Методы повышения октанового числа

По описанным выше причинам было проведено не одно исследование, целью которых было получить бензин с показателем октанового числа выше среднего. Одним из таких, является технологически сложный метод, в основе которого тяжелый процесс нефтеперегона на заводах при помощи разделения и преобразования фракций, а именно благодаря физическому явлению катализа. Этот метод позволяет производить бензин с высокой себестоимостью, улучшенного качества, и с повышенным показателем энергетической ценности. Благодаря стараниям и исследователям, удалось найти методику, благодаря которой схожих значений можно добиться в домашних условиях собственноручно, прибегая к добавлению специальных добавок под названием «антидетонаторы».

Метилтретбутиловый эфир

На сегодняшний день это наиболее популярный метод. Метилтретбутиловый эфир (МТБЭ) имея огромный показатель детонационной стойкости (более 100 единиц) обеспечивает положительное влияние на работу двигателя: обогащенный кислородом он обеспечивает полноту сгорания понижая выхлопы содержащие элементы СО и СН. К минусам можно отнести тот факт, что повышенное содержание МТБЭ (больше 20%) является причиной снижения ресурса и роста выбросов окислов азота (NOx) в атмосферу. Однако, у такого метода есть свои негативные последствия — красный нагар на свечах зажигания, или камерах сгорания. При этом в симптоматике снижения ресурса и мощностей автомобиля, свечи постоянно троят а то и выходят из строя.

Добавки на основе спиртов

Кроме того, в топливо активно практикуют добавление этилового и метилового спиртов. Такой метод позволяет добиваться значительных показателей по повышению октанового числа. С помощью умеренного количества 10-процентного этилового спирта, бензин типа Аи-92, с легкостью можно повысить до Аи-95. Спирт увеличивая плотность заряда, одновременно снижает показатель детонации и влияние высоких температур на двигатель. Всё это объясняется охлаждением горючей смеси благодаря повышенной газификации и испарениям при работе.

Принцип работы двигателя

Тетраэтил свинца

Сам по себе театратил свинца имеет множество положительных сторон: после добавление этой присадки резко снижается «дымность» выхлопов, двигатель работает тише привычного и даже немного мощнее прежнего. Все это суммируется со снижением показателя детонации. Однако, имея при этом значительно повышенную токсичность, театратил свинца можно смело считать одним из наиболее опасных для живого организма. Кроме того, что канцерогенность этого химического элемента выше нормы, так еще и испарения из автомобиля могут попадать в организм человека не только через верхние дыхательные пути, но и через открытые раны на теле. Крайне высок и показатель нервно-паралатического воздействия на человека, что приводит к параличам и даже смерти. Но кроме человека страдает и автомобиль. Свинец в составе оседает на трубках и патрубках и чреват негативными последствиями, особенно для карбюраторных автомобилей, и тем у о кого установлен впрысковый нейтрализатор.

Нафталин

Старое, позабытое всеми, кроме наших бабушек, средство борьбы с молью и прочей живностью приобрело новое дыхание как один из видов присадок. Всего 500 грамм этого вещества в одну канистру бензина повышает показатель октанового числа на целых три деления. Но безобидный помощник в виде порошка, взаимодействуя с топливом начинает медленно и прагматично наносить вред основным системам автомобиля. В первую очередь это продукты нагара в камере сгорания, а именно их повышенное количество. Кроме того, значительно повышается уровень токсичности выхлопных газов. Кроме того, нафталин способен кристаллизоваться и забивать бензонасосное отделение.

Ацетон

Ацетон в небольших количествах значительно повышает детонационную стойкость. Добавление подобной присадки нормируется государственными нормами и положениями, потому многие производители не брезгуют повышать октановое число этим методом. Проблема заключается в дальнейшем добавлении этого вещества в составы бензинов низкого качества, пытаясь таким образом получить больше положенного «навара». В итоге получается многократное преувеличение разрешаемой дозы, что в свою очередь чревато распадением ацетона на вредные и токсичные для человека компоненты.

Марганцевые присадки

Марганцевые присадки увеличивают детонационную стойкость на 4—5 единиц. К минусам такого средства можно отнести периодичный выход из строя нейтрализаторов, тем самым снижения эксплуатационных сроков работы двигателя.

