Stručný slovník oktanových čísel – časopis ABS-auto

Často jsme si povídali s Vjačeslavem Jemeljanovem, doktorem technických věd, profesorem, vedoucím katedry VNII NP a expertem našeho časopisu. Vjačeslav Jevgenievič zemřel na konci loňského roku. Ale my si ho pamatujeme. Zanechal nám své znalosti. Tento krátký článek je jedním z jeho příběhů.

Jak je známo, detonační odolnost benzinu se odhaduje oktanovým číslem. A to se určuje motorovou nebo výzkumnou metodou. Pokud označení benzinu obsahuje písmeno „I“, jedná se o výzkumnou metodu. Příklad – AI-95. Pokud takové písmeno neexistuje, jedná se o motorovou metodu. Příklad – minulý A-76.

Navzdory rozdílným názvům jsou obě metody v podstatě „motorové“ – koneckonců se v obou případech vzorky paliva testují na skutečném jednoválcovém motoru. Zkušební podmínky se však od sebe liší, takže oktanová čísla u různých metod se neshodují.

Motorová metoda je starší než výzkumná metoda. Vznikla v éře pístových leteckých motorů a v automobilovém průmyslu se používala pro motory těžkých nákladních vozidel provozovaných na dálnici „s plným zatížením“ (to bylo před všeobecnou naftalizací).

S příchodem velkého počtu osobních automobilů jezdících v městském cyklu se změnila metodika testování paliv. Objevila se tak výzkumná metoda – ale nenahradila motorovou metodu.

V Japonsku se pro testování benzinu používá jedna metoda – výzkumná metoda. V Evropě a Americe – obě metody, ale Američané používají pro značení paliv vážený ukazatel „motor plus výzkum v polovině“. Jedná se o tzv. oktanový index, který se v některých případech ukazuje jako výhodný. Zaměření se na průměr umožňuje „hrát si“ s ukazateli a efektivněji využívat vysokooktanové složky při rafinaci ropy.

Rozdíl mezi oktanovým číslem stanoveným výzkumnou a motorovou metodou se nazývá citlivost. Čím nižší je citlivost, tím lépe – motorová metoda je koneckonců tužší, „dálniční“, a výzkumná metoda je vhodnější pro jízdu ve městě. Snížením citlivosti se tedy dosahuje univerzálnosti paliva z hlediska odolnosti proti detonaci.

Citlivost závisí hlavně na uhlovodíkovém složení paliva a technologii jeho výroby. Pokud benzín obsahuje hodně aromatických uhlovodíků, pak bude citlivost značná. Alkany (parafinové uhlovodíky) však citlivost snižují. Například alkylát má oktanové číslo 90 podle motorové metody a 91 podle výzkumné metody, tj. jeho citlivost je rovna jedné. Proto je alkylát nejžádanější složkou motorového benzínu. Mimochodem, u Američanů tvoří až 30 % složení paliva.

Kromě oktanových čísel stanovených motorovými a výzkumnými metodami existují i další ukazatele. Například oktanové číslo hlavové frakce benzinu, nazývané „delta er“. Tato charakteristika ukazuje, o kolik se oktanové číslo hlavové frakce liší od oktanového čísla samotného benzinu.

Při výrobě benzinu se vždy snaží zajistit, aby rozložení detonačního odporu napříč benzinovými frakcemi bylo rovnoměrné. K tomu existuje ukazatel podobný výše zmíněnému „delta er“ – koeficient rozdělení detonačního odporu (CDR). Někdy se nazývá frontální oktanové číslo.

KRDS je poměr oktanového čísla frakcí varících do 100 °C k oktanovému číslu frakcí varících při teplotě nad 100 °C. Co se stane, když se to nezohlední? Během akcelerace se do válců dostávají lehké frakce a hoří jako první. Následné frakce, které v KRDS zaostávají za lehkými, vyvolají detonaci. To je v životě poměrně běžný jev: zdá se, že jste natankovali kvalitní „devadesátý pěták“ a najednou – detonace! To znamená, že KRDS tohoto benzinu je pod normou.

Ale to není všechno. Jak v zahraničí, tak i u nás používáme oktanová čísla pro silniční vozidla, kdy se antidetonační vlastnosti posuzují na skutečném autě za silničních podmínek.

A je to relevantní ukazatel! Co se z toho nakonec ukáže? Pokud vezmete stejný benzín, například AI-92, a vyhodnotíte ho specifikovanou silniční metodou na různých autech, ukáže různá oktanová čísla!

Co z toho vyplývá? Odolnost benzínu proti detonaci do značné míry závisí na konstrukci vozu, a to nejen na motoru, ale i na podvozku. A také: detonační klepání je způsobeno nejen kvalitou benzínu, ale také technickým stavem vozu, zejména přítomností uhlíkových usazenin ve válcích.

Je však možné se obejít i bez silničních zkoušek. Řada firem v zahraničí vyvinula empirické vzorce, které propojují oktanové číslo motorovou metodou, oktanové číslo výzkumnou metodou, přítomnost aromatických uhlovodíků a řadu dalších charakteristik.

Existuje také skutečné oktanové číslo, které se stanoví na zkušební stolici při určité rychlosti a zatížení.

Existuje tedy mnoho charakteristik odolnosti benzínu vůči detonaci. To není překvapivé – motor potřebuje palivo, které zajistí dobrý provoz ve všech režimech. A život tento problém neustále představuje novým způsobem.