Hvað þýðir oktantala í bensíni og hvaða máli skiptir hún?
Ágúst Kvaran
Oktantala er mælikvarði á gæði bensíns með tilliti til minnkandi högghljóða (banks) í brennslustrokkum véla samfara bruna eldsneytisins.
Í bensínknúnum vélum er eldsneytisúða blandað saman við loft í þar til gerðum strokkum. Gasblöndunni er því næst þjappað saman með bullum. Þegar hámarksþjöppun er náð er kveikt í gasblöndunni með neista frá kveikikerti. Við það brennur eldsneytið með leifturhraða, gasþrýstingur eykst og bullurnar þrýstast út af miklum krafti. Þessu fylgir mikil varmamyndun og hitun. Þegar vél er í gangi gerist slík gasblöndun, þjöppun, íkveikja og þensla í sífellu og samfelld færsla bullnanna er nýtt til að knýja viðkomandi tæki.
Til að forðast ofhitun og viðhalda hitajafnvægi er yfirleitt notaður kælivökvi. Hann hitnar um leið og hann kælir vélina en kólnar svo aftur til dæmis í vatnskassa.
Öðru hverju getur þó kviknað í heitri og samþjappaðri gasblöndunni áður en íkveikjan á sér stað og ferlið, sem að ofan greinir, þannig raskast. Afleiðing þessa er að orkunýting eldsneytisins minnkar og álag á vélbúnað eykst. Slík ótímabær íkveikja (e. premature detonation) greinist af högghljóðum eða banki frá strokkum vélarinnar. Þetta bank er hægt að minnka með því að nota eldsneyti með hærri oktantölu.
Oktantala eldsneytis er skilgreind með eftirfarand hætti: Vél er knúin af viðkomandi eldsneyti við ákveðin tilgreind skilyrði, með tilliti til ofangreinds ferlis og högghljóð (bank) numin. Því næst er sama vél, við sömu skilyrði, knúin af efnablöndu tveggja vökva sem nefnast oktan (nánar tiltekið isooktan) og heptan. Oktantala eldsneytis er sú prósenta oktans í blöndu af oktani og heptani sem gefur jafnmikil högghljóð (bank) og eldsneytið.
Oktan og heptan eru hrein efni af lífrænum sameindum (oktan: C8H18; heptan: C7H16) og líkjast bensíni sem er blanda af svipuðum sameindum.
Bruni á hreinu oktani veldur óverulegu banki í vélum meðan bruni á hreinu heptani veldur miklu banki. Miðlungsmikil bankhljóð stafa hins vegar af notkun bensíns, háð sameindasamsetningu þess. Þannig er til dæmis 95 oktana bensín eldsneytisblanda sem veldur sama magni af bankhljóðum og stafar af blöndu með 95% af oktani og 5% af heptani. Til dæmis má ljóst vera af þessu að 95 oktana bensín veldur meira banki í vélum en 98 oktana bensín. Fyrir vikið er orkunýtni 95 oktana bensíns minni en 98 oktana bensíns. Að sama skapi er álag vegna bruna 98 oktana bensíns á vél minna en álag vegna bruna 95 oktana bensíns. 98 oktana bensín er því í hærri gæðaflokki en 95 oktana bensín með tilliti til orkunýtni og álags á vélbúnað.
Ástæðan til þess að 95 oktana bensín er frekar notað nú á dögum en 98 oktana bensín er einkum sú að bæta þarf blýi í bensínið til að hækka oktantöluna og slíkt er óæskilegt vegna umhverfisáhrifa. Auk þess er 95 oktana bensín mun ódýrara. Bílaframleiðendur hafa líka hætt að hækka þjöppunarhlutfallið í bílvélunum eins og þurfti til að nýta ávinninginn af hærri oktantölu.
Til er eldsneyti með hærri oktantölu en 100, en til að ná svo háum tölum þarf að bæta verulegu blýi í eldsneytið og slík vara er því ekki á almennum markaði.
Ágúst Kvaran. „Hvað þýðir oktantala í bensíni og hvaða máli skiptir hún?“ Vísindavefurinn, 8. janúar 2002. Sótt 31. maí 2020. http://visindavefur.is/svar.php?id=2036.
Ágúst Kvaran. (2002, 8. janúar). Hvað þýðir oktantala í bensíni og hvaða máli skiptir hún? Vísindavefurinn. Sótt af http://visindavefur.is/svar.php?id=2036
Ágúst Kvaran. „Hvað þýðir oktantala í bensíni og hvaða máli skiptir hún?“ Vísindavefurinn. 8. jan. 2002. Vefsíða. 31. maí. 2020. <http://visindavefur.is/svar.php?id=2036>.
