017. С. 469. ISBN 978-5-17-062293-1</ref>.

== Значения ==
За эталон взята смесь [[изооктан]]а (2,2,4-триметилпентана) и [[гептан|''н''-гептана]] в [[двигатель внутреннего сгорания|двигателях внутреннего сгорания]] с искровым зажиганием<ref name="NKJ201802">{{статья|автор=Лев Мачулин|заглавие=Октановое число. Опровержение мифов|издание=[[Наука и жизнь]]|год=2018|номер=2|страницы=74—80|ссылка=http://www.nkj.ru/archive/articles/33149/|язык=ru|archivedate=2018-02-07|archiveurl=https://web.archive.org/web/20180207005633/http://www.nkj.ru/archive/articles/33149/}}</ref>; октановое число соответствует содержанию (в процентах по объёму) изооктана в эталонной смеси. Поскольку изооктан с трудом самовоспламеняется даже при высоких степенях сжатия, топливо с большей детонационной стойкостью имеет более высокое октановое число.

Для товарного бензина октановое число обычно находится в пределах 70—95, то есть его детонационная стойкость такая же, как и у смеси изооктана и гептана с 70—95 % изооктана. Максимальное значение октанового числа (эквивалент чистого изооктана) равно 100, из-за крайне низкой детонационной стойкости ''н''-гептана чистый гептан принят за минимум с октановым числом, равным 0. При применении [[Антидетонаторы|антидетонационных присадок]] возможно достижение более высокой детонационной стойкости, чем у чистого изооктана. Для таких бензинов существует условная октановая шкала, где значения идут выше 100, а эталонной смесью является изооктан с добавлением различных количеств [[тетраэтилсвинец|тетраэтилсвинца]].

Поскольку реальное топливо не является смесью изооктана и гептана, результаты сравнения зависят от метода испытаний: различают ''исследовательское октановое число'' (ОЧИ) и ''моторное октановое число'' (ОЧМ). Разница между ОЧИ и ОЧМ называется '''чувствительностью топлива''' ({{lang-en|fuel sensitivity}}). Для характеристики детонационной стойкости топлива в реальных условиях эксплуатации применяются также ''фактическое октановое число'' (в испытаниях двигателя на стенде) и ''дорожное октановое число'' (в испытаниях на дороге непосредственно на автомобиле)<ref>{{книга|автор=Гуреев А. А., Жоров Ю. М., Смидович Е. В.|заглавие=Производство высокооктановых бензинов|место=М.|издательство=Химия|год=1981|страницы=12|страниц=224}}</ref>.

Детонация в двигателе на слух воспринимается как «стук» — характерный металлический звон. Он создаётся волнами давления, возникающими при быстром сгорании смеси и отражающимися от стенок цилиндра и поршня. При этом снижается мощность двигателя и ускоряется его износ, а при возникновении [[Детонация|детонационных волн]] двигатель может быть повреждён или разрушен. Впервые эти явления были исследованы в 1921 году английским инженером {{нп5|Рикардо, Гарри|Гарри Рикардо||Harry Ricardo}}, который предложил первую шкалу детонационной стойкости бензинов. Долгое время основным антидетонатором служил [[тетраэтилсвинец]], однако в настоящее время использование этилированного бензина запрещено из-за его токсичности, и для повышения октанового числа применяются другие [[антидетонационные присадки]].

== Испытание топлива ==
Испытания на детонационную стойкость проводят или на полноразмерном автомобильном двигателе, или на специальных установках с одноцилиндровым двигателем. На полноразмерных двигателях при стендовых испытаниях определяют так называемое фактическое октановое число (ФОЧ), а в дорожных условиях — дорожное октановое число (ДОЧ). На специальных установках с одноцилиндровым двигателем определение октанового числа принято проводить в двух режимах: более жёсткий (моторный метод) и менее жёсткий (исследовательский метод). Октановое число топлива, установленное исследовательским методом, как правило, несколько выше, чем октановое число, установленное моторным методом. [[Точность]] определения октанового числа, более правильно именуемая [[воспроизводимость]]ю, составляет единицу. Это означает, что бензин с октановым числом 93 может показать на другой установке при соблюдении всех требований метода определения октанового числа ([[ASTM]] D2699, ASTM D2700, EN 25163, [[Международная организация по стандартизации|ISO]] 5163, ISO 5164, [[Государственный стандарт|ГОСТ]] 511, ГОСТ 8226) слегка другую величину — например, 92. Существенным является то, что обе величины, 93 и 92, являются и точными, и правильными и при этом относятся к одному и тому же образцу топлива.

