close
متخصص ارتودنسی
عدد اکتان در بنزین به چه معنا است؟!
loading...

پژوهشکده مرجع پژوهش دانش آموزان

عدد اکتان،(Octane Number) عددی است قراردادی که میزان بهسوزی یک سوخت را نشان می‌دهد و طبق قرارداد برای ایزواکتان که بهترین سوخت است، برابر 100 و برای هپتان ...

آخرین ارسال های انجمن

عدد اکتان در بنزین به چه معنا است؟!

باقی بازدید : 2504 یکشنبه 02 شهريور 1393 نظرات ()

عدد اکتان،(Octane Number) عددی است قراردادی که میزان بهسوزی یک سوخت را نشان می‌دهد و طبق قرارداد برای ایزواکتان که بهترین سوخت است، برابر 100 و برای هپتان نرمال که بدترین سوخت است، برابر صفر انتخاب شده‌است.یکی از ویژگی های مهم ینزین خودرو و هواپیما، شماره ی اتان یا درجه ی آرام سوزی است. احتراق بنزین در موتور، باید طوری باشد که ایجاد ضربه نکند و آرام بسوزد، بنابراین دانستن عدد اکتان بنزین قبل از استفاده ضروری است. برای افزایش درجه ی اکتان (آرام سوزی)، از مواد افزود نی استفاده می‌شود.[...]

مقدمه:
عدد اکتان مقیاسی است برای نشان دادن مقاومت بنزین و یا دیگر سوخت‌ها در مقابل گرما، فشار و شروع احتراق خود بخود (بدون جرقه). به ایزو اکتان (۲،۲،۴-تری متیل پنتان) عدد ۱۰۰ و به نرمال هپتان عدد صفر داده می‌شود. عدد اکتان بنزین عبارت است از درصد ایزواکتان در نرمال هپتان که که دارای خاصیت ضد کوبشی برابر با بنزین مورد آزمایش در شرایط آزمون استاندارد باشد. به زبان ساده هر چه عدد اکتان یک سوخت بیشتر باشد آن سوخت در مقابل پدیده احتراق مخرب فشار و گرما مقاوم تر است. عدد اکتان بنزین معمولی ۸۷ بنزین ویژه ۸۹ وبنزین سوپر۹۳ است. وقتی می‌گوییم عدد اکتان بنزینی ۹۰ است یعنی کیفیت سوخت این بنزین با مخلوطی از۹۰درصد سوخت ایزواکتان و۱۰ درصد هپتان برابر است.

http://rozup.ir/up/mostafabaghi/Pictures/IMG20555880-300x225.jpg

در موتور‌های چهار زمانه چهار مرحله مختلف داریم که عبارتند از مکش، تراکم، انفجار(کار) و تخلیه. این موتور‌ها تقریبا ۹۹ ٪ سیستم موتورهای موجود را شامل می‌شوند. مرحله مهم در نوع سوخت، مرحله تراکم است و زمانی روی می‌دهد که مخلوط بنزین و هوا توسط پیستون تا حد مشخصی متراکم می‌شود. این مخلوط پس از پایان زمان تراکم، بوسیله جرقه از شمع، محترق می‌شود. میزان تراکم انجام شده را با عددی به نام “نسبت تراکم” می‌سنجند که در موتور‌های قدیمی نسبت تراکم ۵:۱ ( ۵ به ۱) یا ۶:۱ و در موتور‌های جدید ۱۰:۱ تا ۱۲:۱ هم می‌رسد. هنگامی‌که مخلوط سوخت و هوا که ماده‌ای با قابلیت اشتعال بالاست به‌علت تراکم زودتر از جرقه شمع، محترق شود؛ موتور دچار کوبش (Knock) خواهد شد. چون قبل از این که پیستون به بالاترین نقطه خودش برسد وسط راه و با نیروی مخالف آن را به پایین می‌راند که دلیل این کوبش هم همین هست. این ضربه می‌تواند صدماتی به قطعاتی از موتور از جمله به گژنپین، پیستون، شاتون و غیره بزند.

