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辛烷值(Octane Number)到底是什么?辛烷值的含義到底是什么?

發(fā)布時間:2023-09-13 瀏覽數(shù):2136次
  • 辛烷值(Octane Number)是用來評估交通工具所使用的燃料(汽油)抵抗震爆能力的指標(biāo)。在汽油中存在著多種碳?xì)浠衔?,其中正庚烷在高溫和高壓條件下比較容易自燃,導(dǎo)致發(fā)動機出現(xiàn)震爆現(xiàn)象,從而降低引擎效率,甚至可能引發(fā)汽缸壁過熱和活塞損裂等嚴(yán)重問題。因此,正庚烷的辛烷值被定義為零,而異辛烷的震爆現(xiàn)象較小,其辛烷值被設(shè)定為100。其他碳?xì)浠衔锏男镣橹悼赡苄∮?(如正辛烷),也可能大于100(如甲苯)。因此,汽油的辛烷值直接取決于其中各種碳?xì)浠衔锏谋壤?

    辛烷值的概念源于對汽油燃燒性能的評估和改進。辛烷值越高,表示汽油在高溫高壓條件下抵抗震爆的能力越強,燃燒更加穩(wěn)定。這對于提高發(fā)動機的效率和性能至關(guān)重要。因此,辛烷值成為了汽油質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。

    通過控制汽油中各種碳?xì)浠衔锏谋壤?,可以調(diào)整汽油的辛烷值。在生產(chǎn)汽油時,煉油廠會根據(jù)市場需求和特定的應(yīng)用要求,選擇合適的原料和工藝,以達(dá)到所需的辛烷值。不同類型的發(fā)動機對辛烷值的要求也有所不同。一般來說,高性能發(fā)動機通常需要較高的辛烷值,而一些普通家用車則對辛烷值的要求相對較低。

    辛烷值的測定方法主要有研究法和汽車法兩種。研究法是通過在實驗室中模擬發(fā)動機燃燒環(huán)境,測量不同混合物的爆震特性來確定其辛烷值。汽車法則是利用標(biāo)準(zhǔn)發(fā)動機進行實際的工作條件下的測試,通過比較燃料與已知辛烷值燃料的爆震特性差異來確定其辛烷值。

    辛烷值的概念和評估方法的引入,為汽油的研發(fā)和生產(chǎn)提供了重要的依據(jù)。通過合理控制辛烷值,可以生產(chǎn)出適應(yīng)不同需求的汽油產(chǎn)品,提高發(fā)動機的性能和燃燒效率,同時減少對環(huán)境的污染。因此,辛烷值在石油化工領(lǐng)域具有重要的意義。

測定方法:

測試車用汽油抗爆性的方法很多,歸納總結(jié)主要有以下幾種。

1.馬達(dá)法

一種燃料的馬達(dá)法辛烷值是在標(biāo)準(zhǔn)操作條件下,將該燃料的參比與已知辛烷值的參比燃料混合物的爆震傾向相比較而確定的。具體的做法是借助于改變壓縮比,并用一個電子爆震表來測量爆震強度而獲得標(biāo)準(zhǔn)爆震強度。


2.研究法

車用汽油國家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定檢測車用汽油抗爆性的方法采用研究法辛烷值測試法(GB/T 5487-1995)和馬達(dá)法辛烷值測試法(GB/T 503-1995)。測試標(biāo)準(zhǔn)條件不同是研究法辛烷值測試法和馬達(dá)法辛烷值測試法最主要的區(qū)別。兩種測試方法都是在各自的標(biāo)準(zhǔn)操作條件下,用電子爆震表測定被測燃料和已知參比燃料的爆震強度,然后將被測燃料的爆震傾向與已知辛烷值的參比燃料的爆震傾向相比較來確定被測燃料的辛烷值。具體的做法可以采用內(nèi)插法和壓縮比法。 


