Oktanové číslo

Oktanové číslo (OČ) paliva vyjadřuje objemový podíl dvou látek: izooktanu (odpovídá oktanovému číslu 100) a n-heptanu (čistý n-heptan má definicí určeno oktanové číslo 0). Primární benzíny získané destilací ropy mají vzhledem k požadavkům dnešních motorů nedostatečné oktanové číslo, proto je ho třeba zvýšit. Současné motory vyžadují OČ minimálně 90, i když např. USA je běžně k dostání tzv. „REGULAR“ s OČ 87. Nejdůležitější metodou ke zvýšení oktanového čísla benzínu je izomerace lehkých benzínů a reformování těžkých benzínů. Oktanové číslo upraveného benzínu může mít i vyšší hodnotu než 100, což vyjadřuje fakt, že dané palivo je ještě odolnější proti samozápalu než čistý izooktan.

Od dvacátých let dvacátého století se zvyšovalo oktanové číslo pomocí olovnatých aditiv. Jelikož je ale olovo jedovatá látka, která se nespálí, a navíc poškozuje katalyzátor, postupně se od olovnatého benzínu ustupovalo. V roce 1995 již tvořila olovnatá paliva pouhých 0,6 % celkového prodeje benzinu a od 1. ledna 1996 byl prodej olova pro použití v silničních vozidlech zakázán úplně. V současné době se tedy vyrábí benzíny bezolovnaté, jejichž oktanové číslo je zvyšováno příměsí uhlovodíků éterického původu.

Velikost oktanového čísla řidič zjistí už při tankování např. ze stojanu nebo na výdejní pistoli. Například palivo Natural 91, které má oktanové číslo 91. Znamená to, že palivo je stejně odolné proti samozápalu jako směs, skládající se z 91 % oktanu a 9 % heptanu.

Detonační spalování
Antidetonační vlastnosti automobilových benzínů jsou charakterizovány oktanovým číslem, které vyjadřuje odolnost benzínu proti detonačnímu spalování. Detonační spalování vzniká při místním vzplanutí části směsi paliva se vzduchem, které má charakter detonace. Tzn., že se tlaková vlna, vyvolaná detonačním spalováním, šíří spalovacím prostorem nadzvukovou rychlostí a při dopadu na stěny spalovacího prostoru vyvolá rázy v klikovém mechanismu. Detonační spalování se projevuje tzv. „klepáním motoru“.

Případný vznik detonačního spalování je ovlivněn především kompresním poměrem, tvarem spalovacího prostoru, předstihem zážehu a samozřejmě zmiňovaným oktanovým číslem benzínu. Rychlost šíření plamene při normálním hoření je 20 – 40 m/s a rychlost šíření tlaku je 1000 m/s. Při detonačním spalování se plamen šíří místní řetězovou reakcí a šíření tlakové vlny dosahuje rychlosti až 3000 m/s.

Stanovení velikosti oktanového čísla
Hodnoty oktanového čísla paliva se získají měřením na zkušebním jednoválcovém motoru s proměnným kompresním poměrem, tedy podobnou cestou jako u stanovování cetanového čísla motorové nafty. Existují dvě metody stanovení velikosti oktanového čísla:

• stanovení oktanového čísla motorovou metodou – ČSN 65 6197

je určováno při 900 otáčkách za minutu. Popisuje spíše chování při provozu ve vyšších rychlostech, např. na dálnici. Oktanové číslo motorovou metodou je typicky o cca 10 bodů nižší!!!

• stanovení oktanového čísla výzkumnou metodou – ČSN 65 6161

je určováno při 600 otáčkách za minutu. Je vhodné pro popis městského provozu při nízkých rychlostech a s častou akcelerací. V praxi se téměř všude uvádí pouze oktanové číslo získané touto metodou, oktanové číslo motorovou metodou je však definováno v normách. 

Princip stanovení
Jednoválcový zkušební motor umožňuje postupnou změnu kompresního poměru. U motoru běžícím na zkoušené palivo je zvyšován kompresní poměr, dokud nenastane detonační spalování. Na motoru je ponechán nastavený kompresní poměr. V druhém kroku je motor spuštěn na směs isooktanu a n-heptanu. Poměr směsi se plynule mění, dokud opět nenastane při daném kompresním poměru detonační spalování. Známý poměr isooktanu a n-heptanu, který je právě spalován určí oktanové číslo.

Text: Jan Sajdl
Foto: www.lcbamarketing.com, www.roper.cz,
Klíčová slova: palivo, oktanové číslo, octan rating, octan number, benzin, benzín, kvalita paliva, zážehový motor