Как замерить октановое число бензина

Определяем качество бензина в домашних условиях

Из курса органической химии вы знаете, что бензин – это самая легкая фракция из жидких фракций нефти. Эту фракцию получают в числе разных процессов переработки нефти: ректификации, термического и каталитического крекингов и др. Бензин представляет собой смесь углеводородов, состоящих в основном из предельных 25-61 %, непредельных 13-45%, нафтеновых 9-71 %, ароматических 4-16 % углеводородов с длиной молекулы углеводорода от C₄ до C₁₀. Чем выше в бензине доля углеводородов развлетвленного строения, т.е. чем выше октановое число, тем лучше качество бензина.

Как вы знаете, окта́новое число́ (от [изо]октан) — показатель, характеризующий детонационную стойкость топлива (способность топлива противостоять самовоспламенению при сжатии) для двигателей внутреннего сгорания. Число равно содержанию (в процентах по объёму) изооктана (2,2,4-триметилпентана) в его смеси с н-гептаном, при котором эта смесь равноценна по детонационной стойкости исследуемому топливу в стандартных условиях испытаний.

Изооктан с трудом самовоспламеняется даже при высоких степенях сжатия, и его октановое число по определению принято равным 100. Напротив, сгорание в двигателе н-гептана даже при невысоких степенях сжатия сопровождается стуком в двигателе, поэтому его октановое число принято за 0. В России в зависимости от значения октанового числа выпускаются пять марок автобензинов: А-72, А-76, АИ-91, АИ-92 и АИ-95.

При использовании бензинов с низким октановым числом снижается мощность двигателя и ускоряется его износ, а при возникновении детонационных волн двигатель может быть повреждён или разрушен. Проблема с качеством бензина на российских заправках, к сожалению, остается актуальной и сегодня.n Как же в домашних условиях можно проверить качество бензина, чтобы выбрать автозаправку с качественным бензином для заправки своего «железного коня»?

Зачастую проблема качества нынешнего бензина заключается в том, что он очень часто имеет посторонние примеси, которые негативно сказываются на работе двигателя. Самый простой анализ. Нанесите капельку бензина на руку, если он растечется и превратится в жирное пятно, значит в этом бензине много различных примесей. Если же он сразу начнет испаряться, то даже не сомневайтесь – бензин отличный.

Можно продолжить этот анализ на присутствие присадок, воспользовавшись для этого листком белой бумаги, на который нужно капнуть немного бензина. Подуйте на смоченное бензином место до тех пор, пока он не испарится. Осмотрите бумагу – она должна остаться такой же белой. Если все же цвет изменился и остались следы – бензин низкого качества. Если горючее не оставило каких-либо следов, это говорит о его высоком качестве.

Также немаловажный аспект – это содержание в бензине различных смол. Если их присутствие превышает норму, то двигатель в процессе эксплуатации будет повреждаться. Для определения наличия смол, масел и других нежелательных веществ необходимо капнуть бензином на чистое стекло и поджечь. Если после выгорания топлива на стекле остаются белые разводы, это свидетельствует о том, что горючее не содержит примесей. А если разводы приобретают желтый, оранжевый или коричневый цвет, значит, в этом бензине присутствуют смолы в высоких концентрациях. Остатки сажи на стекле говорят о том, что в горючем есть бензол. Если бензин сгорел не полностью и на стекле остались маленькие капельки, значит, бензин разбавляли дизельным топливом.

Чтобы определить, разбавлен ли бензин водой, нам понадобится небольшой прозрачный сосуд и один реактив – марганцовокислый калий KMnO₄. Наливаем в сосуд немного бензина и рассматриваем – жидкость должна быть прозрачной и иметь бледно-желтый цвет. Добавляем в сосуд с бензином кристаллики нашего реактива и смотрим на произошедшие изменения, если цвет изменился и стал розовым или еще хуже фиолетовым, в бензине присутствует конденсат. При длительном использовании такого бензина пострадают свечи зажигания, а также топливная аппаратура.

Таким образом, эти простейшие анализы позволят вашим родным и знакомым выбрать автозаправку с качественным бензином. Кроме того, вы со своими одноклассниками может сделать интересный и нужный проект по анализу качества бензина от различных поставщиков.