Монометиланилин

Монометиланилин(ММА) в небольших дозах (в пределах 1,3%) не имеет негативного влияния на системы двигателя, и при этом повышает октановое число. А вот если переборщить с концентрацией это может вызвать повышенное нагарообразование, и «зависаниям» клапанов и насосов. ММА довольно токсичен для человека, и при попадании в организм паров содержащих его может быть вызвано сильное отравление с серьезными последствиями.

Методы измерения октанового числа

Для определения октанового числа бензина в лабораторных условиях применяют специальный двигатель с изменяемой степенью сжатия и несколькими карбюраторами. В цилиндры попеременно подают либо эталонное топливо (со строго определенным процентным содержанием н-гептана и изооктана), либо исследуемый образец бензина (сравнивая его детонационные свойства с эталоном). Причем для тестирования на такой установке применяют два способа:

  • Исследовательский (при малых и средних нагрузках: обороты двигателя – 600 об/мин, температура впрыскиваемой смеси – 52°C). Величину октанового числа бензина, измеренного этим методом, указывают на колонках бензозаправочных станций.
  • Моторный (при повышенных нагрузках: 900 об/мин и 149°C, соответственно). Как правило, показания, полученные в результате применения этого метода, отличаются от предыдущего в среднем на 10 единиц в меньшую сторону.

Если в результате проведенных измерений бензину дают, например, индекс АИ95 – это означает, что исследованное топливо по своей детонационной способности соответствует эталонной смеси, состоящей из 95% изооктана и 5% н-гептана. А, о том, что измерения производили по исследовательскому методу, свидетельствует буква «И» в марке топлива.

Технологические способы повышения октанового числа

В процессе каталитической перегонки нефти (крекинге или реформинге) не удается сразу же получить высокооктановые сорта бензина. Поэтому для увеличения детонационной стойкости топлива производители применяют специальные присадки.

В последнее время наиболее часто для повышения октанового числа бензина используют специальные добавки на основе эфиров и спиртов. Это связано прежде всего со все возрастающими экологическими требованиями в отношении моторного топлива. При использовании таких присадок выхлопные газы содержат минимальное количество вредных веществ. К тому же они не наносят вреда деталям двигателя. Но, при этом не стоит забывать такой момент: их собственное октановое число обычно не превышает 120, поэтому в бензин их приходится добавлять в довольно больших количествах (до 8÷12%). И, хотя, такие присадки достаточно дороги многие ответственные производители применяют их как в России, так и в других странах.

Более дешевые добавки, повышающие октановое число, на основе ферроцена, никеля, марганца и монометиланилина применяют значительно реже. И, хотя, такое топливо для конечного потребителя обходится дешевле, ездить на нем продолжительное время не стоит. В процессе сгорания бензинов с такими добавками, образуются твердые вещества, которые засоряют катализаторы современных автомобилей и способствуют образованию нагара на свечах, клапанах и поршнях.

Важно! Этилированные бензины с присадками на основе тетраэтилсвинца (ввиду его высокой токсичности) в настоящее время запрещены к производству.

На что и как влияет показатель октанового числа

Одной из основных характеристик двигателя внутреннего сгорания является степень сжатия (ее увеличение – один из способов повысить мощность двигателя). Однако, чем выше этот показатель, тем более высокооктановый бензин необходим для его нормальной эксплуатации. Ниже, для информации приводим таблицу с усредненными значениями степени сжатия и рекомендованных марок бензина:

Чем грозит использование низкооктановых бензинов в двигателях с высокой степенью сжатия? Если в бак автомобиля с мотором, рассчитанным для работы с использованием бензина марки АИ98, залить АИ95 (или еще хуже АИ92), то топливная смесь начнет самопроизвольно воспламеняться от сжатия еще до момента искрообразования (то есть, когда поршень не дошел до верхней точки). Происходит так называемое детонационное воспламенение воздушно-топливной смеси. Причем при нормальной работе двигателя скорость распространения пламени составляет 15÷40 м/сек, а при самовоспламенении – 2÷4 км/сек. То есть, в цилиндре происходит «минивзрыв», что может привести в весьма печальным последствиям:

  • пробою прокладки головки блока цилиндров;
  • разрушению маслосъемных и компрессионных колец;
  • прогоранию поршней и клапанов.

