Mi határozza meg a benzin kompressziótűrését?
Az autózás világában számos műszaki paraméterrel találkozunk, amelyek jelentős mértékben befolyásolják járművünk teljesítményét, élettartamát és gazdaságos üzemeltetését. Ezek közül az egyik leggyakrabban emlegetett, mégis sokak számára homályos fogalom az oktánszám. A benzinkutakon rendszeresen szembesülünk a 95-ös, 98-as vagy akár 100-as számokkal, de vajon pontosan mit is jelentenek ezek, és milyen hatással vannak motorunk működésére?
Az oktánszám a benzin kopogásállóságát határozza meg. A benzinmotorok üzemanyagainak egyik legfontosabb tulajdonsága az oktánszám. Ez az érték mutatja meg, hogy milyen mértékben lehet összenyomni, a hengerben, a karburátor által előállított benzin-levegő keveréket anélkül, hogy az a kompresszió hatására önmagától, még ne gyulladjon meg.
Az oktánszám valójában az üzemanyag kopogással szembeni ellenállását, azaz kompressziótűrését fejezi ki. Minél magasabb az oktánszám, annál nagyobb nyomás és hőmérséklet szükséges ahhoz, hogy az üzemanyag-levegő keverék öngyulladása bekövetkezzen. A kopogásállóság szóra így konkrétan nem emléxem. Valahogy úgy magyarázta a gyerek, hogy az oktánszám azt jelenti, hogy mennyire lehet összenyomni a benzint anélkül, hogy az összenyomással keletkező hő következtében ne történjen meg az öngyulladás.
Az oktánszám meghatározására az úgynevezett CFR motort használják, melynek lényege, hogy üzemközben a kompressziótere változtatható, ezáltal a sűrítés mértékét is változtatva.
Mit jelent valójában az üzemanyag „oktánszáma”?
Az oktánszám mérése és típusai
Fontos megkülönböztetni a különböző oktánszám-típusokat, bár a hétköznapi felhasználó számára a benzinkutakon feltüntetett érték a mérvadó:
Toyota Auris hibrid részletes adatok
- RON (Research Octane Number - Kutatási oktánszám): Ez az érték alacsonyabb fordulatszámon, enyhébb körülmények között méri az üzemanyag kopogásállóságát.
- MON (Motor Octane Number - Motor oktánszám): Magasabb fordulatszámon, nagyobb terhelés és hőmérséklet mellett méri az üzemanyag kopogásállóságát, jobban szimulálva a valós autópályás, nagy terhelésű vezetési körülményeket.
- AKI (Anti-Knock Index - Kopogásgátló index), vagy (R+M)/2: Észak-Amerikában és Kanadában használatos, a RON és a MON átlaga. Ezért tűnhet úgy, hogy az amerikai benzin oktánszáma alacsonyabb (pl. 88).
Tehát a válasz népmesébe illő, hoztam is meg nem is. Benzint tankolva a minőséget sok autós fejében az oktánszám jelöli. A magasabb érték a jobb! Ezért furcsa látni az Egyesült Államok üzemanyagtöltő állomásain a számokat. 87-89-92 olvashatjuk a számokat! Ennyivel alacsonyabb az oktánszám odaát? Nos, a feltételezés miszerint alacsonyabb minőségű az amerikai üzemanyag alapvetően fals.
A világon legáltalánosabban elterjedt oktánszám mérési eljárás a RON. A mai modern, illetve a repülésben használt motorokban jellemzőbb viszonyok tesztelésére találták ki a motoroktánszám mérését (MON). A különbség az, hogy a befecskendezett előmelegített üzemanyag hőmérséklete magasabb, 148,9 °C (300 °F), valamint a tesztmotor fordulata is másfélszerese a kísérleti oktánszámmérésnél használtnak, 900 fordulat percenként.
Vagyis az Egyesült Államokban és Kanadában más a képlet, a számot a magyar szakirodalomban ritkán használt “kopogásgátló index (anti-knock index -AKI)” határozza meg.
A CFR motor egy speciálisan tervezett egyhengeres tesztmotor, amelynek kompresszióviszonya menet közben változtatható. RON (Research Octane Number) mérés: A motort alacsony fordulatszámon (600 ford./perc) és enyhébb körülmények között működtetik. A kompresszióviszonyt fokozatosan növelik, amíg a tesztelt üzemanyag kopogni nem kezd. MON (Motor Octane Number) mérés: A motort magasabb fordulatszámon (900 ford./perc) és nagyobb terhelés (előmelegített levegő, nagyobb gyújtáselőgyújtás) mellett működtetik, jobban szimulálva a valós autópályás, nagy terhelésű vezetési körülményeket.
