В сети на эту тему сломано много копий и ходит огромное количество мифов и псевдонаучных теорий и предположений. Давайте же попробуем разобраться в этом вопросе без мудреных научных выкладок и прочего.
Октановое число
Для начала давайте начнем с того, что же означают эти цифры 92, 95, 100? Это октановое число. Ну всё понятно же, да?) Конечно, ничего не понятно, что же такое это ваше октановое число? Для того чтобы узнать октановое число бензина, его горение сравнивают с горением смеси изооктана и н-гептана. И если у бензина октановое число 92, то это значит, что он горит так же, как смесь 92% изооктана и 8% н-гептана, если бензин 95, то 95% изооктана и 5% н-гептана. Отсюда и название «октановое число», т. к. определяется оно по изооктану.
Почему просто не замерить в бензине концентрацию этого изооктана, чтобы узнать его октановое число, а надо сравнивать со смесью изооктана и н-гептана? Дело в том, что бензин состоит из смеси углеводородов (предельные, непредельные, нафтеновые, ароматические), примесей и различных присадок, поэтому концентрация самого изооктана в нем может значительно меняться. Однако вся эта смесь (бензин) будет гореть так же, как и смесь только изооктана и н-гептана.
Детонационная стойкость
Следующий вопрос: о чем нам говорит октановое число? А говорит оно нам о детонационной стойкости. Чем выше число, тем меньше бензин склонен к детонации. А к детонации ли? И здесь мы сталкиваемся с подменой понятий и самым большим заблуждением. Что такое детонация — трах, бах, и всё сломалось. Это уже про взрывы, правда? Когда мы говорим про детонационную стойкость, мы имеем в виду не устойчивость к детонации (у нас не взрыв происходит в цилиндре), а к детонационному горению!
Детонационное горение
Что же такое детонационное горение? Наш двигатель внутреннего сгорания при работе сжимает топливовоздушную смесь, затем поджигает ее и тем самым при ее горении и расширении полученное давление использует для движения. Нарушение поджига и/или горения нашей топливовоздушной смеси из-за самовозгорания и есть детонационное горение. Ключевой момент: самовозгорание происходит не по всему объему цилиндра, как думают многие! Помните, мы говорили, что бензин — это смесь различных соединений. Так вот, некоторые из них при нарастании температуры и давления начинают самовозгораться, образовывая множественные вспышки в цилиндре. Таких точек (вспышек) в цилиндре много во всему объему, и время их возникновения разное.
От этих вспышек распространяются ударные волны, которые многократно отражаются от стенок цилиндра. Это и есть металлический звон, хорошо различимый при «детонации» (детонационном горении). Сами по себе эти волны не способны механически напрямую навредить двигателю, так как их сила мала, а время воздействия ничтожно (тысячные доли секунд). Однако они разбивают масляную пленку на стенках цилиндра и заставляют вибрировать поршень и кольца. А это, в свою очередь, ведет к резкому увеличению износа, при нарастании детонационного горения возможно и разрушение двигателя из-за повышенной вибрационной нагрузки.
Еще один негативный момент от детонационного горения — это неполное сгорание топливовоздушной смеси. При нормальных условиях пламя от искры равномерно распространяется по объему цилиндра. При «детонации» (детонационном горении) в камере сгорания во многих местах возникают вспышки. В эпицентре этих вспышек сгорел воздух, необходимый для горения, и в результате горения образовались газы (уже не горючие). Да еще и более стойкие к самовоспламенению соединения частично сгорели. И под давлением образовавшейся ударной волны эта смесь разлетается по цилиндру. В итоге наша топливовоздушная смесь, которую так тщательно готовил двигатель, точно вымеряя пропорции топлива и воздуха и равномерно перемешивая, становится похожа на сыр, мало того что наш сыр уже испорчен продуктами горения от этого самовоспламенения, так ещё и появились пустоты, где нет топливовоздушной смеси.
Отсюда у нас и падает мощность во время детонации, и растет расход. Да ещё и об экологии можно забыть, концентрация вредных веществ в выхлопе увеличивается на порядки. Ведь топливовоздушная смесь начинает гореть неравномерно и сгорает не полностью, в отличие от нормальных условий.
Производство бензина
В двух словах, как получают бензин. Современные технологии позволяют получать на выходе из реактора бензин с октановым числом 90–92. Все дальнейшие его превращения до 95 или 100 бензина происходят за счет добавления присадок. Эти присадки вводятся в небольших количествах и существенного влияния на энергоемкость, калорийность или как еще хотите. На энергию, выделяемую при сгорании бензина, не оказывают. (Будем в дальнейшем называть этот параметр «калорийность»). То есть что 92, что 95, что 100 имеют одну и ту же калорийность.
Скорость горения бензина
Может, скорость горения бензинов с разным октановым числом будет разная? Нет... А если и будет, то незначительная, т. к. техническая литература нам говорит следующее: скорость горения топливовоздушной смеси в цилиндре составляет 20-40 метров в секунду. Обратите внимание на разлет! И зависит она практически только от трех параметров: давление, температура и вихреобразование в цилиндре.
Бонус высокооктанового бензина
Но разница всё-таки есть, кроме детонационной стойкости. Многие отмечают некоторые улучшения от использования топлива с бОльшим октановым числом. В том числе на карбюраторной технике, которая никаким образом не может приспособиться к новому топливу. Ведь у такой техники нет ни датчика кислорода, ни датчика детонации и прочего. Дело в том, что на данный момент основная присадка, с помощью которой поднимают октановое число бензина, это МТБЭ. Это так называемая кислородосодержащая присадка. Кроме повышения октанового числа бензина, она обладает еще одним полезным свойством — улучшает полноту сгорания топливовоздушной смеси. Отсюда и объясняется улучшение характеристик при использовании топлива с МТБЭ. Несмотря на то, что сама присадка обладает меньшей калорийностью, чем бензин, за счет обеспечения лучшего сгорания обеспечивается прирост мощности, экономичности и экологичности.
Не из-за того, что 92-й бензин менее калорийный, чем 95-й, не из-за того, что он медленнее горит. А из-за лучшей полноты сгорания бензина. Вернемся к нашему вопросу, так чем же отличаются 92, 95 или 100 бензин? Только своей детонационной стойкостью и полнотой сгорания (при условии использования МТБЭ при производстве бензина)! И более ничем!
В следующей статье мы разберем, зачем нам нужны бензины с разным октановым числом.