Для информации! Многие современные марки автомобилей оборудованы датчиками детонации двигателя. Принцип его работы довольно прост. Как только детонация превышает заданные пределы, датчик «посылает» электрический сигнал на электронный блок управления, который «принимает решение» о корректировке угла зажигания и качества подаваемой в цилиндры топливной смеси (либо обогащает ее, либо обедняет). Это нормализует работу двигателя на низких и средних оборотах при использовании бензина с несоответствующим октановым числом.

Приборы для самостоятельного контроля

Для самостоятельного контроля октанового числа приобретаемого на автозаправках бензина используют специальные портативные приборы – октанометры. На сегодняшний день самым доступным и наиболее популярным устройством является «Октис-2» (4800÷5000 рублей). Прибор прост в использовании:

  • погружаем трубку в емкость с бензином;
  • нажимаем кнопку;
  • через несколько секунд на дисплее высвечивается показатель октанового числа.

Важно! Бюджетные модели октанометров при измерении октанового числа используют, так называемый, косвенный метод измерения. То есть они меряют не сам показатель, а диэлектрические свойства топлива. Изначально на заводе-изготовителе прибор откалиброван по определенным стандартным образцам бензина. Метод измерения основан на сравнении практически только одной характеристики. Поэтому нельзя быть на 100% уверенным в достоверности полученных показаний.

Более дорогой октанометр «MX-10» (24000 рублей) представляет собой выносной датчик, который посредством порта USB подключают к персональному компьютеру. Диэлектрические свойства исследуемого образца сравнивают с аналогичными характеристиками разнообразных бензинов из комплектной базы данных. Причем, при измерении учитывают температурную поправку.

Такой октанометр, как, например, немецкий «Shatox SX-150» (73000÷74000 рублей), вряд ли заинтересует обычного автомобилиста ввиду его большой стоимости. Следует отметить, что исследование топлива в нем происходит при сравнении нескольких характеристик:

  • диэлектрической проницаемости;
  • индукционного периода окисления бензина;
  • способности различных сортов топлива пропускать инфракрасное излучение.

Важно! Заявленная точность измерения октанового числа составляет ±1.

Barik-CZ ›
Блог ›
Химия топлива . Октановое число и как его повысить на турбированых двигателях. ФИНАЛ

Пришло время ответить на вопрос :- так что же делать?

Возьмем для примера субару СТИ 2.5 турбо. Производитель подготовил для Российского рынка автомобиль на основании ГОСТа бензина АИ98, у которого температура самовоспламенения, согласно Российского ГОСТа 280 градусов, но если посмотреть на ТУ производителей бензина в России, так там этот пункт отсутствует. Бензин имеет октан 98, но температура самовоспламенения не известна. Поэтому ТСВ 260 градусов будет соответствовать не качественному бензину. По мне, так претензии все не к Субару, а к продавцам, производителям топлива.
Не буду Вас мучить расчетами, я их сам сделал, а кто не доверяет, может все проверить используя методы описанные в предыдущих постах.
Предлагаю посмотреть на сравнительный график интеркулеров сток СТИ с FMIC (фронтальник), учтите, что очень качественный, не Китай. Показатели вода/воздух кулера будут еще лучше. Все данные реальные.

Ниже приведен график, показывающий температуры в камере сгорания в зависимости от эффективности интеркулера и температуре окружающей среды при бусте 1 бар. Внимательно изучив этот график, Вы поймете насколько важно понимать владельцам турбо машин температуру воздуха и конечно температуру впуска. Если не будет кулер с эффективностью 80% (соответствует температуре 260 градусов в КС при 32 на улице у Вас будет при заправке несоответствующем ГОСТу бензином проблемы. Или другой вариант – выше 3000 оборотов не стоит ездить.