Автор В.Е. Никитин

1. Рудзитис Г.Е. Химия. Органическая химия. 10 класс: учеб. для общеобразоват. организаций с прил. на электрон. носителе (DVD)/Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман. — 18-е изд. — М.: Просвещение, 2014. — 191 с.: ил.

Ультразвуковой измеритель октанового числа бензина

Многие современные автомобили оснащены электронной системой зажигания с компьютерным блоком управления подачей и впрыском топлива. Один из важных для правильной работы блока управления параметров — октановое число бензина. При его несоответствии стандартному двигатель не сможет работать в оптимальном режиме, нарушится процесс управления впрыском топлива вплоть до аварийной потери мощности. Поэтому наличие простого и доступного для всех автолюбителей устройства контроля октанового числа бензина, заливаемого в топливный бак, сегодня весьма актуально.

Известно множество различных способов измерения октанового числа бензина [1], на основе которых освоен выпуск октаномеров. Например, широко применяемый в России прибор ZX101C фирмы Zeltex использует метод измерения октанового числа, основанный на поглощении бензином инфракрасного излучения в диапазоне 800. 1100 нм. Запатентованная оптическая схема прибора содержит 14 светофильтров, в результате чего образуются 14 отсчётов спектра поглощения в указанном диапазоне. Далее на основе калибровочной модели вычисляется октановое число.

Выпускается также лабораторный анализатор ХХ-440, предназначенный для экспресс-анализа октанового числа бензина. Он прост в использовании и имеет высокую надёжность благодаря сложнейшим современным технологиям и запатентованным техническим решениям, применённым при его создании. После каждого включения прибор самотестируется для достижения максимальной точности. Результаты измерения отображаются на дисплее и могут быть распечатаны на встроенном принтере с указанием номера пробы, даты и времени проведения испытаний. Но стоимость такого прибора измеряется десятками тысяч долларов США. Создать аналогичные октаномеры в домашних условиях весьма затруднительно даже очень опытному радиолюбителю.

Для создания малогабаритного и дешёвого прибора оперативного контроля качества топлива можно воспользоваться ультразвуковым методом определения октанового числа бензина [2], в основе которого лежит измерение скорости распространения ультразвука в бензине. На основе этого метода отечественной промышленностью уже выпускаются октаномеры АС-98, SHATOX SX-150, ОКТАН-ИМ и др.

Рассматриваемый ниже октаномер не претендует на высокую точность определения октанового числа бензина по сравнению с заявленной точностью промышленных приборов, но тем не менее позволяет отличить хороший бензин от плохого. Это немаловажно для автолюбителя, так как качество бензина на многих АЗС, к сожалению, не соответствует нормам. К тому же такой октаномер прост в изготовлении, требует минимального налаживания, в нём использована дешёвая элементная база.

Рис. 1. Блок-схема ультразвукового октаномера

Блок-схема ультразвукового октаномера показана на рис. 1. На выходе генератора одиночного импульса формируется импульс (1), который передатчик переносит на резонансную частоту излучателя ультразвука (2). У наиболее распространённых ныне выпускаемых ультразвуковых излучателей эта частота равна 40, 200 или 400 кГц [3]. Импульс излучается в бензобак автомобиля. На противоположной стороне бензобака ультразвуковой приёмник принимает этот импульс (3), а селективный детектор превращает его в импульс постоянного тока (4), задержанный относительно импульса (1) на время распространения ультразвука в бензине. Это время равно

где L — расстояние между излучателем и приёмником ультразвука; V — скорость распространения ультразвука в анализируемом бензине. По фронтам излучённого и принятого импульсов формируется импульс (5), длительность которого равна Δt. Измерив её и зная расстояние между излучателем и приёмником, можно вычислить скорость V и по ней оценить октановое число бензина. Для измерения длительности импульс заполняют следующими с известным периодом счётными импульсами и подсчитывают их число. Затем это число сравнивают с эталонными константами для разных марок бензина, и по результатам сравнения, выводимым на светодиодный индикатор, делают вывод о марке и качестве бензина.

Значения скорости распространения ультразвука при различной температуре в бензинах, используемых в настоящее время в автомобильных двигателях и в воздухе, приведены в табл. 1.

