Liczba oktanowa. Co to jest i co określa?

Doskonale znamy oznaczenia stosowane w przypadku benzyny. Ale czy wiemy, co dokładnie oznacza, że paliwo jest 95- lub 98-oktanowe? W tym artykule odpowiadamy na pytanie, co to jest liczba oktanowa.

Tak naprawdę każdy powinien nalewać do baku swojego samochodu takie paliwo, jakie zaleca producenta. I kropka. Kierowcy od lat zadają sobie jednak pytanie o to, czy zatankowanie benzyny o innej liczbie oktanowej niż zalecana przez producenta, będzie miało wpływ na pracę silnika.

Aby móc na nie odpowiedzieć, dobrze jest poznać odrobinę teorii związanej z tym, czym jest liczba oktanowa paliwa.

Co to jest liczba oktanowa benzyny?

Liczba oktanowa stanowi miarę stabilności paliwa. Ocenia więc jego jakość oraz zdolność do wydajnego spalania. Pozwala ona określić odporność paliwa na niekontrolowany zapłon w komorze spalania, a tym samym – jego odporność na tzw. spalanie stukowe.

Dokładna wartość liczby oktanowej jest równa procentom objętościowym zawartości izooktanu w takiej mieszaninie izooktanu i n-heptanu, która wywołuje identyczną liczbę stuków w silniku testowym jak analizowane paliwo.

Czym są zaś izooktan i n-heptan? Pierwszy z nich to węglowodór nasycony o 8 atomach węgla w łańcuchu. Wykazuje się on najlepszymi parametrami spalania ze wszystkich węglowodorów, z jakich składa się benzyna (TUTAJ poznasz oznaczenia paliw na stacjach w Polsce i w UE).

Z kolei drugi z nich (n-heptan) jest węglowodorem nasyconym o 7 atomach węgla w łańcuchu. W przeciwieństwie do izooktanu ma najgorsze parametry dotyczące spalania ze wszystkich węglowodorów, będących w benzynie.

Liczba oktanowa benzyny – jak się ją określa?

Liczbę oktanów ustala się podczas badań w laboratorium. Polegają one na porównaniu parametrów pracy silnika testowego, który jest zasilany badanym paliwem z parametrami paliwa wzorcowego. Uzyskuje się je ze zmieszania izooktanu i n-heptanu.

W przypadku, gdy poddawana testom benzyna ma działanie czystego izooktanu, jej liczba oktanowa jest równo 100. W przypadku, gdy mówimy o działaniu czystego n-heptanu – wtedy liczba oktanowa benzyny wynosi 0.

Surowa benzyna, jaką otrzymuje się w wyniku rafinacji i krakingu, ma około 60 oktanów. Nie nadaje się więc do stosowania w obecnych silnikach spalinowych i musi być odpowiednio wzbogacona.

Dodaje się więc do niej różne substancje uszlachetniające. Są to przede wszystkim antydetonatory, które zapobiegają spalaniu stukowemu. Niegdyś popularnym środkiem przeciwstukowym był tetraetyloołów, podczas spalania którego wytwarzały się toksyczne substancje. W rezultacie zastąpiono go innym środkiem, dając początek erze benzyn bezołowiowych (TUTAJ przeczytasz, ile km można przejechać na rezerwie).

Co to jest spalanie stukowe?

Spalanie stukowe, określane skrótem LSPI (od Low Speed Pre-Ignition) występuje przy niskich prędkościach obrotowych silnika benzynowego. Ma miejsce przede wszystkim w jednostkach małolitrażowych oraz zbudowanych w duchu downszingu.

Jak angielska nazwa wskazuje, spalanie stukowe oznacza samozapłon mieszanki paliwowo-powietrznej jeszcze przed pojawieniem się iskry pochodzącej ze świecy. Czyli przed końcem suwu sprężania.

W rezultacie powstaje fala uderzeniowa, rozchodząca się z ogromną prędkością – rzędu 300-500 m/s. To zjawisko bardzo niebezpieczne, które może doprowadzić nawet do poważnego uszkodzenia układu korbowo-tłokowego. Spalanie stukowe objawia się głośnym dudnieniem silnika, przechodzącym w dzwonienie.

Co ciekawe, w nowoczesnych jednostka napędowych spalanie stukowe jest bardziej intensywne niż w starszych. Wynika to z faktu, że wyróżniają się one większym stopniem sprężania mieszanki w komorze spalania.

Co jest przyczyną spalania stukowego? To przede wszystkim słabe jakościowo paliwo. Zgodnie z zasadą, im wyższa liczba oktanowa, tym spalanie przebiega w sposób wolniejszy i łagodniejszy. Niska liczba oktanowa sprawia z kolei, że jest ono procesem krótkotrwałym, ale gwałtownym.