توانایی متراکم شدن سوخت قبل از احتراق خودبه خودی را عدد اکتان می‌گویند. یکی از راههای بالا بردن قدرت و توان خروجی موتور خودروها، بالابردن نسبت تراکم آنهاست، اما این امر تنها با بالا بردن توان مقابله سوخت در برابر خود سوزی(احتراق خودبخودی) در اثر متراکم شدن به‌دست می‌آید، پس با پیشرفت در تکنولوژی ساخت موتورها، نسبت تراکم نیز از عدد ۵ به ۱ تا ۱۲ به یک افزایش یافت.

عدد اکتان چیست؟!

 عدد اکتان،(Octane Number) عددی است قراردادی که میزان بهسوزی یک سوخت را نشان می‌دهد و طبق قرارداد برای ایزواکتان که بهترین سوخت است، برابر ۱۰۰ و برای هپتان نرمال که بدترین سوخت است، برابر صفر انتخاب شده‌است.یکی از ویژگی های مهم ینزین خودرو و هواپیما، شماره ی اتان یا درجه ی آرام سوزی است. احتراق بنزین در موتور، باید طوری باشد که ایجاد ضربه نکند و آرام بسوزد، بنابراین دانستن عدد اکتان بنزین قبل از استفاده ضروری است. برای افزایش درجه ی اکتان (آرام سوزی)، از مواد افزود نی استفاده می‌شود. درجه ی اکتان بنزین معمولی ۸۷، سوپر ۹۴ و بنزین هواپیما بین ۹۱ تا ۱۴۵ است.

از روی مخلوطهایی به نسبتهای مختلف از این دو هیدروکربن کیفیت یک سوخت را می‌سنجند. بدیهی است که هرچه ایزواکتان در یک مخلوط بیشتر باشد، آن مخلوط سوخت بهتری است و موتور هنگام کار با آن تق تق و سر و صدای کمتری دارد. وقتی می‌گویند: عدد اکتان یک سوخت ۹۰ است، یعنی یا ۹۰ درصد آن ایزواکتان است و یا از نظر سوختن شبیه مخلوطی می‌سوزد که ۹۰ درصد آن ایزواکتان است و ۱۰ درصد دیگر هپتان نرمال می‌باشد. مسلماً هرچه عدد اکتان سوختی بزرگتر باشد، آن سوخت مرغوبتر است.
این مقیاس و قرارداد موقعی تعریف و استخراج شد که ایزواکتان بهترین سوخت بود اما امروزه مواد یا سوختهای بهتری پیدا کرده‌اند و در نتیجه عدد اکتان این سوخت‌ها از ۱۰۰ تجاوز می‌کند. به‌طور کلی عدد اکتان هیدروکربن‌های بدون شاخه، پایین و عدد اکتان هیدروکربنهای سیر شده‌ی حلقوی، متوسط و عدد اکتان هیدروکربنهای زنجیری پرشاخه و ترکیبات آروماتیک بالاست.

