Влияние октанового числа на расход топлива
Октановое число бензина определяет его устойчивость к детонации. Чем больше октановое число, тем дольше бензин не взрывается при сжатии, тем сильнее его можно сжать. То есть, если двигатель хочет выжать из топлива больше энергии, он должен сжать топливо сильнее, а бензин от этого может взрываться (не в баке, а в цилиндре двигателя). Поэтому для таких двигателей придумывают бензины, которые выдерживают большее сжатие, не взрываясь. Чем больше степень сжатия топлива в двигателе, тем выше должно быть октановое число бензина.
Как это влияет на расход?
Возьмём абстрактный двигатель одной абстрактной современной легковой машины. Степень сжатия топлива в этом двигателе не зависит от вида топлива, это характеристика, связанная исключительно с геометрическими параметрами: (Vc+Vh)/Vc, см. картинку. На расход может повлиять только выделяемая при сгорании топлива энергия. А отличается ли энергия сгорания 95-го бензина от энергии сгорания 92-го? Судя по данным википедии, удельная теплота сгорания бензина 42-44 МДж. Даже если предположить, что 42 — это для 92-го, а 44 — для 95-го (это предположение изначально ложно, так как есть ещё 80-й и 98-й), то всё равно говорить о приросте 15% мощности нельзя вообще никак.
Для нашего абстрактного двигателя разница между бензинам следующая: если двигатель имеет степень сжатия 6-8, то ему достаточно, чтобы октановое число было 76/80 — бензин уже не будет детонировать в цилиндрах, но если 80-й бензин залить в наш абстрактный двигатель, у которого степень сжатия 8-9, то 80-й бензин начнёт взрываться (детонировать) раньше, чем его подожжёт искра от свечи, и пользы двигателю от этого будет мало: бензин не должен взрываться внутри цилиндра в нормальном режиме, он должен сгорать. Если же в этот двигатель залить 98-й, то он точно не будет детонировать раньше времени, зато он будет слишком медленно гореть после поджига (потому что рассчитан на большее сжатие) и поэтому будет вытекать недогоревшим в выхлопную трубу (от этого, кстати, клапана и прогорали раньше).
К счастью, в современных двигателях есть "мозги", которые позволяют ему самому решать, в какой момент поджигать топливо в цилиндре, поэтому в обоих случаях топливо поджигается раньше, чем если бы был залит родной 92/95. В случае с пониженным октановым числом это приводит к тому, что топливо сгорает слишком рано, расход растёт, движок ощутимо "не тянет". В случае с повышенным октановым числом просто снижается КПД (из-за растянутого времени сгорания топлива), расход растёт некритично, возможно ощущение что "не тянет" (на раннем зажигании так будет, даже с родным бензином).
Итак, правильный ответ на вопрос «влияет ли октановое число на расход»: если лить бензин с октановым числом ниже, чем расчётное, то расход повысится, если выше — то как минимум не снизится, может тоже повыситься.
Если двигатель рассчитан на 95-й — на 92-м расход повысится. Если двигатель рассчитан на 92-й, то на 95-м никаких преимуществ не будет.
1. Если бензин разбавлять ослиной мочой, то его энергия сгорания снизится, соответственно расход увеличится. Так что расход зависит от заправки. Если на заправке бодяжат только 95-й или только 92-й, то расход может изменяться при переходе с одного на другой (вопреки вышеизложенной теории), но в данном случае это происходит из-за ослиной мочи, а не из-за октанового числа бензина.
2. Производитель автомобиля может заявлять заниженное октановое число в требованиях к топливу, чтобы привлечь больше нищебродов покупателей. Стоит проверить степень сжатия своего двигателя, чтобы знать, имеет ли смысл попробовать более дорогой бензин, не рискуя нарваться на эффект плацебо. Занижение минимального октанового числа может приводить ко всяким спецэффектам, например, я замечал, что после каждой заправки (я заправляюсь 95-м) моя машина "не тянет" несколько первых километров. Это потому что мозги ещё не определили, что там залито в бак, и настроились на дефолтный 92-й, то есть, включили раннее зажигание.
