Liczba oktanowa paliwa - co to jest, co określa, jaki ma wpływ na silnik?

Skąd przeświadczenie, że im więcej, tym lepiej?

Wielu kierowców powie Ci, że nalewanie paliwa o wyższej liczbie oktanowej pozwoli na szybszą, dynamiczniejszą i bezpieczniejszą pracę jednostki napędowej. W dodatku auto będzie miało większą kulturę pracy oraz moc niezbędną do jazdy. Jednym słowem: od oktanów wzrośnie liczba rzeczywistych koni mechanicznych do wykorzystania. Czy tak jest rzeczywiście?

Sęk w tym, że niekoniecznie. Ogólna moc silnika wcale nie musi wzrosnąć od tego, że zaleje się 98 zamiast 95. W takim razie liczba oktanowa paliwa – co określa? Na pewno nie to, jak wiele koni można wyciągnąć z motoru. W rzeczywistości bowiem silnik musi być dopasowany do konkretnego środka napędowego, a nie zawsze jest to 98 czy większa liczba oktanów. Nasze „codzienne” silniki mogą lepiej jeździć np. na 95. Dlaczego?

Wszystko zależy od zestrojenia jednostki napędowej, od jej modyfikacji, układu, zamysłu konstruktorskiego. W rzeczywistości, o czym zaraz powiemy nieco dokładniej, jest tylko i aż odporność na spalanie stukowe. Sama w sobie nie podnosi mocy silnika, nie dodaje koni, nie sprawia, że motor staje się dynamiczniejszy. Czasem jest wręcz przeciwnie, bo gdy rosną oktany, maleje wartość opałowa.

Czym jest liczba oktanowa paliwa?

No dobrze, ale na razie przejdźmy do suchej i bardzo precyzyjnej definicji. A co w niej mamy? Zgodnie z oficjalnym wytłumaczeniem to, co określa liczba oktanowa paliwa, to odporność benzyny na spalanie detonacyjne. Dzięki temu, im wyższa wartość, tym mieszanka paliwowo-powietrzna musi ulec spalaniu prawie że całkowitemu lub całkowitemu. Ale tyle teoria. Co to oznacza w praktyce?

Wyższa liczba oktanowa utrudnia pojawienie się tzw. lokalnych samozapłonów. Proces zachodzący w cylindrze musi przejść z określoną szybkością, a moment zainspirowany przez iskrę od świecy zapłonowej. Jeśli oktanów okaże się za mało, to może dojść do samozapalenia się mieszanki, a to może być niezwykle szkodliwe dla silnika. Osłabia tłoki, zawory i układ korbowy.

Wiemy jednak tyle, że wyższa liczba oktanowa zmniejsza prawdopodobieństwo pojawienia się samozapłonów, a nie je redukuje do zera. To jedno. Druga rzecz to konstrukcja silnika. Proces spalania jest od niej bardzo zależny, a więc jeśli skład chemiczny paliwa ma wpływ na to, jak przebiega zapłon, wówczas liczba oktanowa jest niezwykle ważna. Ale wcale nie musi oznaczać, że wyżej znaczy lepiej.

Wartość opałowa paliwa

Powiedzieliśmy już, że to, co określa liczba oktanowa paliwa, to zdolność do przeciwdziałania spalaniu stukowemu, a jednocześnie, że wraz ze wzrostem tej wartości, maleje inna – opałowa. Czym jest? To ilość ciepła wydzielana przy spalaniu jednostki masy lub objętości paliwa przy całkowitym albo zupełnym spalaniu. Co to oznacza w praktyce?

Znaczenie wartości opałowej świetnie widać na przykładzie gazu i benzyny. LPG ma ją większą w przeliczeniu na kilogram, ale nawet do 20% niższą w przeliczeniu na litr. Średnio LPG ma 110 oktanów, a wartość opałowa sięga nieco powyżej 3600 kJ/m3. Z kolei niższa wartość klasycznej benzyny, a więc 95, ma wartość opałową powyżej 3800 kJ/m3.

To oznacza, że pomimo wyższej liczby oktanowej, spalenie benzyny wydzieli więcej ciepła. A to z kolei przekłada się na moc w silniku. Widać więc wyraźnie, że sama wartość opałowa czy sama liczba oktanów nie mogą powiedzieć nam w zupełności o tym, jak skutecznie będzie spalało się paliwo w komorze. Trzeba mieć pełnię wiedzy i dane, by móc analizować i weryfikować, co lepsze.

Jak określa się liczbę oktanową?

A skąd w ogóle wiadomo, jaka jest liczba oktanowa paliwa – co określa i jakimi wartościami się charakteryzuje? Opracowano dwa wzorniki, na podstawie których wykonuje się pomiarów. Są to:

• izooktan,

• heptan.

Paliwo mające właściwości spalania jak pierwszy parametr przyjmuje się wartość 100 oktanów. Natomiast w drugim przypadku jest to cyfra 0. Przeprowadza się więc specjalny test w silniku. Analizowaną mieszankę benzyny poddaje się porównaniom z izooktanem i heptanem. Jak dokładnie to działa? Wyniki benzyny 95 powinny pasować w 95% izooktanowi, a w 5% heptanowi.

A skoro tak, to liczba oktanowa nie powinna przekraczać 100, a przecież wiemy, że jest inaczej. Sama surowa benzyna po rafinacji i tzw. krakingu ma małą liczbę oktanową. Dlatego należy dodać do niej różne związki, które poprawią ten parametr. W ten sposób benzynę po prostu uodparnia się na samozapłon, daje się odporność. Można więc powiedzieć, że to, co określa liczba oktanowa paliwa, to bezpieczeństwo.