زمانی که نفت خام در پالایشگاه‌ها تصفیه می‌شود، زنجیره‌های هیدروکربن با طول‌های متفاوت به‌دست می‌آید و این زنجیره‌های جدا از هم با ترکیب شدن با یکدیگر سوختهای متفاوتی چون بنزین، گازوئیل، نفت سفید و غیره را حاصل می‌نمایند. به‌طور مثال هیدروکربن‌های متان، پروپان،بوتان، پنتان، هگزان، هپتان و اکتان به ترتیب دارای یک اتم، ۳ اتم، ۴ اتم، ۵ اتم، ۶اتم،۷ اتم و ۸ اتم کربن می‌باشند. هپتان دارای خاصیت متراکم شدن بسیار ضعیفی است و در مقابل اکتان قابلیت متراکم شدن بسیار بالایی دارد. پس اگر بنزینی دارای مقادیر بسیار بالایی از اکتان یا همان ۴،۲،۲ تری‌متیل پنتان (Iso Octane) باشد؛ بنزین بسیار خوبی از نظر مقاومت در برابر خودسوزی محسوب می‌شود. در مقابل، هپتان در اثر تراکم ناچیز، بسیار سریع محترق خواهد شد پس با توجه به این‌که این دو هیدروکربن از لحاظ خواصی چون نقطه جوش و تبخیر تقریباً یکسان بودند، به عنوان مبنایی برای مقاومت خودسوزی سوخت در برابر متراکم شدن انتخاب شدند، و با دادن عدد ۱۰۰ به اکتان و صفر به هپتان نسبتی به نام عدد اکتان به‌دست آمد. بطور مثال بنزینی با عدد اکتان ۸۷، دارای نسبت ۸۷ اکتان به ۱۳ هپتان می‌باشد. اما ساخت سوختی که متشکل از این میزان اکتان باشد هزینه تولید بسیار بالایی خواهد داشت و در حال حاضر این دو ماده تنها تشکیل دهنده‌های بنزین نیستند و مواد و افزودنی‌های دیگری کار بالابردن عدد اکتان یا همان مقاومت در برابر خودسوزی یا کوبش موتور را برعهده دارند و نسبت هپتان – اکتان تنها برای ایجاد یک مبنای مقایسه‌ای و به‌عنوان یک بنزین ایده‌آل برای مشخص نمودن عدد اکتان مورد استفاده قرار می‌گیرد.

تاریخچه عدد اکتان:

نام “اکتان” برگرفته از این موضوع است که وقتی نفت خام در پالایشگاه مولکول شکنی می شود، زنجیره هایی از هیدروکربن با طول های مختلف بدست می آید. سپس این زنجیره ها را می توان از هم جدا کرده و مخلوط کرد تا سوخت های مختلف ساخت. به عنوان مثال شما ممکن است تا به حال نام های متان، پروپان و بوتان را شنیده باشید. این سه از هیدروکربن ها هستند. مولکول متان یک اتم کربن دارد (CH4). مولکول پروپان سه اتم کربن دارد که به طور زنجیروار به هم متصل هستند (C3H8). مولکول بوتان چهار اتم کربن دارد که به طور زنجیروار به هم متصل هستند (C4H10). پنتان پنج، هگزان شش، هپتان هفت و اکتان ۸ اتم کربن دارد که به طور زنجیروار به هم متصل هستند.

هپتان نمی تواند تراکم زیادی را تحمل کند و از این نظر بسیار ضعیف است. اگر مقدار کمی آن را متراکم کنید، خود به خود محترق می شود. ولی اکتان ظرفیت تراکم بسیار بالایی دارد. اگر اکتان را تحت تراکم زیاد قرار دهید می بینید که اتفاقی نمی افتد. بنزین با اکتان ۸۷ بنزینی است که ۸۷ در صد آن را اکتان و ۱۳ در صد بقیه آن را هپتان (یا ترکیب دیگری از سوخت ها که عملکرد یکسانی با ترکیب ۸۷/۱۳ اکتان/هپتان دارند) تشکیل می دهد. این نوع بنزین در سطح تراکم مشخصی خود به خود محترق می شود و می توان از آن فقط در موتورهایی استفاده کرد که نسبت تراکم آنها از این سطح فراتر نرود.

http://rozup.ir/up/mostafabaghi/Pictures/IMG12092366-300x200.jpg

در زمان جنگ جهانی اول کشف شده بود که می توان ترکیب شیمیایی به نام تترا-اتیل سرب (TEL) را به بنزین اضافه کرده و عدد اکتان آن را بالاتر از ترکیب اکتان/هپتان به طور قابل ملاحظه ای افزایش داد. بنزین های ارزانتر و درجه پایینتر را می توان از طریق اضافه کردن تترا-اتیل سرب قابل استفاده کرد. این امر منجر به استفاده فراگیر از اتیل یا بنزین سرب دار شد. متاسفانه اضافه کردن سرب به بنزین ضرر و زیانهایی هم داشت که در زیر آمده است:

سرب مبدل کاتالیزگر را مسدود کرده و باعث می شود در عرض چند دقیقه عملکرد آن مختل شود.
سطح کره زمین پوشیده از لایه نازکی از سرب شد و سرب برای بسیاری از موجودات زنده از جمله انسان مضر است.
زمانی که استفاده از سرب ممنوع اعلام شد، قیمت بنزین بالا رفت به دلیل این که پالایشگاه ها دیگر نمی توانستند اکتان بنزین های درجه پایین را بالا ببرند. هواپیماها هنوز اجازه استفاده از بنزین سرب دار را که موسوم به AvGas است دارند و عدد اکتان ۱۰۰ یا بیشتر عموما در موتورهای پیستونی Super-High-Performance هواپیماها کاربرد دارند. در مورد AvGas، عدد ۱۰۰ درجه عملکرد بنزین است، نه درصد اکتان واقعی موجود در بنزین. افزودن تترا-اتیل سرب سطح تراکم بنزین را بالاتر می برد ولی اکتان بیشتری به آن اضافه نمی کند.

مهندسان در حال حاضر در تلاش هستند موتوری برای هواپیماها بسازند که بتواند از بنزین بدون سرب استفاده کند. سوخت موتورهای جت نفت سفید (Kerosene) است.

عدد اکتان بنزین:

عدد اکتان بنزین عبارت است ازدرصد ایزو اکتان در نرمال هپتان که دارای خاصیت ضد کوبشی برابر با بنزین مورد آزمایش در شرایط آزمون استاندارد باشد. به زبان ساده ترهرچه عدد اکتان یک سوخت بیشتر باشد آن سوخت در مقابل پدیده احتراق مخرب فشار و گرمامقاوم تر است.

افزودنی‌های دیگر به سوخت:

در جریان جنگ جهانی اول که در حدود سال ۱۳۰۰ شمسی روی داد مهندس مکانیک و شیمیدان آمریکایی به نام توماس میجلی (Thomas Midgley، مخترع بنزین و کلروفلوئوروکربنها CFC می‌باشد.) کشف نمود که با افزودن یک ترکیب ارگانو متالیک مانند تترااتیل سرب (leadtetraethyl یا TEL) به مخلوط بنزین، نسبت اکتان آن تا حد بسیاری افزایش خواهد یافت و می‌توان بنزینی با فراوری ارزان قیمت (شبکه هیدروکربنهای با فراوری ساده‌تر) را، با افزودن این ماده، به بنزینی با اکتان بالا تبدیل نمود. از طرف دیگر این ماده باعث روانکاری سوپاپ‌‌ها نیز می‌شد.

- تبعات افزودن سرب به بنزین به قرار زیر است:

• سرب موجود در بنزین باعث از کار افتادن کاتالیست می‌شود.

مبدل کاتالیزوری (Catalytic Converter) :

وسیله ای در اگزوز اتومبیل که با استفاده از کاتالیزور، گاز های کربن مونوکسید را به کربن دی‌اکسید و اکسیدهای نیتروژن را به گاز نیتروژن و هیدروکربن ‌ها را به آب و دی اکسید کربن تبدیل می‌کند.

مبدل کاتالیزگری یکی از قسمت‌های بسیار مهم سیستم کنترل خروجی یک اتومبیل است. اغلب ماشین های پیشرفته به سه راه مبدل کاتالیزگر مجهزند و به کاهش مولکولهای CO2 و NOxوVOCs کمک می‌کند.

• استفاده از این ماده آلی فلزی در بنزین ضررهای زیست محیطی بسیاری دارد و سرب نیز یک ماده شیمیایی بسیار سمی است که برای حیات خطرناک است.

http://rozup.ir/up/mostafabaghi/Pictures/IMG18504891-300x225.jpg

زمانی که استفاده از سرب در بنزین ممنوع شد قیمت بنزین گرانتر شد چون پالایشگاه دیگر نمی‌توانست با افزودن سرب درجه اکتان آن را بالا ببرد. اما هواپیما‌ها هنوز اجازه دارند که بنزین سربدار مصرف کنند که این نوع از بنزین به Avgas معروف است. عدد اکتان ۱۰۰ یا بالاتر عموما در موتورهای با عملکرد بالای هواپیما استفاده می‌شود. کارایی Avgas حدود صد مرتبه بنزین است و نه درصدی از عدد اکتان آن. در حقیقت افزودن تترا اتیل سرب سطح تراکم بنزین را بالا می‌برد و نه عدد اکتان را.