Дальше я предлагаю посмотреть на график показывающий изменение температуры в КС при разных бустах и интеркулерах, а также вставил график сток СТИ кулем и системой впрыска воды ( 20%)

Здесь очень хорошо видно, что на стоке есть возможность поднять буст до 1.2 бара (что даст прирост 12-14% мощности) на 98 бензине, все это предел. Но если охладить (а путей куча, не только интеркулер) то надувайте мотор 1.5 бара и не будет ни каких проблем, а это при грамотном сетапе уже за 500 лошадей. Помните я писал пост с рекомендациями мировых тюнеров субару, они все заявляли, что до 540 сил не трогайте поршневую (конечно при условии охлаждении КС). Теперь надеюсь Вам понятно почему.
Да повышение давления выше 1.5 бара требует замены поршней на кованые и болтов головки на шпильки (с прокладкой конечно). Все в один голос утверждают, что после выше приведенных установок моторы серии Еж ездят без проблем на Российском бензине. Ответ очень простой. Все эти мероприятия пришли из спорта и серьезного тюнинга. Таким образом борются с повышенным давлением в КС, а НЕ ТЕМПЕРАТУРОЙ (и как следствие детонация).
Смотрим на график

Так выглядит ситуация с давлением в КС при бусте 1 бар. Очень хорошо видно, что из-за самовозгорания смеси до требуемого момента (от свечи) происходит сдвиг в сторону ВМТ и идет существенное повышение давления (я так думаю больше чем при бусте 1.5 бара при нормальном процессе) и вот здесь замена прокладки и болтов на шпильки спасают ситуацию. Прокладку не выдувает и как последствие … сами знаете.
Но это пол беды. Смотрим на поршень

Идет офигенная нагрузка на поршень в виде отрицательной силы на такте сжатия. Поршень летит вверх, а в этот момент смесь уже горит, расширяется. Это все приводит к осыпанию перегородок. Ковка до определенного момента, а именно пока не появится knock, выдержит. Но если продолжать нагружать, появится калильное зажигание, опять температура на верх и мега детонация.
Самое обидное, при решении проблем с паршивым бензином таким образом нет увеличения мощности, все давление в КС уходит в нагрузку на поршень на такте сжатия negative power, A не в момент мотора. В итоге мы имеем мотор с мощностью всего 300 сил, а нагружен он на все 600 лошадей.
Так что же делать, да все банально просто – надо взять под контроль температуру в КС и не дать ей превышать значения 260 градусов и все. Тем самым мы поднимем октановое число самого автомобиля.
Как Вы понимаете уменьшение углов зажигания в данной ситуации не поможет. Температура складывается из следующих слагаемых:
— Буст, чем выше надув, тем выше температура. Можем перенастроить ЭБУ на понижение надува при достижении температуре на впуске определенных критических значений.
— температура на впуске. Установка более эффективного интеркулера или системы впрыска воды.
— Обратное давление в системе выпуска. Чем выше, тем сильнее нагружен компрессор, больше газов остается в КС и соответственно выше температура. Замена на автомаркет глушители
— температура охлаждающей жидкости, масла мотора.

Так же, вариантов много, от самого простого и дешевого – адаптация мозгов, да это приведет к потере мощности на высоких оборотах (и существенно), но в целом при нормальной езде все останется без изменений. И до …
Все это хорошо будет работать с использованием нескольких карт. Мы делаем до 5 карт, переключение с пульта или телефона, как угодно, хоть во время езды.
Что то я сейчас подумал, столько всего писал, а для чего. Пойдут вопросы, а как это все сделать? Если есть интерес, я готов разработать несколько КИТов с учетом Российской специфики, скажем от 300 до 500-550 сил на сток поршневой. Кто заинтересован, напишите, что Вас больше интересует. Эта информация поможет в проектировании КИТов.
Тем, кто маньяки, а такие здесь есть, я надеюсь помог в проектировании. Будут вопросы отвечу, конечно если буду знать ответ. Просьба не пишите мне, чем перенастраивать и как ЭБУ – не буду отвечать. Тем самым сохраню Ваши моторы. Начинайте с мат.части.
И последнее. Я заметил, что проблема при постройки серьезных мотором, да какой МАШИН связана с тем, что не делаются проекты, а это очень важно, так же важно, как и проект дома, дачи, кухни. Все видели последствия постройки домов, бань, дач без проектов – за редким исключением получается, что стоящее или получается, но столько всего было сделано лишнего, а потом переделано, что цена становится заоблачной.

Как повысить октановое число бензина

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *