Что такое октановое число бензина

Октановое число бензина — первое, на что нужно обратить внимание перед заправкой автомобиля. Рассказываем, что это за показатель, как он влияет на двигатель, какой бензин нужно заливать в бак и можно ли увеличить октановое число. 

Если объяснять простыми словами, то октановое число показывает устойчивость топлива к детонации. Чем оно выше, тем меньше риск подрыва топливо-воздушной смеси (ТВС). Поскольку бензин склонен к детонации гораздо больше, чем дизтопливо, октановое число — одна из его важнейших характеристик. 

Привычное обозначение, например, АИ-95, расшифровывается так:

• А — бензин автомобильный;
• И — октановое число определено исследовательским методом (об этом расскажем далее);
• 95 — октановое число.

Реже, но всё же встречается маркировка «А», например, А-76. Это значит, что октановое число бензина определяли моторным методом.

До сих пор существует устойчивый миф, что, чем выше октановое число, тем больше прибавка к мощности мотора. На самом деле обычный двигатель не станет мощнее, если  использовать высокооктановый бензин. Другое дело, если мотор сразу проектируется под топливо с более высоким октановым числом — в этом случае, при прочих равных (рабочем объёме, системе питания и т.д.), можно добиться большей отдачи.

Второй миф — высокое число говорит о таком же высоком качестве бензина. Качество топлива зависит от множества характеристик, а октановое число показывает единственное свойство. Поэтому даже АИ-98 может оказаться разбавленным или содержать большое количество спорных добавок.

Октановое число автомобильного бензина определяется двумя основными методами: исследовательским и моторным — с помощью поршневой установки УИТ-65 или 85. При этом имитируются различные условия работы двигателя, поэтому результаты могут отличаться.

Исследовательский метод

В этом испытании имитируется нагрузка на двигатель в городских условиях: топливо впрыскивается при температуре 52°С, установка выставляется на 600 об/мин. Когда возникает детонация, специальный датчик фиксирует её, и полученные данные сравнивают с эталонными образцами топлива. В обоих методах за эталон берут изооктан, октановое число которого принимается за 100. Бензину присваивают индекс в зависимости от того, насколько близко к эталону окажется испытуемый образец.

Моторный метод

В этом способе исследования октанового числа создаются более жёсткие условия работы мотора: частота оборотов устанавливается на отметке 900 об/мин, а температуру ТВС поднимают до 149°С. Так же, как и в исследовательском методе, момент детонации фиксируется специальными датчиками, и затем полученные характеристики сравниваются с эталонным образцом. 

Чувствительность зависит от химического состава топлива. Например, если в нём много ароматических и олефиновых углеводородов, то чувствительность будет высокой. Марки с большим количеством парафинов и изопарафинов, наоборот, будут менее чувствительными. Узнать конкретную цифру можно из документов, которые поставляют на АЗС с каждой партией топлива — посмотреть их может любой клиент.

В норме ТВС в бензиновом двигателе поджигается от свечи после сжатия, затем пламя от неё распространяется по камере сгорания, а рабочие газы аккуратно толкают поршень. Рост давления и температуры происходит относительно плавно, без резких скачков. Такой режим работы мотора считается оптимальным, но иногда процесс нарушается — происходит самовоспламенение топливно-воздушной смеси уже на этапе сжатия или одновременно с поджигом от свечи. В результате происходит микровзрыв с мощной ударной волной, которая распространяется со сверхзвуковой скоростью — более 2 км/с. 

Двигатель во время детонации испытывает повышенные механические и тепловые нагрузки. Например, резкое расширение рабочих газов сильно бьёт по поршню и стенкам его камеры, а также по поршневому пальцу, шатуну и коленвалу. Автовладелец при этом может слышать резкое и звонкое «стаккато» из-под капота. Также в двигателе быстро растёт температура, что тоже плохо сказывается на состоянии агрегата. Однако электронный блок управления не всегда поднимает тревогу, потому что единичные и редкие детонации в исправном двигателе — вариант нормы. Но если микровзрывы идут один за одним, может загореться check engine. 

К распространённым последствиям детонации топлива относятся:

• перегрев двигателя;
• быстрый износ и поломка цилиндро-поршневой группы;
• разрушение изоляторов свечей зажигания; 
• поломка кривошипно-шатунного механизма;
• выход из строя клапанов. 

Детонация особенно опасна для современных моторов с алюминиевыми поршнями, которые могут оплавиться из-за перегрева. Распознать взрывной характер горения ТВС можно по характерному металлическому стуку, который раздаётся из-под капота. Кроме этого, автомобиль может плохо разгоняться и заметно терять тягу при высокой нагрузке. 

Ехать с постоянно стучащим мотором небезопасно. Лучше остановится, заглушить двигатель и добраться до ближайшей СТО на эвакуаторе.

Однако, если стук единичный или непродолжительный, добираться до СТО можно своим ходом, минимизировав нагрузку на двигатель. Не стоит активно разгоняться, ехать в гору или тянуть прицеп — это может усугубить проблемы. 

Особого внимания требует детонация, которая появляется независимо от качества топлива. В этом случае нужна диагностика системы охлаждения двигателя, фазы ГРМ, датчиков детонации, проверка состояния свечей и топливной системы, наличия нагара и т.д. Вообще к любым подозрительным стукам в машине нужно относиться с должным вниманием. Особенно это касается новых автомобилей — современные ЭБУ умеют справляться с детонацией самостоятельно, но если мотор всё же «застучал», проблема, вероятнее всего, серьёзная. 

Между октановым числом и степенью сжатия существует прямая связь: чем оно выше, тем большее сжатие требуется для нормального горения топлива. То есть высокооктановый бензин более устойчив к самовоспламенению под давлением. Низкооктановое топливо, наоборот, легче вспыхивает от сжатия. Может показаться, что высокооктановый бензин подходит для всех моторов, в том числе старых, рассчитанных на марки вроде АИ-92 или даже АИ-80, но здесь есть подводный камень.

Дело в том, что высокооктановый бензин рассчитан на более мощные двигатели с высокими оборотами. Такое топливо горит дольше и при более высоких температурах, что может вызвать перегрев мотора, разработанного под низкооктановые марки. В старых карбюраторных моторах бензин с высоким октановым числом может сгорать в цилиндрах не до конца, что приводит к образованию нагара, а также к его догоранию уже в выпускном тракте.

В современных двигателям электроника может нивелировать эти недостатки. Некоторые водители предпочитают вместо предписанного АИ-95 заливать АИ-98 или «сотый» бензин, и повышение октана на несколько единиц не вредит мотору — блок управления адаптирует под него моменты зажигания и впрыска. Но, вопреки утверждениям владельцев, и не даёт серьёзных преимуществ. Мощность двигателя увеличивается всего на несколько лошадиных сил, малозаметных в повседневной езде. Расход топлива тоже немного снижается — но вряд ли компенсирует разницу в цене между сортами бензина.

Манипулирование с октановым числом в обратную сторону может стать ещё накладнее. Если производитель рекомендует, например, АИ-95, а водитель зальёт в бак низкооктановую марку, риск детонации многократно возрастёт.

При этом от неподходящего бензина мотор не сломается сразу. Современные системы управления двигателем могут корректировать впрыск топлива и моменты зажигания, отчасти нивелируя проблему. Но в конечном итоге ресурс агрегата всё равно заметно сократится.

Узнать подходящую марку топлива можно из инструкции по эксплуатации вашей машины. Нужная информация обычно находится в разделе про топливную систему. Там же есть рекомендации, что делать, если на заправке нет подходящего бензина. Например, для конкретного мотора рекомендован АИ-95, но допускается использование АИ-92 в крайних случаях. Ещё одно место, где можно найти информацию по топливу — лючок бензобака (с внутренней стороны) или наклейка возле горловины.

Повышение октанового числа бензина возможно в условиях нефтеперерабатывающего завода. Этого достигают разными химическими процессами: риформингом, изомеризацией и алкилированием. Выбор способа зависит от исходного сырья, с которым работает НПЗ. То есть в промышленных условиях можно «доочистить» бензиновые фракции и поменять структуру углеводородов для получения высокооктановых бензинов. 

Добиться схожих результатов с помощью присадок, которые называются октан-корректоры, не получится. Из АИ-92 нельзя сделать высококачественный АИ-95, просто залив флакон жидкости в бак. Про АИ-80 говорить излишне: такое топливо подходит только для очень старых автомобилей, грузовиков и сельхозтехники. 

Различные антидетонационные добавки могут немного повысить октановое число (по заявлениям производителей, до 6 единиц, но в подавляющем большинстве случаев цифра сильно завышена), однако чудес ждать не стоит. Их используют в основном при поездках в отдалённые локации, где могут быть трудности с поиском высокооктанового бензина. В таком случае присадки добавлять можно, но постоянно использовать их и заправляться неподходящим топливом специалисты не рекомендуют: рано или поздно это приведёт к проблемам с двигателем и топливной системой. Дело в том, что у присадок есть побочные эффекты: они осаждаются на стенках цилиндров и клапанах в виде нагара, могут резко сократить ресурс свечей зажигания или катализатора, забить нежные форсунки двигателя…

Кроме этого, присадки стоят дорого, и химические соединения, влияющие на октановое число, неустойчивы. Долго хранить такое топливо нельзя — его октановое число довольно быстро возвращается к исходному. 

До 2003 года в мире использовались октан-корректоры на основе металлоорганики, чаще всего тетраэтилсвинца. Из-за высокой токсичности он был заменён на менее опасные спирты, ароматические углеводороды и эфиры. 

Иногда для корректной работы техники требуется не повысить, а снизить октановое число — например, для использования в дачных агрегатах. Достать тот же АИ-80 бывает непросто, поэтому для достижения характеристик горючего, близких к требуемым, используют два способа: выветривание и разбавление керосином. 

Первый метод основан на летучести веществ, которые повышают октановое число. Они выветриваются со временем, но этот процесс очень сложно контролировать, поскольку скорость испарения добавок зависит от множества факторов. Создать необходимые условия и правильно определить время выдержки самостоятельно весьма сложно, поэтому такой способ практически не применяют.

Что касается разбавления керосином, то это небезопасный метод. Влияние такой смеси на конкретный мотор спрогнозировать сложно.

Для измерения октанового числа помимо лабораторных установок можно использовать специальные приборы. Однако точное оборудование стоит дорого, а бюджетные аналоги, предлагаемые рядовым автомобилистам, могут иметь погрешность до 10 единиц, поэтому их использование практически бесполезно.