مهندسان هم اکنون در تلاشند تا موتورهای هواپیما را بهبود بخشند تا بتواند از بنزین بدون سرب استفاده کند. موتورهای جت هم اکنون نفت سفید می‌سوزانند.

بنابراین حذف سرب به تدریج در کشورهای پیشرفته با جایگزین نمودن ماده‌ای به نام MTBE که مخفف methyl tertiary-butyl ether است و یک oxygenate محسوب می‌شود، به‌جای تترااتیل سرب آغاز شد. با نصب catalytic converter برای کاهش آلودگی خروجی از اگزوز بر روی خودرو‌ها در دهه گذشته و بدلیل این‌که سرب باعث از کار افتادن این قطعه می‌شد، جایگزینی بنزین بدون سرب سرعت بیشتری گرفت تا جایی که هم اینک استفاده از بنزین سربدار در اکثر کشور‌ها به‌شدت محدود گردیده‌است. اما MTBE نیز با وجود این‌که در مقایسه با تترااتیل سرب، چندان سمی نیست، در اثر نشتی از تانک‌ها و مخازن و نفوذ به آبهای زیرزمینی و ایجاد آلودگی، در کشورهای پیشرفته در حال حذف از بنزین می‌باشد.

جایگزین‌های MTBE که امروزه در اروپا و آمریکا استفاده می‌شوند نیز شامل آروماتیک ‌ها از جمله بنزن، تولوئن، اتانول و در آینده نزدیک oxygenate دیگری به نام ETBE (یا Ethyl Tertiary-butyl ether) می‌باشند.

عوامل موثر بر عدد اکتان:

۱- ارتفاع از سطح دریا: هرچه ارتفاع از سطح دریا بالاتر باشد سوخت دیرتر دچار خودسوزی شده که مثل این است که عدد اکتان بنزین بالاتر است.
۲- میزان رطوبت و دمای هوا : هرچقدر میزان رطوبت هوا اضافه شود عدد اکتان MON زیادتر می‌شود. همچنین هر چقدر که دمای هوا کاهش پیدا کند دوباره شاهد افزایش عدد اکتان هستیم.

۳- از دیگر موارد موثر در عدد اکتان می‌توان به مواردی چون نسبت تراکم موتور، آوانس و ریتارد دلکو، میزان کارکرد موتور، دمای موتور، نسبت بنزین و هوا در خودروهای بدون ECU که قابلیت تنظیم اتوماتیک نسبت استوکیومتری را ندارند و مواردی از این دست، اشاره نمود. البته خودروهای مجهز به ECU چون می‌توانند نسبت هوا و سوخت را اندازه بگیرند و سوخت متناسب با دور موتور دمای هوا غلظت اکسیژن را وارد موتور کنند کمتر دچار عامل سوم می‌شوند که از آن به عنوان نسبت استوکیومتری نیز نام میبرند.