Проверка качества топлива

Качество топлива — одна из важнейших характеристик, влияющих на эксплуатационные характеристики авто и срок службы. К сожалению, отечественные автомобилисты все еще испытывают сложности с бензином, особенно на маленьких несетевых заправках. Невысокий уровень доверия предлагаемому там топливу вполне объясним. Ведь проверить его практически невозможно. Или возможно? Сегодня мы расскажем о нескольких способах проверить, каким горючим вы заправляетесь.

Как быстро проверить качество бензина

Получить на 100% верный ответ — качественное топливо реализуют на АЗС или нет, можно только в лаборатории. Но вот выявить грубые нарушения получится прямо на заправке:

• Учитываем скорость испарения. Перед заправкой возьмите заправочный пистолет и проведите по его внутренней стороне пальцем. Качественное топливо испаряется практически мгновенно. При этом на пальцах не должно быть масляной пленки.
• Выявляем примеси. Понадобится белый лист (подойдет чек). Капаем на лист бензином и ждем пару минут. После испарения качественного топлива на листе не останется пятна. А вот темные круги свидетельствуют о большом количестве примесей. Оставшиеся мелкие капли — о наличии масла (возможно, даже машинного).
• Оценка по грязным рукам. Испачкайте руки и плесните на них немного бензина. Качественный бензин легко удаляет с рук пятна грязи, масла.
• Выявляем воду. Для опыта необходима прозрачная емкость. Наливаем в нее немного бензина и добавляем марганцовку или кусочек химического карандаша. Если топливо качественное, то марганцовка не вступит в реакцию — цвет не изменится. Изменение цвета на фиолетовые или розовый, говорит о наличии воды.

Если есть время, то можно оценить качество с помощью горения. Но строго за пределами АЗС. Понадобится 20 г бензина и стеклянная поверхность. Наливаем топливо и поджигаем. После полного сгорания должны остаться светлые следы или ничего. А вот следы гари, копоти, масляные пятна характерны для горючего низкого качества. Так, желтые круги или коричневые сообщают о превышении смолы.

Внешний вид

Конечно, бензин — это не мясо или рыба, понюхав которые можно сразу определить, испортились они или нет. Но кое-какие выводы можно сделать и на основании внешнего вида. Причем начать можно не с самого топлива, а с его стоимости. Если на сетевых заправках с качеством и ценой все относительно понятно — их контролируют из головного центра, то местечковые АЗС зачастую работают по-другому. Их цель — купить как можно дешевле и продать дороже. Высокая цена вовсе не гарантирует, что вы зальете хороший бензин. Но низкая — однозначно говорит о невысоких характеристиках топлива.

Если не боитесь немного испачкаться и пропахнуть бензином, то перед заправкой проведите пальцем по внутренней стороне сопла заправочного пистолета. Оставшиеся внутри масло, грязь, налет — признак низкокачественного горючего. Хороший бензин не оставляет подобных следов, быстро испаряется и ствол пистолета внутри успевает полностью высохнуть от заправки до следующей заправки. Для более информативной проверки можно капнуть немного жидкости на руку. Качественное топливо быстро испарится и не оставит жирных следов.

Есть еще несколько вариантов проконтролировать горючее по внешним признакам:

• Нанесите каплю на бумагу. После высыхания не должно оставаться жирного или цветного следа. Их наличие — знак того, что бензин с примесями.

• Чтобы проверить, есть ли в горючем смолы, нанесите каплю на стекло и подожгите. После сгорания изучите оставшийся след. Если он образован белесыми кругами — значит, в топливе нет вредных смол. Желтый или коричневый след горения говорит об обратном.

• Налейте бензин в прозрачную емкость и изучите его на просвет. Качественное горючее будет прозрачным с легким желтоватым (или голубоватым — для высокооктановых марок) оттенком — без примесей и осадка. Добавьте в жидкость несколько кристаллов марганцовки. Проявление на просвет розоватого цвета с большой вероятностью говорит о том, что в топливе присутствует вода.

Стоит обратить внимание и на запах бензина (хоть это не рыба и не мясо, как мы говорили выше). Если почуете нотки сероводорода (тухлых яиц) — значит, качеством горючее не блещет.

Работа двигателя

По работе двигателя также можно определить качество бензина. Признаков плохого горючего несколько:

• Автомобиль глохнет на холостом ходу или «гуляют» обороты в этом режиме работы двигателя. Обычно это ощущается не сразу после заправки, а через несколько километров езды.

• На электродах свечей присутствует ярко-красный налет. Значит, в топливе, скорее всего, есть присадки, повышающие его октановое число. При работе на хорошем бензине налет на свечах светло-коричневый.

• На топливном фильтре остаются разноцветные следы и скапливается осадок. Этот метод особенно показателен, если вы регулярно заправляетесь на одной и той же АЗС.
• Падает приемистость двигателя. Эту проверку лучше осуществлять, заправляясь бензином на «сухой» бензобак. Если автомобиль хуже заводится, не тянет в горку, плохо набирает скорость — дело, скорее всего, в некачественном горючем.

Определить качество можно и по выхлопу. Заметный дым белого или сизого цвета, а также непривычный запах — сигнал, что с бензином что-то не так. Скорее всего, в нем присутствует конденсат, масло или другие примеси, которые не сгорают в цилиндрах.

Инструментальный анализ

Конечно, в домашних условиях «на коленке» сделать правильные выводы о характеристиках топлива можно лишь примерно, на глазок. Определить реальные параметры можно при помощи специального прибора — октанометра. Как нетрудно догадаться из названия, он измеряет октановое число горючего. Для проверки необходимо на некоторое время (3–5 секунд) опустить щуп устройства прямо в бензин. Если цифры на дисплее соответствуют заявленным показателям, то с большой долей вероятности горючему на этой АЗС можно доверять. В противном случае таким топливом лучше не заправляться.

Еще один способ испытать бензин — измерить его плотность ареометром. В зависимости от марки показатели могут меняться, но в любом случае они должны находиться где-то в пределах 0,7–0,8 г/см3. Иное значение, полученное во время проверки, говорит, что в этом топливе либо много присадок, либо мало самого бензина.

Конечно, полной информации о составе и характеристиках горючего даже такая инструментальная проверка, к сожалению, не даст. Самый лучший способ — провести анализ в лаборатории. Но это, скорее, из области фантастики. Поэтому, если по какому-то из вышеописанных пунктов у вас возникли сомнения, лучше отказаться от заправки и поискать другую АЗС.

Если вы хотите, чтобы на автозаправочной станции ситуация с топливом улучшилась, или хотите наказать недобросовестных продавцов, следует обратиться в Роспотребнадзор (есть как единая телефонная линия — 8-800-555-49-43, так и региональные центры).

Некачественный бензин может привести к поломке автомобиля. Если такое случилось, пишите жалобу в общественную приемную Росстандарта или звоните по телефону горячей линии — 8-495-547-51-51. При обращении в организацию указывают личные данные — имя, фамилию, телефон, адрес АЗС и марку бензина, которым был заправлен автомобиль.

Доказать факт поломки авто из-за некачественного топлива можно, вооружившись поддержкой свидетелей (например, ваших пассажиров), сохранив чеки о покупке горючего на АЗС. Также нужно взять пробы бензина в отдельную емкость и опломбировать, а после составить акт (количество жидкости, ее технические характеристики, сертификаты качества) и вызвать сотрудников Роспотребнадзора.

Зная различные способы как домашней проверки горючего, так и инструментальной, можно уберечь машину от заправки некачественным топливом.

Чек-лист “5 способов экономии для владельцев автопарка”

Оставьте свои контактные данные и получите PDF с чек-листом про экономию автопарка. 5 основных способов будут ждать вас на почте

Октановое число бензина: что это такое

Чтобы понять, подходит ли автомобилю та или иная марка топлива, автолюбители смотрят на его октановое число (ОЧ). Но, далеко не все понимают, что такое октановое число, на что оно влияет и почему важно заправлять машину именно тем топливом на которое она рассчитана.

Что такое октановое число

Во время работы автомобильного двигателя смесь воздуха и паров бензина сжимается до определённой величины поршнями цилиндров, после чего поджигается электрической искрой. Энергия сгорания бензиновых паров, собственно говоря, является той силой, которая вращает колёса машины.

Однако если сжать топливно-воздушную смесь слишком сильно, она может воспламениться самопроизвольно, не дожидаясь искрового зажигания. Этот процесс называется детонацией и приводит к повышенному износу и поломке двигателя. В современных автомобилях с этим пытаются бороться с помощью специальных датчиков, которые фиксируют детонацию и подают сигнал на бортовой компьютер, который либо корректирует топливный цикл, либо, если опасность детонации устранить невозможно, просто блокирует работу мотора.