== Виды октановых чисел: ОЧИ и ОЧМ ==
{| class="wikitable sortable" style="margin:0.5em 0 0.5em 1.4em; float:right" 
|+ Значения октанового числа углеводородов и различных видов топлива
! Вещество
! {{comment|ОЧМ|Октановое число по «моторному» методу}}
! {{comment|ОЧИ|Октановое число по «исследовательскому» методу}}
|-
|style="width:20em" | [[Метан]]
|style="width: 4em" | 110,0
|style="width: 4em" | 107,5
|-
| [[Пропан]] || 100,0 || 105,7
|-
| [[Бутан (вещество)|''н''-бутан]] || 91,0 || 93,6
|-
| [[Изобутан]] || 99,0 || 101,1
|-
| [[Пентан|''н''-пентан]] || 61,7 || 61,7
|-
| [[Изопентан]] (2-метилбутан) || 90,3 || 92,3
|-
| [[Изогексан]] (2,2-диметилбутан) || 93,4 || 91,8
|-
| [[2,2,3-триметилбутан]] || 101,0 || 105,0
|-
| [[Гептан|''н''-гептан]] || 0 || 0
|-
| [[Изооктан]] (2,2,4-триметилпентан) || 100 || 100
|-
| 1-[[пентен]] || 77,1 || 90,9
|-
| [[2-метил-1-бутен]] || 81,9 || 101,3
|-
| [[2-метил-2-бутен]] || 84,7 || 97,3
|-
| [[Метилциклопентан]] || 80,0 || 91,3
|-
| [[Циклогексан]] || 77,2 || 83,0
|-
| [[Бензол]] || 111,6 || 113,0
|-
| [[Толуол]] || 102,1 || 115,7
|-
| Бензины прямой перегонки || 41—56 || 43—58
|-
| Бензины термического [[крекинг]]а || 65—70 || 70—75
|-
| Бензины каталитического крекинга || 75—89 || 80—94
|-
| Бензины [[Каталитический риформинг|каталитического риформинга]] || 77—93 || 83—100
|-
| Бензин Н-80<ref name="t1" group="t">Число обозначает [[среднее арифметическое]] ОЧМ и ОЧИ данного типа бензина.</ref> || 76<ref name="t2" group="t">Ориентировочное значение; может слегка варьироваться в зависимости от состава конкретных образцов бензина.</ref> ||84
|-
| Бензин АИ-92 || 83,5<ref name="t2" group="t" /> || 92
|-
| Бензин АИ-95 || 85,0<ref name="t4" group="t" /> || 95
|-
| [[Полимербензин]] || 85 || 100
|-
| [[Алкилат]] || 90 || 92
|-
| [[Алкилбензол]] || 100 || 107
|-
| [[Этанол]] || 100 || 105
|-
| [[Керосин]] || || 30
|-
| [[Ацетон]] || || >100
|-
| [[Метил-трет-бутиловый эфир|Метил-''трет''-бутиловый эфир]]
| data-sort-value="117" |100—101
| 117<ref name="t3" group="t">Октановое число было определено при смешении с бензином.</ref><ref name="t4" group="t">Норма по СТО 00044434-006-2005 с изм.{{nbsp}}1—5.</ref>
|- class="sortbottom"
|colspan="3" | <font style="font-size: 85%;">{{примечания|group="t"}}</font>
|}
'''Исследовательское октановое число ''(ОЧИ)''''' ({{lang-en|Research Octane Number}} — RON) определяется на одноцилиндровой установке с переменной [[Степень сжатия|степенью сжатия]], называемой [[УИТ-65]] или [[УИТ-85]], при частоте вращения коленчатого вала {{num|600|об/мин}}, температуре всасываемого воздуха 52 °C и угле опережения зажигания 13°. Оно показывает, как ведёт себя бензин в режимах малых и средних нагрузок.

'''Моторное октановое число ''(ОЧМ)''''' ({{lang-en|Motor Octane Number}} — MON) определяется также на одноцилиндровой установке, при частоте вращения коленчатого вала {{num|900|об/мин}}, температуре всасываемой смеси 149 °C и переменном угле опережения зажигания. ОЧМ имеет более низкие значения, чем ОЧИ. ОЧМ характеризует поведение бензина на режимах больших нагрузок. Оказывает влияние на высокую скорость и детонацию при частичном дроссельном ускорении и работе двигателя под нагрузкой, движении в гору и т. д.

По крайней мере в 1950-х годах использовалось также '''октановое число по температурному методу'''<ref>{{книга|автор={{nobr|Рыбальчик В. С.}}, {{nobr|Поляков С. В.}}, {{nobr|Герасименко В. Ф.}}|ссылка=http://amyat.narod.ru/theory/teoriya_porshevyh_dvigateley|часть=ГЛАВА{{nbsp}}XII. Топлива, масла и охлаждающие жидкости §{{nbsp}}121. Оценка детонационной стойкости топлив|заглавие=Теория поршневых авиационных двигателей|ответственный=под ред. А. А. Добрынина|место=М.|издательство=Воениздат|год=1955|страницы=339|страниц=352|archive-date=2008-02-26|archive-url=https://web.archive.org/web/20080226111233/http://www.amyat.narod.ru/theory/teoriya_porshevyh_dvigateley/}}</ref>.

Октановое число '''{{не переведено 5|AKI|||Octane_rating#Anti-Knock_Index_.28AKI.29}}''' является средним арифметическим между ОЧИ и ОЧМ. Используется на АЗС в США, Канаде, Бразилии и некоторых других странах.

Разность между ОЧИ и ОЧМ характеризует чувствительность топлива к режиму работы двигателя.

== Распределение октанового числа ==
Поскольку при эксплуатации полноразмерного двигателя при переменных режимах происходит фракционирование бензина, необходимо раздельно оценивать детонационную стойкость его различных фракций. Октановое число бензина, с учётом его фракционирования в двигателе, получило название «распределение октанового числа» (ОЧР). В связи со сложностью определения октанового числа на двигателях разработаны методы косвенной оценки детонационной стойкости по физико-химическим показателям и характеристикам низкотемпературной реакции газофазного окисления, имитирующего предпламенные процессы.

[[Углеводороды]], которые содержатся в топливах, значительно различаются по детонационной стойкости: наибольшее октановое число имеют [[ароматические углеводороды]] и парафиновые углеводороды ([[алканы]]) разветвлённого строения, наименьшее октановое число имеют парафиновые углеводороды нормального строения. Топлива нефтяного происхождения, полученные [[Каталитический риформинг|каталитическим риформингом]] и [[крекинг]]ом, имеют более высокие октановые числа, чем полученные при прямой перегонке.

Для повышения октанового числа топлив используются высокооктановые компоненты, например [[толуол]]<ref>{{Cite web|url=https://www.kommersant.ru/doc/8100414|title=НПЗ придерживают толуол|lang=ru|website=Коммерсантъ|date=2025-10-09|access-date=2025-10-09}}</ref>, и [[Антидетонаторы|антидетонационные присадки]]. Многие из них (например, [[Метил-трет-бутиловый эфир|МТБЭ]]) испаряются легче, чем бензин, что приводит к интересному эффекту у машин с негерметичным бензобаком — по мере расходования топлива и испарения присадки октановое число бензина, оставшегося в баке, уменьшается на несколько единиц. Это приводит к лёгкому звону при полной мощности мотора (если он не оборудован [[Датчик детонации|датчиком детонации]]). Подавляющее большинство современных инжекторных двигателей имеет датчики детонации, позволяющие использовать любой бензин с октановым числом 91—98, однако для двигателей с высокой [[Степень сжатия|степенью сжатия]] может быть необходимо использовать бензин с октановым числом не ниже 95 или даже 98.

== См. также ==
* [[Метановое число]]
* [[Цетановое число]]

== Примечания ==
{{примечания}}

== Литература ==
* {{книга |автор={{nobr|[[Гуреев, Андрей Александрович|Гуреев А. А.]]}}, {{nobr|[[Жоров, Юрий Мойсеевич|Жоров Ю. М.]]}}, {{nobr|[[Екатерина Владимировна|Смидович Е. В.]]}} |заглавие=Производство высокооктановых бензинов |место=М. |издательство=[[Химия (издательство)|Химия]] |год=1981 |страниц=224 |тираж=2670 |isbn= }}
* {{книга |автор={{nobr|[[Гуреев, Андрей Александрович|Гуреев А. А.]]}}, {{nobr|[[Серёгин, Евгений Петрович|Серёгин Е. П.]]}}, {{nobr|[[Азев, Валерий Степанович|Азев В. С.]]}} |заглавие=Квалификационные методы испытания нефтяных топлив |место=М. |издательство=[[Химия (издательство)|Химия]] |страниц=200 |тираж=3300 |isbn= }}
* {{статья |автор={{nobr|Смышляева Ю. А.}}, {{nobr|Иванчина Э. Д.}}, {{nobr|Кравцов А. В.}}, {{nobr|Зыонг Ч. Т.}}, {{nobr|Фан Ф.}} |заглавие=Разработка базы данных по октановым числам для математической модели процесса компаундирования товарных бензинов |ссылка=http://www.lib.tpu.ru/fulltext/v/Bulletin_TPU/2011/v318/i3/16.pdf |издание=Известия Томского политехнического университета |год=2011 |том=318 |номер=3 |страницы=75—80}}

== Ссылки ==
* http://www.krugosvet.ru/enc/nauka_i_tehnika/himiya/OKTANOVOE_CHISLO.html

{{Внешние ссылки}}

[[Категория:Нефть]]
[[Категория:Моторное топливо]]
[[Категория:Двигатель внутреннего сгорания]]

Октановое число - История изменений

imported>Igorevichmoscow: /* Распределение октанового числа */ добавлен пример толуола со ссылкой