همان طور که در بحث روشهای اندازه گیری اکتان MON و RON نیز ذکر شد تغییر برخی شرایط، باعث بالا و یا پایین رفتن اکتان بنزین می‌شود ؛ یکی از این موارد ارتفاع از سطح دریا می‌باشد ؛ عدد اکتان برای هر بنزین براساس آزمایش انجام شده در محلی هم سطح دریا مشخص می‌گردد، بر این اساس اگر خودرویی را با بنزینی که برفرض مثال اکتان ۸۲ دارد، در منطقه ای هم سطح دریا مورد آزمایش قرار دهیم و سپس همین خودرو با همان سوخت را به محلی در ارتفاع مثلا ۹۱۵ متر بالاتر از سطح دریا که البته در زمان آزمایش از نظر دما و رطوبت با شرایط آزمایش سطح دریا مشابه است، منتقل نماییم،خواهیم دید موتور این خودرو در هنگامی که در ارتفاع ۹۱۵ متری قرار دارد، بسیار دیرتر دچار خودسوزی می‌شود تا در محل هم سطح دریا و از آنجایی که همیشه عدد اکتان اعلام شده توسط تولید کننده بر مبنای سطح دریا اعلام می‌گردد، در ارتفاع ۹۱۵ متری از سطح دریا بنزینی که اکتان ۸۲ دارد، مشابه بنزین با اکتان ۸۷ عمل می‌نماید و تحت تراکم بیشتری دچار خودسوزی می‌شود. فرمول تقریبی محاسبه میزان بالارفتن اکتان با افزایش ارتفاع از سطح دریا، بدین صورت است که، تا ارتفاع ۱۸۰۰ متری از سطح دریا به ازای هر ۳۰۰ متر افزایش ارتفاع ۴٫۱ به عدد اکتان بنزین اضافه می‌گردد و در ارتفاع بالای ۱۸۰۰ متر این میزان به ۵٫۲ عدد در ازای هر ۳۰۰ متر افزایش ارتفاع تبدیل می‌شود (اعداد فوق بر مبنای عدد اکتان RON می‌باشد).

http://rozup.ir/up/mostafabaghi/Pictures/2492_171441630_662612-2626_mobile98.jpg

اما ارتفاع تنها عامل جوی تاثیر گذار در اکتان نیست و میزان رطوبت و دمای هوا نیز از دیگر عوامل جوی موثر بر اکتان می‌باشند. افزایش یک گرم آب در هر کیلوگرم هوای خشک ۰. ۲۵ تا ۰. ۳۲ به عدد اکتان MON می‌افزاید و کاهش هر ۵. ۶ درجه سانتیگراد دمای محیط نیز ۰. ۴۴ تا ۰. ۵۵ عدد اکتان MON را افزایش می‌دهد، پس نتیجه دیگر این است که در زمستان اکتان پایین تری لازم است تا تابستان و یک سوخت مشابه در شرایط مشابه از نظر رطوبت و محل آزمایش، در زمستان دیرتر دچار خودسوزی می‌شود تا در تابستان، از اینرو بالا بردن عدد اکتان در تابستان و پایین آوردن آن در زمستان راهکار مناسبی برای توزیع بنزین در کشور محسوب می‌گردد.

البته از آنجائی که تاثیر ارتفاع بر اکتان نسبت به تاثیر رطوبت و دما بسیار بیشتر است، اگر بنزین مناطق کنار دریا (شمال و جنوب) را نیز با اکتان بالاتری عرضه نماید ؛ تعمیرات خودرو‌ها در این مناطق بدلیل استفاده از اکتان بالاتر به تاخیر خواهد افتاد.

همچنین لازم به ذکر است خودروی نو نیز تا حدود ۱۶۰۰۰ کیلومتر به دلیل عدم وجود رسوبات در محفظه سوخت قابلیت کارکرد بدون خودسوزی با سوختی با عدد اکتانی در حد ۵ تا ۶ عدد کمتر از میزان مشخص شده برای آن مدل خودرو، را داراست.