Összefoglalva a mérési módszereket:
| Mérési módszer | Fordulatszám | Körülmények |
|---|---|---|
| RON (Kutatási oktánszám) | Alacsony (600 ford./perc) | Enyhébb |
| MON (Motor oktánszám) | Magasabb (900 ford./perc) | Nagyobb terhelés, magasabb hőmérséklet |
A két érték közötti különbség (RON-MON) az üzemanyag érzékenységét (sensitivity) mutatja. Minél nagyobb ez a különbség, annál érzékenyebb az üzemanyag a különböző motorterhelésekre.
Az oktánszám és a benzin összetétele
A benzinek két fő alkotó eleme az izo oktán és a normál heptán. Az izooktán oktánszáma 100, míg a normálheptán oktánszáma 0. Ebből a két fő alkotóból keverik ki a különböző oktánszámú benzineket.
A motorbenzinek kompressziótűrését oktánszámmal fejezik ki. Az oktánszám annak az izooktán-n-heptán keveréknek az izooktán-tartalma térfogatszázalékban, melynek kompressziótűrése megegyezik a vizsgált benzinével. Az izooktán kompressziótűrése jó, ezért oktánszámát száznak fogadják el. Az n-heptán kompressziótűrése rossz, ezért oktánszámát nullának tekintik. Vannak olyan anyagok, amelyek kompressziótűrése jobb az izooktánénál, ilyen például a metán, a benzol vagy a toluol, így előfordulhatnak száz feletti oktánszámú üzemanyagok is.
A benzin nem egyetlen kémiai vegyület, hanem szénhidrogének komplex keveréke, amelyet a nyersolaj finomításával állítanak elő. Az alapbenzin különböző szénatomszámú szénhidrogének elegye (általában C5-C12), amelyeknek eltérő az égési tulajdonságuk és az oktánszámuk. A finomítóban zajló folyamatok (pl. reformálás, alkilezés, krakkolás) célja, hogy a benzinben lévő magasabb oktánszámú komponensek arányát növeljék.
Ezt úgy próbáld meg elképzelni, mint a Celsius-skálát. Az olvadó jég hőmérséklete 0 °C, a forrásban levő vízé 100 °C. Az izooktán kompressziótűrése 100, de lehet ennél nagyobb is más anyagé, a n-heptáné pedig 0, de lehet ennél kisebb kompressziótűrés. Ez a megállapodás, a 95-ös benzin olyan összetételű anyag, melynek a kompressziótűrése megegyezik a 95-5 arányú izooktán-n-heptán elegy kompressziótűrésével (tehát nem ebből áll a benzin). Ez csak egy megállapított skála, ami (ha számegyenesnek tekintjük) folytatódik a bal illetve jobb oldalon is.
A meghatározás történhet pl méréssel, több módszer is van rá, találsz róla leírásokat. A legegyszerűbb: Megmérjük különböző összetételű n-heptán - izooktán elegy kompressziótűrését, grafikonon ábrázoljuk, a pontokra illesztett egyenes (vagy görbe) alapján a vizsgált anyagok kompressziótűréséből következtethetünk az oktánszámra.
C-Max benzin szivattyú relé problémák
Az oktánszám növelésének módszerei
Motorok hajtására atmoszférikus lepárlással közvetlenül előállított benzinek, és más forrásponthatárú szénhidrogénekből nyert egyéb frakciók elegyeit használják. A motorbenzinek megfelelő kompressziótűrő tulajdonságainak biztosítására az alapbenzinhez keverőkomponensként jelentős mennyiségü alkilezéssel vagy reformálással, esetleg oligomerizációval előállított jó oktánszámú benzint kevernek. Ma általános az oxigenátok (metil-tercier-butil-éter (MTBE) motorbenzin keverőkomponensként való alkalmazása is.
A benzin oktánszámát adalék anyagok hozzáadásával állítják be. Régen ólom-tetraetil volt ez az adalékanyag. Csakhogy az ólomvegyületek a levegőből az emberi szervezetbe jutva igen veszélyesek,mert az ólom a szervezetből nem ürül ki,hanem halmozódik. És az ólom igen mérgező anyag. Tehát környezetvédelmi szempontok miatt bevezették az ólmozatlan benzint, így ma már benzol és etil-alkohol adalékolásával állítják be az oktánszámot. Bár nem tudom hogy ilyet valaki miért csinálna,de értelemszerűen,ha valaki egy adalékanyaggal beállított oktánszámú benzinnek szeretné csökkenteni az oktánszámát,akkor csak egyszerűen higítania kellene sima benzinnel az elegyet.
A legfontosabb és legmegbízhatóbb forrás az üzemanyagválasztásban mindig a jármű gyártója. Az autók üzemanyag-betöltő nyílásánál, a tankajtó belső oldalán, illetve a felhasználói kézikönyvben egyértelműen fel van tüntetve a javasolt minimális oktánszám. Ha a gyártó például 95 RON-t ír elő, akkor a 95-ös oktánszámú benzin tökéletesen megfelelő. Ebben az esetben a 98-as vagy 100-as oktánszámú prémium üzemanyag tankolása általában nem eredményez mérhető teljesítménynövekedést vagy fogyasztáscsökkenést.