Liczba oktanowa paliwa - co właściwie określa?

Pojęcie „liczba oktanowa” pojawia się za każdym razem, gdy mowa o paliwie. Stanowi ona główną wartość określającą… No właśnie. Co tak naprawdę oznacza liczba oktanowa i dlaczego większość kierowców niewłaściwie ją interpretuje?

Jestem pewien, że gdybyśmy przepytali 100 przypadkowych kierowców na temat tego, czym jest liczba oktanowa, większość odpowiedzi byłaby niewłaściwa. Najwięcej z nich zapewne odnosiłaby się do jakości paliwa, co również jest błędnym stwierdzeniem. Oczywiście liczba oktanowa w praktyce przekłada się w jakiś sposób na jakość paliwa, ale wynika to raczej z polityki stosowanej przez rafinerie – płacąc więcej, spodziewamy się lepszej jakości i poniekąd taką dostajemy, choć to akurat jest temat na osobną dyskusję.

Sama liczba oktanowa jednak nie jest w stanie w żaden sposób określać jakości paliwa. Jest ona wyznacznikiem odporności na niekontrolowany samozapłon. To parametr, który można osiągnąć mieszając różne związki chemiczne. Poza tym, nie bez powodu przecież tankujemy „95-kę/98-kę” na zaufanych dla nas stacjach benzynowych, choć według liczby oktanowej nie powinny się one niczym różnić. Ale nie o tym miał być ten artykuł. Przyjrzyjmy się, jak zatem prawidłowo powinno rozumieć się ten parametr.

Jak już wspomniałem, liczba oktanowa oznacza odporność benzyny na spalanie detonacyjne. Mieszanka paliwowo-powietrzna musi ulec możliwie jak najbardziej całkowitemu spaleniu w cylindrze z określoną szybkością. Moment zapłonu musi nastąpić w wyniku iskry od świecy zapłonowej, a nie w skutek zbyt wysokiego wzrostu ciśnienia (samozapłon). Jeśli liczba oktanowa paliwa będzie za mała, mogą wystąpić lokalne samozapłony jeszcze przed właściwym momentem zapłonu. Są one bardzo szkodliwe, wręcz destrukcyjne dla silnika, a przede wszystkim jego zaworów, tłoków, korbowodu.

Proces spalania zależy oczywiście od wielu czynników oraz od samej konstrukcji silnika ale w dużym stopniu zależny jest właśnie od składu chemicznego paliwa. Im wyższy zastosowany stopień sprężania, tym większa jest potrzebna ochrona przed spalaniem detonacyjnym, a więc liczba oktanowa musi być odpowiednio wyższa. Stąd biorą się niektóre zalecenia producentów samochodów co do stosowanego paliwa. O tym, w jaki sposób liczba oktanowa przekłada się na sprawność oraz moc silnika, wyjaśnię w osobnym artykule.

Liczbę oktanową benzyn określa się na podstawie dwóch wzorników: izooktanu i heptanu. Dla paliwa mającego właściwości spalania jak izooktan przyjmuje się wartość liczby oktanowej 100, natomiast w przypadku heptanu przyjęto wartość 0. Analiza konkretnego paliwa odbywa się na specjalnym, testowym silniku. W dużym uproszczeniu, analizowane paliwo porównuje się do mieszaniny izooktanu i heptanu. Przykładowo benzyna 95-oktanowa powinna mieć takie same właściwości spalania, jak mieszanina składająca się w 95%  z izooktanu i w 5% z heptanu. Teoretycznie więc liczba oktanowa nie powinna przekraczać wartości 100  (pomijając LPG, którego liczba oktanowa wynosi zazwyczaj powyżej 100, ale także jej wyznaczanie jest inne), ale jak wiemy, w praktyce jest inaczej. Skąd zatem biorą się benzyny o wyższej wartości tego parametru?

Surowa benzyna po rafinacji i krakingu ma zbyt niską liczbę oktanową. Dodaje się do niej różnego rodzaju związków zwiększających sztucznie ten parametr, czyli tym samym „uodparniając” ją na samozapłon. Odporność ta może być znacznie większa niż w przypadku czystego izooktanu. Liczbę oktanową takiego paliwa określa się w nieco inny sposób. Stosuje się te same metody, ale z analizowaną substancją porównuje się mieszaninę izooktanu z określoną ilością dodatku zwiększającego liczbę oktanową, najczęściej jest to tetraetyloołów.