در خودروهای قدیمی هنگامی که سوخت مصرفی اکتانی کمتر از میزان لازم برای خودروی موردنظر را دارا باشد، در هنگام شتابگیری‌ها یک صدای تقه یا کوبشی شنیده می‌شود و همان گونه که در ابتدا ذکر شد این امر به شدت به موتور خودرو آسیب می‌رساند، اگر با خودروی خود به مناطق کم ارتفاع همچون شمال کشور سفر کرده باشید حتما با افزایش شدید این صدا روبرو شده‌اید که دلیل آن نیز در بالا ذکر شد، البته با تنظیم دلکوی خودرو، تنظیم موتور با دستگاه و فیلرگیری می‌توان خودسوزی سوخت را در این خودرو‌ها مرتفع و صدا را برطرف نمود اما در صورتی‌که این مشکل برطرف نشد یا برطرف شد ولی از شتاب خودرو کاسته شد باید از بنزین با عدد اکتان بالاتری استفاده شود، البته اگر تنها برای چند روز به مناطق کم ارتفاع سفر کردید و با این مشکل روبرو شده‌اید به تنظیمات خودرو دست نزنید و تنها با استفاده از بنزین با اکتان بالا (سوپر) مشکل را مرتفع نمایید و هنگام بازگشت به شهر اولیه خود نیز از آنجایی که خودرویتان روی آن شرایط تنظیم گردیده مشکل به طور کلی برطرف خواهد شد. اما در مورد خودروهای جدید این مشکل بوسیله سنسوری به نام Knock Sensor حل شده‌است و در صورت استفاده از بنزینی با اکتان پایین تر از حد لازم برای آن خودرو یا کاهش ارتفاع، افزایش دما و یا کاهش رطوبت، کامپیوتر خودرو با ریتارد کردن زمان جرقه زنی مشکل را برطرف می‌نماید و کوبش موتور رفع می‌گردد، اما این امر باعث کاهش شتاب خودرو، دیر عکس العمل نشان دادن در هنگام فشاردن یکباره پدال گاز و همچنین ایجاد آلودگی بیشتر و از بین بردن سریعتر قطعات موتور در دراز مدت می‌گردد. پس در اینگونه خودرو‌ها بهتر است از بنزین با اکتان ذکر شده در دفترچه خودرو که عموما هم عددی بالای ۹۰ است، استفاده کنید. در کشور ما بدلیل عدم وجود تنوع زیاد در اکتان بنزین، تنها انتخاب برای خودروهای پیشرفته، بنزین سوپر است. البته مخلوط بنزین سوپر و معمولی نیز قابل استفاده‌است که در ادامه به این مورد نیز خواهیم پرداخت.

آوانس و ریتارد در موتورهای بنزینی:

زمان‌بندی جرقه‌زدن در موتورهای بنزینی از اهمیت زیادی برخوردار است. چون زمان جرقه زدن می‌تواند جلوتر (advanced) و یا اینکه دیرتر از موعد مقرر (retarded) باشد.

زمانی که لازم است تا سوخت محترق شود معمولاً ثابت است . اما سرعت پیستون همزمان با افزایش سرعت موتور افزایش می‌یابد. این بدان مفهوم است که هر چقدر سرعت موتور سریع‌تر شود لازم است که جرقه زودتر از موعد مقرر شده انجام گیرد به این کار آوانس شدن جرقه می‌گویند. هر چقدر که سرعت موتور بیشتر باشد مقدار آوانس کردن آن نیز باید بیشتر شود.

اهداف دیگری که برای این کار وجود دارد کنترل میزان آلودگی است در هنگامی که حداکثر توان مورد نیاز نمی‌باشد مثلاً با به تاخیر انداختن زمان جرقه‌زدن (نزدیک کردن جرقه به زمانی که پیستون به بالاترین نقطه تراکم خود می‌رسد سبب می‌شود که حداکثر فشردگی بین هوا و سوخت و دما می‌تواند کاهش پیدا کند. پایین آمدن درجه حرارت کمک می‌کند که از تشکیل اکسیدهای نیتروژن NOx ((N2O2- N2O4 جلوگیری به‌عمل می‌آید.

به‌تاخیر انداختن زمان جرقه (ریتارد کردن) باعث حذف ضربه‌های وارد به موتور knocking نیز می‌شود. برخی از خودروها دارای حس‌کننده‌های خودکار ضربه هستند.

http://rozup.ir/up/mostafabaghi/Pictures/10794-300x200.jpg

عدد اکتان مشخص کننده چیست؟

عدد اکتان مشخص میکند که سوخت تا چه میزان توانایی متراکم شدن قبل از احتراق خودبه خودی را داراست.

این عدد از کجا بدست می آید؟

زمانی که نفت خام در پالایشگاهها تصفیه میشود،زنجیره های هیدروکربن با طول های متفاوت بدست می آید و این زنجیره های جدا از هم با ترکیب شدن با یکدیگر سوختهای متفاوتی چون ینزین،گازوئیل،نفت سفید و… را حاصل مینماید.