Benzyna 95- czy 98-oktanowa: którą lepiej tankować?

Producenci określają, jaki rodzaj paliwa stosować. I tego powinniśmy się trzymać. Trzeba bowiem pamiętać, że konkretny silnik jest konstruowany pod konkretną benzynę. Ma to na celu zrównoważenie jego parametrów, jak osiągi, sprawność, moc czy wydajność (TUTAJ przeczytasz, czemu unikać jazdy na rezerwie).

Co ważne, nowsze silniki są wyposażone w czujniki wykrywające spalanie stukowe, dzięki czemu zapobiegają uszkodzeniu jednostki napędowej i jej przegrzewaniu się. Większość producentów zaleca obecnie benzynę 95-oktanową lub o wyższej liczbie oktanów.

Nawet, jeśli jest zalecane paliwo 98-oktanowe nie powinno się nic złego stać z silnikiem, gdy raz na jakiś czas zastosujemy 95-oktanowe. Ale jeśli zaś zamiast benzyny 95-oktanowej wlejemy np. 98-oktanową może mieć miejsce kilkuprocentowy przyrost mocy.

Tyle tylko, że w praktyce jest on nieodczuwalny przez użytkownika i mieści się w granicach błędu pomiaru.

Czym jest benzyna bezołowiowa?

Benzyna bezołowiowa to rodzaj paliwa do silników cztero- i dwusuwowych. Została ona wprowadzona jako zamiennik używanej wcześniej etyliny. W przeciwieństwie do niej nie zawiera szkodliwego tetraetyloołowiu. W benzynie bezołowiowej jego rolę przejęły etery tert-butylowe, takie jak np. eter metylowo-tert-butylowy.

Ten rodzaj paliwa zaczęto stosować w Polsce około roku 1986. Początkowo miało ono 91 oktanów, natomiast w późniejszym czasie pojawiły się benzyna 95- i 98-oktanowa. Co istotne, w silnikach zasilanych takimi paliwami bardzo ważną rolę spełnia katalizator – jego sprawność ma bezpośredni wpływ na ograniczenie szkodliwości produktów spalania benzyny bezołowiowej.

Gdzie się stosuje wysokooktanową benzynę?

Benzyny wysokooktanowej to takie, w których zawartość oktanowa mieści się pomiędzy 98 a 102 oktanami. Przypomnijmy, że im wyższa zawartość oktanów, tym większa odporność na spalanie stukowe.

Nie ma przeciwwskazań, aby lać benzynę wysokooktanową. Wręcz przeciwnie. Ma ona wiele zalet, czyli:

• chroni silnik przed spalaniem stukowym
• większa ilość dodatkowych zmniejsza korozję na niezabezpieczonych elementach wewnątrz silnika
• dodatki czyszczące wpływają na usuwanie osadów węglowych

Często benzyna wysokooktanowa jest zalecana do samochodów sportowych, w których pracuje mocno wyżyłowana jednostka napędowa. Niestety, cena benzyny 98-oktanowej jest o kilkadziesiąt groszy wyższa za 1 litr niż 95-oktanowej (TUTAJ dowiesz się wszystkiego o turbosprężarce).

Niski i wysoki stopień sprężania a liczba oktanowa benzyny

Stopień sprężania, zwany inaczej stopniem kompresji, to stosunek objętości przestrzeni nad tłokiem w chwili, gdy znajduje się on w dolnym położeniu martwy środek do objętości przestrzeni nad tłokiem w górnym martwym punkcie. Inaczej mówiąc to różnica ciśnień wewnątrz komory spalania w momencie podania mieszanki paliwowo-powietrznej do cylindra oraz w chwili zapłonu.

Im wyższy stopień sprężania w silniku, tym uzyskuje on wyższą moc przy minimalnej ilości mieszanki. Obecnie wynosi on zazwyczaj 10:1, ale może być też wyższy. Dlatego w przypadku takich jednostek napędowych zaleca się paliwa wysokooktanowe, gwarantujące brak samozapłonu.

Z kolei przy niższym stopniu sprężania (np. silniki z turbodoładowaniem mają niższy stopień) nie wymaga się paliwa wysokooktanowego.

FAQ

Liczba oktanowa – jak ją określić?

Liczbę oktanów ustala się podczas badań w laboratorium. Polegają one na porównaniu parametrów pracy silnika testowego, który jest zasilany badanym paliwem z parametrami paliwa wzorcowego. Uzyskuje się je ze zmieszania izooktanu i n-heptanu.

Co to jest 1 oktan?

1 oktan jest jednostką określającą, jaką kompresję może wytrzymać paliwo przed samozapłonem.

Co oznacza, że benzyna jest 95-oktanowa?

Oznacza to, że benzyna zawiera w sobie 95% izooktanu oraz 5% n-heptanu.