Hér getur þú sent okkur nýjar spurningar um vísindaleg efni.
Hafðu spurninguna stutta og hnitmiðaða og sendu aðeins eina í einu. Einlægar og vandaðar spurningar
um mikilvæg efni eru líklegastar til að kalla fram vönduð og greið svör. Ekki er víst að tími vinnist til að
svara öllum spurningum.
Persónulegar upplýsingar um spyrjendur eru eingöngu notaðar í starfsemi vefsins, til dæmis til að
svör verði við hæfi spyrjenda. Spurningum er ekki sinnt ef spyrjandi villir á sér heimildir eða segir ekki
nægileg deili á sér.
Spurningum sem eru ekki á verksviði vefsins er eytt.
Að öðru leyti er hægt að spyrja Vísindavefinn um allt milli himins og jarðar!
Sólin
Rís 03:24 • sest 23:29
Tunglið
Rís 14:18 • Sest 03:37
Flóð
Árdegis: 00:59 • Síðdegis: 13:45
Fjara
Árdegis: 07:28 • Síðdegis: 19:58
Í bensínknúnum vélum er eldsneytisúða blandað saman við loft í þar til gerðum strokkum. Gasblöndunni er því næst þjappað saman með bullum. Þegar hámarksþjöppun er náð er kveikt í gasblöndunni með neista frá kveikikerti. Við það brennur eldsneytið með leifturhraða, gasþrýstingur eykst og bullurnar þrýstast út af miklum krafti. Þessu fylgir mikil varmamyndun og hitun. Þegar vél er í gangi gerist slík gasblöndun, þjöppun, íkveikja og þensla í sífellu og samfelld færsla bullnanna er nýtt til að knýja viðkomandi tæki.
Til að forðast ofhitun og viðhalda hitajafnvægi er yfirleitt notaður kælivökvi. Hann hitnar um leið og hann kælir vélina en kólnar svo aftur til dæmis í vatnskassa.
Öðru hverju getur þó kviknað í heitri og samþjappaðri gasblöndunni áður en íkveikjan á sér stað og ferlið, sem að ofan greinir, þannig raskast. Afleiðing þessa er að orkunýting eldsneytisins minnkar og álag á vélbúnað eykst. Slík ótímabær íkveikja (e. premature detonation) greinist af högghljóðum eða banki frá strokkum vélarinnar. Þetta bank er hægt að minnka með því að nota eldsneyti með hærri oktantölu.
Oktantala eldsneytis er skilgreind með eftirfarand hætti: Vél er knúin af viðkomandi eldsneyti við ákveðin tilgreind skilyrði, með tilliti til ofangreinds ferlis og högghljóð (bank) numin. Því næst er sama vél, við sömu skilyrði, knúin af efnablöndu tveggja vökva sem nefnast oktan (nánar tiltekið isooktan) og heptan. Oktantala eldsneytis er sú prósenta oktans í blöndu af oktani og heptani sem gefur jafnmikil högghljóð (bank) og eldsneytið.
Oktan og heptan eru hrein efni af lífrænum sameindum (oktan: C8H18; heptan: C7H16) og líkjast bensíni sem er blanda af svipuðum sameindum.
Bruni á hreinu oktani veldur óverulegu banki í vélum meðan bruni á hreinu heptani veldur miklu banki. Miðlungsmikil bankhljóð stafa hins vegar af notkun bensíns, háð sameindasamsetningu þess. Þannig er til dæmis 95 oktana bensín eldsneytisblanda sem veldur sama magni af bankhljóðum og stafar af blöndu með 95% af oktani og 5% af heptani. Til dæmis má ljóst vera af þessu að 95 oktana bensín veldur meira banki í vélum en 98 oktana bensín. Fyrir vikið er orkunýtni 95 oktana bensíns minni en 98 oktana bensíns. Að sama skapi er álag vegna bruna 98 oktana bensíns á vél minna en álag vegna bruna 95 oktana bensíns. 98 oktana bensín er því í hærri gæðaflokki en 95 oktana bensín með tilliti til orkunýtni og álags á vélbúnað.
Ástæðan til þess að 95 oktana bensín er frekar notað nú á dögum en 98 oktana bensín er einkum sú að bæta þarf blýi í bensínið til að hækka oktantöluna og slíkt er óæskilegt vegna umhverfisáhrifa. Auk þess er 95 oktana bensín mun ódýrara. Bílaframleiðendur hafa líka hætt að hækka þjöppunarhlutfallið í bílvélunum eins og þurfti til að nýta ávinninginn af hærri oktantölu.
Til er eldsneyti með hærri oktantölu en 100, en til að ná svo háum tölum þarf að bæta verulegu blýi í eldsneytið og slík vara er því ekki á almennum markaði.