Но, современных технологий недостаточно, для корректной работы двигателя обязательно нужно подходящее топливо. Показатель стойкости бензина к самовоспламенению при сжатии называют октановым числом топлива. Чем выше октановое число, тем более высокое давление может выдержать бензин при сжатии в камере двигателя.

Чем опасна детонация

Как было сказано выше, в процессе работы автомобильного двигателя смесь бензина и воздуха сжимается поршнем, воспламеняется электрической искрой и сгорает, выделяя энергию, которая направляется на вращение колёс. Чем больше удаётся сжать воздушно-бензиновую смесь, тем выше будет эффективность двигателя. Но увеличение силы сжатия приводит к самопроизвольной детонации бензина.

Детонация приводит к деформированию поршней и шатунов. Элементы двигателя, соприкасаясь между собой, издают лязгающие звуки и спустя непродолжительное время приходят в полную негодность. Если двигатель некоторое время работает на низкооктановом топливе, то из-за детонации:

• прогорают клапаны;
• плавятся и деформируются поршни;
• сгибаются шатуны;
• перегревается двигатель.

Всё это неизбежно приводит к быстрой поломке. Разрушения элементов двигателя могут оказаться настолько серьёзными, что потребуется полная замена силового агрегата.

Как повышают октановое число бензина

Во второй половине ХХ века наиболее популярным способом повышения октанового числа бензина было добавление в его состав тетраэтилсвинца. Это вещество эффективно понижает способность топлива к детонации. Промышленным способом изготовить тетраэтилсвинец несложно, причём его стоимость практически не влияет на конечную цену топлива.

В настоящее время тетраэтилсвинец запрещён к производству практически во всех странах мира. Вместо него в качестве присадок, повышающих октановое число, используются углеводороды ароматической и парафиновой группы. К сожалению, многие из этих веществ чрезвычайно легко испаряются, поэтому при длительном хранении октановое число топлива падает. Если вы зальёте в обычную канистру 95-й бензин и оставите в гараже на несколько недель, за это время он самопроизвольно превратится в 92-й или даже 80-й. Поэтому держать запас бензина для современного авто не имеет смысла.

Как понижают октановое число

До сих пор в нашей стране используется большое количество техники, рассчитанной на использование низкооктановых бензинов – 80-го и даже 76-го. Речь идёт не только о старых марках машин, но и о мотоблоках, бензиновых генераторах и других устройствах. Покупка новых агрегатов обойдётся владельцам слишком дорого, поэтому методы понижения октанового числа достаточно актуальны для наших автовладельцев.

Наиболее простым способом, применяемым народными умельцами, является выпаривание присадок. Считается, что если оставить канистру с бензином открытой, то каждый день октановое число будет понижаться на 0,5. Таким образом, чтобы превратить 92-й бензин в 80-й, потребуется две недели.

В некоторых случаях сходный эффект даёт смешивание бензина в определённой пропорции с керосином. Одно время этот способ широко применялся владельцами старых машин. Но, способ не прижился, так как пропорция разбавления должна каждый раз определяться эмпирическим путём.

Измерение октанового числа

К сожалению, даже приобретение топлива на заправочной станции не всегда гарантирует соблюдение заявленной величины его октанового числа. Однако в домашних условиях замерить его чрезвычайно сложно, для этого требуется специальное оборудование и эталонные химические вещества. В лабораториях измерение выполняют двумя способами – моторным и исследовательским. Оба основаны на сравнении бензина с эталонным углеводородом, октановое число которого равно 100, и с n-гептаном, обладающим нулевым показателем.

• Моторный способ. Разогретую до 150 градусов топливную смесь подают в двигатель, который разгоняют до 900 об/мин. Моторный способ лучше всего подходит для низкооктановых марок топлива.
• Исследовательский способ. Топливную смесь подают в двигатель без предварительного нагрева, частота вращения составляет 600 об/мин. Этот метод эффективен для замеров бензина с октановым числом свыше 92.

Кроме того, для измерения октанового числа применяют специальные приборы. Однако они не пользуются высокой популярностью, так как дают слишком большой разброс результатов при замерах.