Benzín, oktanové číslo

Benzín

Z čeho vzniká

Benzín je jedna z frakcí ropy která destiluje v rozmezí 30-215°C. Takto lze získat však pouze 5-25% z původního objemu ropy. Přišlo na řadu krakování, kdy se velké molekuly tříští na menší s žádaným bodem varu. Krakuje se buď zvýšenou teplotou nebo za pomocí katalyzátorů. Tímto způsobem nejen že vzrostla větší výtěžnost z ropy, ale taky se zvýšila kvalita, protože hoření benzínu záleží na poměru složek prospěšných (izoalkany, aromaty) a nepříznivých (n-alkany). Dalším způsobem jsou aromatizační reformingy a alkylační pochod.

Odpařnost

Benzín je směsí uhlovodíků a dalších látek jako jsou poarafíny, olefíny a aromatické látky. Přibližný vzorec je C6H14. Odpařnost je jedna z nejdůležitějších vlastností a je určena destilační křivkou kde na svislé ose je teplota a na vodorovné odpařená procenta objemu paliva. Určují se tři významné body a to 10% bod (teplota kdy se odpaří 10% objemu) který ukazuje nejnižší možnou teplotu startu. Dnešní benzíny ji mají na hodnotě 55-65°C což představuje start v teplotách kolem –20°C. Dalším bodem je 50%. Ovlivňuje akceleraci (nižší hodnota-živější motor) a rychlost ohřevu motoru. Vysoká teplota odpařnosti způsobuje, že se do spalovacího prostoru (zvláště při studeném motoru) dostává paliva v kapalném stavu a smývá olejový film ze stěny.

Hoření

Při přeskoku jiskry na svíčce vzniká pomalý oxidační proces a vlivem vznikajícího tepla se oxidace urychluje a vznikne plamená fronta o rychlosti 15-50m/s. Nastane velký vzrůst tlaku který vykonává práci na píst. Aby tlak vznikl ve vhodný okamžik tj. těsně za horní úvratí (HU) musí se směs zapálit s jistým předstihem. Je možné, že před plamenem vznikají ohňová centra a ty explodují a tlak na píst jde v době kdy nepřekročil HU a tím klesá výkon a zvedá se teplota (detonační spalování). Sklon ke klepání zvyšují tyto faktory: vyšší komprese, menší otáčky, velké vrtání, špatné chlazení, dobře těsnící kroužky, čistý vzd. filtr, suchý vzduch. Je jasné, že tyto vlastnosti od motoru vyžadujeme tak jediná cesta jak docílit bezdetonačního spalování je přidat do benzínu složky usměrňující hoření. Aby se dalo objektivně hodnotit kvalita paliva a jeho odolnost vůči klepání používá se porovnání s technicky čistými palivy. Jedním je n-heptan, který má velký sklon ke klepání a izo-oktan s velkou odolností vůči detonacím. Paliva se míchají a obsah izooktanu určuje oktanové číslo.

Oktanové číslo

Oktanové číslo benzínu laicky řečeno značí jeho "samozápalnost". Tedy čím vyšší oktanové číslo, tím také vyšší teplota, při níž benzín vybuchuje samovolně ještě před vlastním zážehem zapalovací svíčkou. Teplota ve válci je závislá na mnoha faktorech (teplota okolí, účinnost chlazení, bohatost směsi, pístová rychlost, stupeň komprese, předstih atd.) a použitý benzín musí vyhovět i při vysokém stupni zatížení. Známý klepavý zvuk - nesprávně nazývaný klepání ventilů, jsou detonace ve válci dávno před skutečným zážehem. Tyto detonace vyvíjejí extrémní tlaky na píst a celý klikový mechanismus. Při použití benzínu s nízkým oktanovým číslem v motoru s vysokým stupněm komprese dohází k samozápalům i při běžném režimu běhu motoru, ten nepodává plný výkon, roste spotřeba a motor se poškozuje. Není tedy pravda, že levnějším benzínem ušetříme - naopak, použitím kvalitního benzínu jeho spotřeba klesá. Je dobré, znát oktanový požadavek svého motoru a ten dodržovat.Každý motor má svůj oktanový nárok a palivo s nižším OČ může způsobit detonace.