Октановое число и классификация бензинов¶
Октановое число — характеристика автомобильного бензина, показывающая его стойкость к детонации (неконтролируемому самовоспламенению топливно-воздушной смеси в цилиндре двигателя перед поджигом свечой). Числовой индекс на топливораздаточной колонке (АИ-92, АИ-95, АИ-98) отражает именно эту характеристику. Индекс «95» означает, что антидетонационные свойства бензина соответствуют смеси изопарена с 95 % содержанием изооктана и 5 % н-гептана.
¶Антидетонационная стойкость
В бензиновом двигателе внутреннего сгорания смесь бензина с воздухом должна воспламеняться строго в заданный момент — от искры свечи. При сжатии смеси с высокой степенью сжатия и при повышенной температуре отдельные участки заряда могут самовоспламениться раньше времени. Такое неконтролируемое сгорание называется детонацией.
Детонация сопровождается резкими ударными волнами в цилиндре, характерным «стуком», перегревом поршня и свечей, падением мощности и повышенным расходом топлива. При сильной и продолжительной детонации возможны механические повреждения: прогар поршня, деформация клапанов, разрушение прокладки головки блока цилиндров.
Чтобы судить о стойкости бензина к детонации, используют две лабораторные шкалы:
- Шкала М — сравнение с изооктаново-н-гептановой смесью, результат выражается в процентах изооктана.
- Шкала О — сравнение с эталонным топливом на моторной установке АЖ-2, результат называется моторным октановым числом.
Разница между значениями по двум шкалам называется чувствительностью топлива. Для современных бензинов она обычно составляет 8–10 единиц.
¶Что означает индекс АИ-95
Маркировка АИ-95 расшифровывается так: «А» — автомобильное топливо, «И» — измерение по исследовательскому методу, «95» — среднее арифметическое исследовательского и моторного октановых чисел. То есть бензин АИ-95 имеет исследовательское октановое число около 98–99 и моторное около 90–91.
Исследовательское октановое число (ИОЧ) определяется на стандартной установке при 600 об/мин и температуре смеси 52 °C — оно отражает поведение топлива при небольших нагрузках. Моторное октановое число (МОЧ) измеряется при 900 об/мин и температуре 140 °C — оно ближе к реальной работе двигателя под нагрузкой. Среднее значение АИ-95 является компромиссом, принятым в России, странах СНГ и ряде других государств.
¶Классификация бензинов в России
В России автомобильные бензины регулируются межгосударственным стандартом ГОСТ 32513-2013 «Топлива автомобильные. Требования». Стандарт устанавливает следующие марки:
| Марка | Октановое число, не менее | Применение |
|---|---|---|
| АИ-92 | 92 | Старые двигатели с низкой степенью сжатия, бюджетные автомобили |
| АИ-95 | 95 | Наиболее распространённая марка для современных легковых автомобилей |
| АИ-95-К5 | 95 | Экологический класс К5 |
| АИ-98 | 98 | Двигатели с высокой степенью сжатия, турбонаддув |
| АИ-100 | 100 | Спортивные и высокомощные двигатели |
¶Экологические классы К4, К5 и К6
Помимо октанового числа, бензины в России подразделяются по экологическому классу, определяющему допустимое содержание вредных компонентов: бензола, ароматических углеводородов, олефинов, серы, марганца и других примесей.
Класс К5 — на сегодняшний день самый строгий экологический класс бензинов в России, введённый в обязательном порядке с 1 января 2016 года. Требования К5 примерно соответствуют европейскому стандарту Евро-5. Ограничения по классу К5:
- сера — не более 10 мг/кг;
- бензол — не более 1 %;
- марганец — не более 2,4 мг/л;
- кислородсодержащие компоненты (метил-трет-бутиловый эфир и др.) — не более 2,1 %;
- фракционный состав строго нормирован.
С 2023 года в России действует также класс К6, соответствующий требованиям Евро-6 и предполагающий ещё более жёсткие ограничения по примесям.
¶Значение экологического класса для двигателя
Бензин класса К5 отличается от более ранних классов не октановым числом (оно одинаковое — 95), а составом: в нём меньше серы, бензола, олефинов и марганцевых присадок. Чистое топливо снижает отложение нагара на форсунках, клапанах и в камере сгорания, уменьшает износ кислородного датчика и нейтрализатора, продлевает ресурс каталитического нейтрализатора.
На практике переход на К5 мало заметен по расходу и мощности, но важен для долговечности системы выпуска и соответствия автомобиля экологическим нормам.
¶Как выбрать бензин
Производители автомобилей указывают рекомендуемую марку топлива в руководстве по эксплуатации. Заправка бензином с октановым числом ниже рекомендованного приводит к детонации и снижению мощности. Использование бензина с более высоким октановым числом, как правило, безопасно, но не даёт ощутимого выигрыша в мощности на обычном двигателе без изменений в системе зажигания.
Смешивание бензинов разных марок допускается, но приводит к снижению октанового числа до значения худшего компонента.
¶Историческая справка
Практическое внедрение октановой шкалы началось в 1920-е годы, когда производство высокооктановых бензинов стало необходимым условием развития авиации. В СССР система маркировки бензинов была установлена ГОСТ 2084-77, а с 2013 года действует обновлённый стандарт, приблизивший российские требования к европейским.
Источники:
- ГОСТ 32513-2013 «Топлива автомобильные. Требования»
- ГОСТ Р 52368-2005 «Топлива автомобильные. Бензины. Технические условия»
- Техническая литература по двигателестроению: «Двигатели внутреннего сгорания» под ред. В. И. Кричевского
- Справочник «Топлива, смазочные материалы, технические жидкости» (Л. Н. Филиппов и др.)