3. 95-экто, 95-G-drive и т.п. — надо понимать, что даже если они и работают, то есть даже если они и прибавляют мощи, то точно не за счёт изменения октанового числа. Октановое число — 95, это указано в чеке. Соответственно:
1 как я отмечал выше, у этого топлива может быть повышена теплота сгорания (за счёт присадок),
2 у него могут быть присадки, повышающие другие характеристики, влияющие на общий КПД (вязкость, количество и вид образуемых газов, скорость сгорания, etc),
3 у него может отсутствовать ослиная моча в составе (это даёт эффект по сравнению с топливом, у которого этот компонент присутствует),
4 либо у него могут быть присадки, вызывающие эффект плацебо.
Что примечательно, нефтяники этот момент скрывают, то есть узнать, какой именно вариант используется для G-drive, а какой для 95-экто, — достаточно проблематично. Я склонен считать, что это комбинация из 3 и 4, но народ утверждает, что некоторые виды такого бензина смывают осадок в бензобаке, что намекает на элементы варианта 2 (очевидно, что смывают осадок они прямо в двигатель, так что с этим нужно поаккуратнее).
4. «95-й делают из 92-го, добавляя присадки». На самом деле — пофиг, хоть из 80-го, если у него октановое число 95 — значит, он 95-й, если он горит как бензин — значит это бензин, если он выделяет нужно количество энергии — машина будет ехать на нём, как на 95-м. До тех пор, пока в составе нет ослиной мочи и эти присадки не разъедают чего не надо (например, они могут убивать катализатор — но на расходе это не отразится) — этот бензин является нормальным 95-м. Если же он выпадает хлопьями в осадок на второй день — то здесь уже снова не в октановом числе проблема.
5. Есть разные способы определения октанового числа бензина, которые применяются в разных странах по дефолту. Американский способ определения октанового числа покажет на нашем 95-м примерно 90-92 своих попугая. Если в руководстве от американского автомобиля написано "лить 92-й", то при переходе на 95-й вы получите улучшение всех характеристик в точном соответствии с теорией, изложенной выше: расчётным бензином для такой машины является аналог нашего 95-го. Можно ориентироваться на степень сжатия, чтобы проверить, не занижает ли производитель требования и не скопипастил ли он октановое число из доков на американские запчасти.
Октановое число / Степень сжатия:
92 / до 10,5
95 / 10-12,5
98 / 12-14,5
102 / 13,5-16
109 15,5-18.
Все об октановом числе: полезный справочник
Любой автомобильный мотор разрабатывается под определенный тип топлива. Именно характеристики топливной смеси позволяют инженерам корректно рассчитать нужный объем камер сгорания, конфигурацию поршней. Водителю нужно обязательно учитывать рекомендации производителя, неверно подобранное октановое число бензина не просто не позволяет двигателю работать с должной эффективностью, но представляет опасность, может спровоцировать серьезные внутренние повреждения, для устранения которых потребуется капитальный ремонт. Что такое октановое число? Как оно рассчитывается, как влияет на функционирование силовой установки?
Что такое октановое число топлива?
Октановое число — это показатель, который характеризует детонационную стойкость топлива, применяемого в двигателях внутреннего сгорания с внешним смесеобразованием.
Автомобилист должен знать, какое октановое число бензина подходит его автомобилю. Почему это важно? Показатель определяет, насколько хорошо топливо сопротивляется детонациям, неконтролируемым воспламенениям рабочей смеси. Внутри цилиндра ДВС расположен поршень, при движении которого вниз цилиндр наполняется топливовоздушной смесью, движение вверх провоцирует сжатие и дальнейшее воспламенение за счет искры, воспламенение толкает поршень вниз, за счет чего формируется сила, вращающая вал мотора. Чем выше характеристика, тем большее давление выдерживает смесь до воспламенения, тем больше энергии она способна произвести.
Октановое число определяется в процессе лабораторных исследований, на одноцилиндровых стендах. Тестовый состав сформирован парой углеводородов, изооктаном, показатель которого равен 100, и н-гептаном, с нулевым значением. Компоненты смешиваются в нужной пропорции. Если эталонный состав содержит 95% изооктана, то его характеристики идентичны бензину марки АИ-95. Далее работа состава сравнивается с бензином аналогичной марки. Если ДВС функционирует так же, то октановое число топлива соответствует норме, если же имеются отклонения, оно нуждается в корректировке.
Что такое детонация и на что она влияет?
Под детонацией понимается процесс самопроизвольного воспламенения топливной смеси. Если мотор функционирует корректно, то сгорание плавное, искра формирует вспышку в момент, когда поршень достигает крайнего верхнего положения. Самопроизвольный процесс имеет место, когда вспышка возникает в процессе сжатия, из-за чего увеличивается нагрузка на поршень и стенки цилиндра, как механическая, так и термическая.
На что влияет детонация? На все рабочие характеристики ДВС. При ее возникновении мотор просто не может работать нормально. Корректное сгорание предполагает, что пламя распространяется со скоростью от 20 до 40 метров в секунду, отсутствие контроля увеличивает этот показатель до 2000, что идентично взрыву. Определить опасную ситуацию можно по характерным хлопкам, металлическим звукам. Из-за нее мотор сильно греется, теряет мощность, камеры сгорания быстро загрязняются. Если не понимать, что значит детонация, игнорировать ее признаки, продолжать использовать горючее низкого качества или неправильной марки, то очень скоро придется столкнуться с необходимостью капитального ремонта, а то и замены силовой установки.
Как определить октановое число?
Определение октанового числа с максимальной точностью возможно только в условиях специализированной лаборатории. Специалисты используют две технологии:
- Моторная, для которой требуется одноцилиндровый испытательный стенд. Он позволяет оперативно корректировать степень сжатия, сама проверка почти на 100% идентична поведению реального автомобильного двигателя на загородной магистрали. Нормативный документ, в соответствии с положениями которого проводятся тесты – ГОСТ 511/82.
- Исследовательская, основанная на сравнении эталонного и опытного топливных образцов. Регламентирующий нормативный акт – ГОСТ 8226.
Многих водителей интересует, как определить октановое число самостоятельно, чтобы определить одну из вероятных причин поломки авто. К сожалению, с высокой точностью сделать это невозможно. Перед тем, как проверить октановое число, можно прочитать массу специализированной литературы и даже обзавестись специальным прибором, октанометром, но даже у наиболее совершенных моделей погрешность доходит до 5 единиц, а у большинства простых – до 10. Это очень много.
Если говорить о минимальных и максимальных показателях, то когда-то на АЗС был распространен бензин АИ-76. Нетрудно понять, чему равно октановое число этой марки – 76 единицам. Сейчас марка уже не продается, машины, использующие ее, давно сняты с производства, минимальное значение, которое можно увидеть на информационных щитах заправочных станций – 80. Максимальное октановое число – 130-140, но оно запрещено экологическими актами, присадки, позволяющие достичь таких цифр, довольно опасны. Гоночные новые авто используют топливо с ОЧ 102, авиатехника – 115.
Инструкция: как повысить октановое число?
Как повысить октановое число, если у купленной партии горючего оно оказалось ниже заявленного? Это довольно трудно. В рамках производства нефтеперерабатывающие заводы могут вносить коррективы в технологию, применять специальные катализаторы, за счет которых формируются соответствующие углеводороды.
Стоит знать, чем повысить октановое число и водителю. В магазинах автомобильной химии доступны специальные присадки, основные компоненты которых – ароматические углеводороды, спирты, тетраэтилсвинец. Они весьма эффективны, рост составляет до 12 единиц, при этом, вред для экологии отсутствует. Минус – высокая летучесть присадок, их имеет смысл заливать непосредственно в бак, при долговременном хранении топливо однозначно растеряет достигнутые свойства.
Инструкция: как понизить октановое число?
Над тем, как понизить октановое число бензина правильно и безопасно, часто задумываются владельцы старых машин, моторы которых просто не рассчитаны на современные марки. Самый простой способ – ожидание. Открытую емкость с топливом нужно просто выдержать в течение определенного времени. В среднем, значение падает на 0.5 единицы в сутки, что объясняется испарением летучих компонентов.
Если говорить о том, как понизить октановое число быстро, то допустимо, но не рекомендовано добавление керосина. Методика сложна в расчетах, непросто определить необходимые пропорции, а ошибка стоит очень дорого.
Как влияет на двигатель бензин с низким и высоким октановым числом?
Причины возникновения детонации – ошибки водителя, эксплуатация топлива со слишком низким ОЧ, обман на АЗС. Длительная работа в таком режиме категорически не рекомендована. Сначала начинают доноситься посторонние звуки, потом мощность ДВС сильно падает, растет топливный расход. Страдает и выхлопная система, по которой выходят раскаленные газы. Лучшее решение в такой ситуации – сбросить обороты и осторожно доехать до заправки за нужным горючим. Стоит вновь прочесть, что значит детонация, чтобы понять всю опасность явления.
Использовать бензин с большим октановым числом – это тоже ошибка, несмотря на то, что многие водители считают иначе. В первую очередь, придется столкнуться с увеличением расхода, если же работа длительная, то на свечах, клапанах, поршнях начнет формироваться нагар, мощность серьезно упадет, потеряется динамика. Все это объясняется тем, что топливовоздушная смесь просто не будет в достаточной мере сжиматься, это не предусмотрено конструктивными особенностями двигателя, ее горение станет медленным, неполным. Постепенно ситуация усугубится, выпускные клапаны перегреются, а в критическом случае – прогорят. Замена клапанов – одна из наиболее сложных восстановительных задач, без капитального ремонта не обойтись, а это долго и дорого.
Если даже примерно понимать, что представляет собой октановое число, это простыми словами поможет объяснить и нежелательные последствия, связанные с некорректным выбором. Чтобы работа ДВС была безаварийной, нужно грамотно подбирать топливо.
Что такое октановое число бензина
Вы помните, что означает октановое число бензина? Что стоит за цифрами 92, 95, 98 и 100? Почему в двигатель, рассчитанный под высокооктановое топливо, нельзя лить более дешёвый? Давайте пройдёмся по важнейшему параметру топлива и другим сопутствующим тонкостям. Октановое число в первую очередь говорит автовладельцу о стойкости той или другой марки топлива к детонации, хотя от него также зависят эксплуатационные характеристики и свойства бензина, динамические и другие характеристики, например, мощность мотора и запас хода.
Поскольку естественным образом упомянута детонация, то, прежде чем углубляться в тонкости октановых чисел, вспомним об этом понятии.
Детонация – это самостоятельное или несвоевременное воспламенение топливно-воздушной смеси в камере сгорания. Для двигателей (а, именно, элементов цилиндропоршневой группы и кривошипно-шатунного механизма) это одно из самых опасных явлений, поскольку сопровождается взрывом, очень высокой скоростью распространения взрывной волны и, соответственно, повышением температуры в камере сгорания и её закоксовкой.
Взрыв в камере сгорания может быть спровоцирован высокой (увеличившейся) степенью сжатия, сбоями в системе зажигания, неисправностями системы охлаждения, отклонениями в составе топливно-воздушной смеси, но одним из главных провоцирующих фактором является использование бензина с несоответствующим (более низким октановым числом).
Что такое октановое число
Это стойкость топлива к воспламенению под напором сжатия. Для его определения используются два лабораторных способа – исследовательское октановое число (ОЧИ) и моторное октановое число (ОЧМ). Инструментальные механизмы моторного и исследовательского метода отличаются и в процессе определения получается разница, которая называется чувствительностью топлива. Более приближенным к реальности является фактическое октановое число, выявляемое на агрегате, работающем на специальном стенде. Но самым приближенным к реальности является дорожное октановое число – его получают на движущемся автомобиле.
Так что же означают цифры, которые украшают колонки на АЗС? Они указывают на количество почти невоспламеняемого под действием силы сжатия изооктана в сочетании с н-гептаном. Но, если вернуться к методике определения октанового числа, то для таких основных марок бензина как Аи-92, Аи-95 и Аи-98 значение получено исследовательским методом, в то время как параметры, полученные моторным методом, отличаются в меньшую сторону.
Как повышают октановое число
Для многих современных автомобилей, особенно тех, что оснащены наддувными агрегатами и двигателями с высокой степенью сжатия использование топлива с низким октановым числом неприемлемо. Но по сей день некоторые автовладельцы пренебрегают рекомендациями производителя и заливают в бак более дешёвое низкооктановое топливо. Аргументация у них обычно такая, мол качество бензина с октановым числом Аи-92 выше, его бодяжат меньше 95-го и 98-го, а о цене и говорить нечего. Кстати, раз уж речь зашла о повышении октанового числа, как именно его корректируют?
Первый способ, встречающийся особенно часто, – это использование антидетонатора, в роли которого может выступать тетраэтилсвинец или добавки на основе спирта.
© Polina Tankilevitch / Pexels.com
Тетраэтилсвинец – один из самых эффективных и часто используемых антидетонаторов, который стали использовать с начала 20-х годов XX века. Компонент позволяет повысить октановое число на 17 пунктов, но не применяется в чистом виде, а в сочетании с веществами, которые выводят продукты оксида свинца. Дело в том, что именно это соединение образуется в процессе сгорания тетраэтилсвинца и провоцирует появление нагара на поршнях и клапанах.
Что касается способа повышения октанового числа добавками на основе спирта, то в ход шёл (да и местами идёт) метиловый, а также этиловый спирт. Положительные стороны у данного метода есть – например, если в бензин добавить 1/10 часть этилового спирта (соотношение 10 к 1), то это не только повышает октановое число до 95, но и делает выхлоп более чистым. Но есть и негативные моменты. Так, например, следствием повышения октанового числа с помощью спирта становится увеличение давления паров и паровые пробки в топливопроводах.
Не стоит забывать и о высокой гигроскопичности спирта, то есть, его способности вбирать в себя воду со всеми вытекающими последствиями для двигателя внутреннего сгорания.
Как измеряют октановое число
Выявить некачественное топливо позволяет специальный прибор октанометр, который использует принцип измерения диэлектрической проницаемости бензина, которая находится в пропорциональной зависимости от октанового числа. В свою очередь калибровочную зависимость можно выстроить с помощью известной величины октанового числа топлива и н-гептана. Метод возможен потому как топливо производят смешиванием, а не прямой перегонкой, но для измерения понадобится контрольный образец топлива, который и будут сравнивать с другими образцами.
Узкие места у данной методики, разумеется, присутствуют. В первую очередь это, как вы уже поняли, невозможность определить октановое число неидентифицированного топлива, поскольку в основе лежит способ сравнения. При этом, сравнение происходит исходя из данных, которые заложены в прибор. Кроме того, разные внешние факторы могут влиять на процесс измерений, но определить их достаточно сложно.
АИ-92, АИ-95, АИ-98: на что влияют октановые числа бензина
Правильно подобранное топливо может продлить срок службы двигателя и сделать поездки комфортными и безопасными. Но неправильный выбор чреват серьезными проблемами. Чем отличаются разные виды бензина и как выбрать подходящий? Объясняем в новом разборе Mafin Media.
Что такое октановое число и почему это важный показатель
Сама аббревиатура АИ говорит о том, что это топливо для автомобилей. Буква «А» обозначает автотранспорт, а буква «И» — что октановое число этого топлива было проверено в лаборатории исследовательским методом. Цифры, которые стоят после обозначения типа топлива, и указывают на то самое число. Всего на российском рынке представлено четыре вида бензина: АИ-92, АИ-95, АИ-98 и АИ-100. Возможно, где-то в российских глубинках еще можно найти АИ-80, но на автозаправочных станциях Москвы и Санкт-Петербурга такого топлива уже точно нет: современные моторы просто на него не рассчитаны.
Октановое число говорит о стойкости бензина к детонации — процессу взрывного воспламенения рабочей смеси. В цилиндре двигателя внутреннего сгорания находится поршень, который ходит вверх-вниз. Когда он движется к нижней точке, в цилиндр подается топливо и воздух. После этого поршень движется вверх, сжимая топливно-воздушную смесь для ее дальнейшего воспламенения, а искра от автомобильной свечи поджигает сжатую смесь в камере сгорания. После этого поршень идет вниз, создавая инерцию для дальнейшего вращения двигателя. В следующем подъеме поршень выталкивает сгоревшие газы из камеры сгорания. Такт считается завершенным, и процесс повторяется снова.
Октановое число показывает, насколько сильно можно сжать топливно-воздушную смесь, прежде чем произойдет детонация. Если использовать топливо с октановым числом ниже рекомендованного заводом-изготовителем, может произойти ранний взрыв смеси еще в середине такта сжатия. В таком случае поршень встретит сопротивление от взрывной волны, прежде чем дойдет до верхней точки и завершит такт. Это чревато не только тем, что автомобиль начнет ехать хуже, но и ощутимым сокращением срока службы мотора — например, сам поршень со временем начнет разрушаться и плавиться от резких повышений температуры, шатуны (деталь соединяющая поршень и коленчатый вал двигателя) из-за перегрузки могут деформироваться. Одним словом, рано или поздно (скорее, рано) двигатель потребует замены или капремонта.
Принято считать, что чем выше октановое число, тем бензин лучше. Подкрепляется это еще и разными ценами — «сотый» бензин стоит сильно дороже обычного 92-го. Но на деле нет бензина лучше или хуже: октановое число не влияет на качество топлива, а лишь говорит о его детонационной стойкости. И то, какой бензин лучше подходит конкретному мотору, определяется только конструктивными особенностями.
Говорят, что на более дорогом бензине машина едет лучше.
Не совсем. В первые километры после заправки действительно может показаться, что автомобиль поехал быстрее, двигатель стал работать тише, а трава вокруг стала зеленее. Но в большинстве случаев особой разницы не будет, особенно если речь идет об обычном атмосферном моторе. Тут, скорее, работает эффект плацебо и желание хоть как-то оправдать высокую стоимость топлива.
Для машин с большим объемом двигателя (от трех литров) есть смысл заливать бензин с более высоким октановым числом ради небольшой экономии топлива, но она будет заметна только на длинной дистанции и только при условии спокойной езды на низких оборотах. Например, если вам нужно доехать на большом внедорожнике по трассе в соседний город и вы не собираетесь гнать всю дорогу, можно залить топливо с более высоким октановым числом, так как это действительно поможет проехать больше километров на одном баке.
Что будет, если залить «сотый» бензин в «шестерку»
Если вкратце, ничего хорошего. Старые советские моторы были рассчитаны в лучшем случае на бензин с октановым числом 80, а зачастую и того ниже. Высокооктановое топливо попросту не успеет прогореть за отведенное ему время, что приведет к порче клапанов и всей системы выпуска. Кроме того, большая часть топлива будет в прямом смысле улетать в трубу — все, что не успеет сгореть, отправится на выход через выхлопную систему.
Для кого создали АИ-98 и АИ-100
В первую очередь дорогое высокооктановое топливо нужно дорогим высокопроизводительным машинам. Премиальные спорткары рассчитаны на высокие нагрузки, и бензин должен соответствовать требованиям завода. Например, современные двигатели Mercedes потребляют исключительно на АИ-98: использование топлива с более низким октановым числом сделает срок эксплуатации и без того не самого долговечного мотора еще короче. То же самое относится к спорткарам марок Porsche, Lamborghini или Ferrari.
Также специально для АИ-98 и АИ-100 проектировались моторы культовых Subaru Impreza WRX STI и Nissan GT-R. А вот представители более массовых компаний Volvo и Skoda, наоборот, открыто заявляли, что для их автомобилей высокооктановое топливо не подходит и скорее навредит, нежели принесет пользу. Бензин с высоким октановым числом нужен и автомобилям, оснащенным турбиной, о чем завод-изготовитель сообщает на лючке бензобака.
Как же определиться с нужным топливом
Довериться рекомендациям завода-изготовителя. Конечно же, ничего плохого не случится, если в современный мотор залить АИ-98 вместо АИ-95, но и какого-то волшебного эффекта не будет — к сожалению, малолитражка не превратится в мощный спорткар только из-за того, что ее заправят «сотым» бензином. Рекомендованное топливо обычно указано прямо на лючке бензобака, иногда производитель указывает там два варианта — в таком случае в приоритете все равно будет бензин с более высоким октановым числом, но и от езды на низкооктановом топливе двигатель не пострадает. Однако здесь важна еще и географическая особенность АЗС. Так, если вы заправляетесь на частной (не сетевой) заправке, лучше залить бензин с максимально имеющимся октановым числом.