3.內(nèi)插法
在單缸機壓縮比保持不變的情況下,使被測燃料的爆震表讀數(shù)位于兩個已知辛烷值的參比燃料(辛烷值之差不能大于 2)的爆震表讀數(shù)之間,然后再用內(nèi)插法計算公式計算被測燃料的辛烷值。內(nèi)插法計算公式如下:



式中:X-被測車用汽油的辛烷值;


A-參比燃料(高辛烷值)對應(yīng)的辛烷值;
B-參比燃料(低辛烷值)對應(yīng)的辛烷值;
a-參比燃料(高辛烷值)對應(yīng)的平均爆震表讀數(shù);
b-參比燃料(低辛烷值)對應(yīng)的平均爆震表讀數(shù);

c-被測車用汽油的平均爆震表讀數(shù)。


4.壓縮比法

用參比燃料標(biāo)定出發(fā)動機的標(biāo)準(zhǔn)爆震強度,然后換用被測燃料,通過調(diào)整氣缸高度(壓縮比),使被測燃料的爆震強度與參比燃料的爆震強度相同,記錄此時的氣缸高度,然后查表得出被測燃料的辛烷值。


4.紅外光譜法

研究法辛烷值測試法和馬達(dá)法辛烷值測試法均無法滿足生產(chǎn)過程中在線測試要求,同時在實際測試燃料辛烷值的過程中,上述兩種方法還具有測試速度慢,測試費用非常高和有害污染物排放多等缺點??焖贆z測燃料辛烷值的方法有紅外光譜法、氣象色譜法和核磁共振光譜法等。由于具有成本低廉、測試速度快、測試過程中不會產(chǎn)生排放污染和測試消耗被測燃料少等優(yōu)點,紅外光譜法逐漸成為車用汽油辛烷值測定的主流技術(shù)。紅外光譜法的基本原理就是利用紅外光譜測定車用汽油中的不同組分和各組分所占的比例,然后根據(jù)各組分對辛烷值的貢獻(xiàn)情況,分析計算得出被測車用汽油的辛烷值。


5.行車法
由于實驗室法所測定的辛烷值不能完全反映汽車在道路上行駛時汽油的實際抗爆能力,一些國家還采用行車法來評定汽油的實際抗爆性能,用該方法所測出的辛烷值,稱為道路辛烷值。因為行車法比較復(fù)雜,實際應(yīng)用時多采用經(jīng)驗公式計算而得。經(jīng)驗公式如下:
修正聯(lián)合法道路辛烷值

按該式計算得道路法辛烷值,其數(shù)值介于馬達(dá)法辛烷值和研究法辛烷值之間。我國車用汽油國家標(biāo)準(zhǔn)尚未對車用汽油道路法辛烷值做出規(guī)定 
介電常數(shù)法辛烷值
汽油的辛烷值不同其介電常數(shù)
 也不同,辛烷值大的汽油介電常數(shù)也大,如果能測定介電常數(shù),就可以計算出辛烷值,介電常數(shù)的變化可用電容的容值變化來測定。該方法設(shè)備體積小、低功耗、價格低、具有溫度補償,便于野外作業(yè)。實現(xiàn)的電路簡單可靠,但存在無法測量汽油中加入有機溶質(zhì)的局限性。

燃料的辛烷值:

燃料
研究法辛烷值
馬達(dá)法辛烷值
抗暴度
十六烷
<-30


正辛烷
-10


正庚烷
0


柴油
15-25


異辛烷
100
90-92
95-96
E10汽油
87-93


E85汽油
105


甲烷
107


車用汽油的牌號是按照辛烷值區(qū)分的。共有66、70、76、80、85等號。例如,70號車用汽油即表明該汽油辛烷值不低于70。根據(jù)辛烷值的實測結(jié)果可判定屬哪一牌號的車用汽油。

測定意義:

提高經(jīng)濟性能

辛烷值是表示汽化器式發(fā)動機燃料的抗爆性能好壞的一項重要指標(biāo),列于車用汽油規(guī)格的首項。汽油的辛烷值越高,抗爆性就越好,發(fā)動機就可以用更高的壓縮比。也就是說,如果煉油廠生產(chǎn)的汽油的辛烷值不斷提高,則汽車制造廠可隨之提高發(fā)動機的壓縮比,這樣既可提高發(fā)動機功率,增加行車?yán)锍虜?shù),又可節(jié)約燃料,對提高汽油的動力經(jīng)濟性能是有重要意義的。

保護環(huán)境

針對原油和汽油的輸送,不但要求對輸送油品進行標(biāo)號識別,還要求對輸送期間產(chǎn)生混合油的情況進行監(jiān)控,準(zhǔn)確掌握管道內(nèi)的情況以確保油品的輸送和管理。針對原油加工,實時掌握加工油品的辛烷值,可以合理地控制煉油廠加工汽油的辛烷值不斷提高,對原油的資源利用具有重要意義。此外,汽油的辛烷值與汽油的化學(xué)組成,特別是汽油中烴類分子結(jié)構(gòu)有密切關(guān)系。測定加有抗爆劑的汽油的辛烷值,可估量抗爆劑的效果,找出適宜的抗爆劑加入量,提高汽油的燃燒質(zhì)量,保護環(huán)境。

評測標(biāo)準(zhǔn):

不同化學(xué)結(jié)構(gòu)的烴類,具有不同的抗爆震能力。異辛烷2,2,4-三甲基戊烷)的抗爆性較好,辛烷值給定為100。正庚烷的抗爆性差,給定為0。汽油辛烷值的測定是以異辛烷和正庚烷為標(biāo)準(zhǔn)燃料,按標(biāo)準(zhǔn)條件,在實驗室標(biāo)準(zhǔn)單缸汽油機上用對比法進行的。調(diào)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)燃料組成的比例,使標(biāo)準(zhǔn)燃料產(chǎn)生的爆震強度與試樣相同,此時標(biāo)準(zhǔn)燃料中異辛烷所占的體積百分?jǐn)?shù)就是試樣的辛烷值。依測定條件不同,主要有以下幾種辛烷值: 
馬達(dá)法辛烷值(MON)
測定條件較苛刻,發(fā)動機轉(zhuǎn)速為900r/min,進氣溫度149°C。它反映汽車在高速、重負(fù)荷條件下行駛的汽油抗爆性。
研究法辛烷值(RON)
測定條件緩和,轉(zhuǎn)速為600r/min,進氣為室溫。這種辛烷值反映汽車在市區(qū)慢速行駛時的汽油抗爆性。對同一種汽油,其研究法辛烷值比馬達(dá)法辛烷值高約0~15個單位,兩者之間差值稱敏感性或敏感度。
道路法辛烷值
也稱行車辛烷值,用汽車進行實測或在全功率試驗臺上模擬汽車在公路上行駛的條件進行測定。道路辛烷值也可用馬達(dá)法和研究法辛烷值按經(jīng)驗公式計算求得。馬達(dá)法辛烷值和研究法辛烷值的平均值稱作抗爆指數(shù),它可以近似地表示道路辛烷值。
介電常數(shù)法辛烷值
根據(jù)汽油的介電常數(shù)法測定汽油的辛烷值,測量方法采用了分段回歸對應(yīng)校準(zhǔn),利用微差法直讀辛烷值,該方法簡單,快捷。長沙富蘭德開發(fā)出了最新一款的辛烷值測定儀FDR-3601,用標(biāo)準(zhǔn)油樣進行標(biāo)定,然后用標(biāo)定好的儀器對試樣進行檢測,檢測結(jié)果準(zhǔn)確性高。還有款FDR-3621的十六烷值測定儀,檢測柴油的十六烷指數(shù),結(jié)果準(zhǔn)確性高。 [4]


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