Zobacz również: Tylko na Autokult.pl

O ile teoria jest jasna, o tyle w praktyce patrząc na wartości liczby oktanowej paliw na całym świecie, możemy spotkać się ze sporymi rozbieżnościami. Wynikają one ze stosowania różnych norm służących do oznaczania tego parametru. Wyróżnia się głównie dwie podstawowe normy: RON (Research Octane Number) i MON (Motor Octane Number). Zasada pomiaru jest właściwie ta sama, ale różnią się warunki podczas testu. W obydwu wykorzystuje się jednocylindrowy silnik z regulowanym stopniem sprężania, który jest zwiększany przy stałych obrotach. W przypadku normy RON jest to 600 obr./min., a w MON – 900 obr./min. Dlatego też ta druga jest lepszą miarą tego, jak zachowuje się silnik pod obciążeniem i stosowana jest np. w lotnictwie, gdzie nazywa się ją także „ubogą liczbą oktanową”.

Analizując „surowe” paliwo pochodzące z rafinacji ropy naftowej nie wykażemy zbyt dużych różnic w liczbie oktanowej określonej normą RON lub MON. Jest to różnica ok. 1–2 oktanów. Zwiększa się ona jednak dla poszczególnych węglowodorów, które wchodzą w skład paliwa. W rezultacie, produkowane paliwa mogą wykazywać spore różnice w określanej liczbie oktanowej w zależności od stosowanej normy.

Powszechnie stosuje się jednak normę RON, która obowiązuje zarówno w Polsce jak i całej Europie. W Stanach Zjednoczonych, Kanadzie czy Australii obowiązuje jeszcze inna norma o nazwie DON (roaD Octane Number). Jest ona wynikiem sumy liczby oktanowej określonej przy pomocy norm RON oraz MON podzielonej przez dwa ([RON+MON]/2). Przy niewielkich różnicach między liczbą oktanową określoną w RON i MON, liczba oktanowa DON będzie zbliżona do wartości wyznaczonej wg. normy RON. Jak już jednak wspomniałem, różnice między RON, a MON mogą być dosyć znaczne, a to przekłada się na ostateczną wartość liczby oktanowej w normie DON, która może się różnić nawet o wartości rzędu 4–5.

Mając zaplecze teoretyczne na temat liczby oktanowej paliwa, w następnym artykule postaram się wyjaśnić w jaki sposób jej wartość przekłada się na moc oraz sprawność silnika.

Zobacz więcej artykułów z serii: Układ zasilania i paliwo

Podziel się:

Przeczytaj także:

Także w kategorii Poradniki i mechanika:

Regeneracja wtryskiwaczy Common Rail Smarowanie mechanizmów różnicowych - czy wymiana oleju jest konieczna? Eksploatacja świec zapłonowych – ocena wyglądu świecy Łańcuchy tekstylne - lepsza alternatywa dla stalowych? Świece zapłonowe - budowa i zasada działania Jak eksploatować samochód z instalacją gazową? Tramwaj czy auto - kto ma pierwszeństwo? Amortyzatory o zmiennej charakterystyce tłumienia - ciecze magnetoreologiczne Amortyzatory o zmiennej charakterystyce tłumienia - sterowanie zaworami elektromagnetycznymi Porównanie napędu Mazda SKYACTIV kontra Škoda TSI&DSG Opony zimowe - na co zwrócić uwagę Škoda Octavia 1,2 TSI - którą wersję silnika i jaką skrzynię lepiej wybrać? Amortyzatory o zmiennej charakterystyce tłumienia Jak dbać o oświetlenie pojazdu? Jaka prędkość na autostradzie jest najlepsza? Strefa ruchu i strefa zamieszkania - czym się różnią? Dlaczego opona zimowa lepiej sprawdza się podczas zimy? Jak kupować używane auto z instalacją LPG? – strona techniczna Czujniki ciśnienia w oponach TPMS – jak to działa? Czy zakup oszczędnego silnika się zwróci? Wtryskiwacze Common Rail – zasada działania Jak zabezpieczyć auto przed solą? Światła w samochodzie - kiedy włączyć jakie? Światła – oczy Twojego samochodu

Popularne w tym tygodniu:

Sprzedałeś samochód - rozlicz się z urzędem skarbowym „Na mechanika” - nowy sposób na oszukiwanie kierowców Tak łatwo można wpaść w kłopoty finansowe. Wystarczy brak OC 3.0d: flagowy diesel BMW nie jest taki idealny, jak go malują 5 zasad, dzięki którym będziesz lepszym kierowcą Czy można naprawić lampy LED? AdBlue: mocznik do diesla Usuwanie filtra DPF – nie ma z tym problemu, ale jest spór Samochody kompaktowe z prostymi silnikami benzynowymi Rozgrzany samochód jest dla dziecka śmiertelną pułapką Jak wybrać auto pod montaż instalacji gazowej? Sprawdzenie skuteczności amortyzatorów jest trudne. Dlaczego?