هپتان دارای خاصیت متراکم شدن بسیار ضعیفی است و در مقابل اکتان قابلیت متراکم شدن بسیار بالایی دارد.پس اگر بنزینی دارای مقادیر بسیار بالایی از اکتان یا همان ایزو اکتان باشد،بنزین بسیار خوبی از نظر مقاومت در برابر خود سوزی محسوب میشود.

در جریان جنگ جهانی اول توماس میجلی کشف نمود که با افزودن (تترا اتیل سرب)که یک اورگانو متالیک محسوب میشود به مخلوط بنزین ،نسبت اکتان آن را تا حد بسیاری افزایش خواهد یافت و میتوان بنزینی با فراوری ارزان قیمت (شبکه هیدروکربنهای با فراوری ساده تر)را ،با افزودن این ماده ، به بنزینی با اکتان بالا تبدیل نمود. از طرف دیگر این ماده باعث روانکاری سوپاپها نیز میشد، استفاده از این ماده در بنزین تا سالیان دراز ادامه یافت،تا اینکه متوجه شدند سرب ضررهای زیست محیطی بسیاری پدید می آورد و باید از بنزین حذف گردد،بنابراین حذف سرب به تدریج در کشورهای پیشرفته با جایگزین نمودن ماده ای به نام MTBEکه مخفف methyl teriary-butyl ether است ،به جای تترا اتیل سرب آغاز شد.

روش به دست آوردن عدد اکتان:

عدد اکتان از دو روش که یکی عملی و دیگری تئوری هست بدست می اید. روش تحقیقی RON و روش عملی MON نامیده میشود.

فاصله بین ۲ عدد بدست آمده از این ۲ روش رو، sensitivity یا حساسیت سوخت مینامند که بسیار هم با اهمیت میباشد چرا که ممکن است بنزینی بدلیل نوع افزودنی ها و مواد بکار رفته جهت بالا بردن اکتان در شرایط آزمایش RON عدد بالایی از اکتان را ارائه دهد اما در شرایط سخت تر ، توانایی مقابله بسیار کمتری نسبت به تراکم پذیری داشته باشد و عدد حاصل از آزمایش MON بسیار پایین باشد ، لذا بین چند بنزین مختلف که از آزمایش RON عدد مشابهی بدست آورده اند ، بنزینی مرغوبتر است که فاصله اعداد بدست آمده از ۲ آزمایش RON و MON برای آن نوع بنزین کمتر از بقیه باشد.

ولی سوال اینجاست که عدد بدست اومده در روش تحقیقی RON بالاتر از عدد عملی هستMON. که همین اختلاف باعث میشه راه برای فریب مردم باز باشه و شرکت ها از تفاوت این دو عدد سواستفاده کنن {تو ایران هم همینطوره} و عدد RON رو مبنای مقایسه اکتان بنزینشون معرفی کنن. در حالی که در امریکا از روش RON+MON)/۲) استفاده میکنن که از اون با نام PON نام میبرن.

http://rozup.ir/up/mostafabaghi/Pictures/oktann-400x79.jpg

تفاوت بین بنزین سوپر و معمولی:

گفته می‌شود بنزین موجود در کشور در نوع معمولی اکتانی برابر ۷۲ تا ۸۰ RON و نوع سوپر نیز دارای عدد اکتان ۹۵ RON داراست.

 

آیا می‌توان بنزینهای مختلف را با یکدیگر مخلوط کرد ؟

بر طبق تحقیقات و آزمایشات انجام شده حتی با وجود ترکیب بنزین با افزودنی‌های متفاوت، مشکلی برای خودرو پیش نخواهد آمد و در صورت موجود نبودن بنزین با اکتان لازم می‌توانید به‌راحتی با ترکیب دو نوع بنزین با یکدیگر به عدد اکتان لازم دست یابید، مثلا اگر بنزین‌هایی بااعداد اکتان ۷۴ و ۹۵، با پرکردن ۵۰، ۵۰ باک، بنزینی با اکتان ۸۴. ۵ خواهید داشت، البته برای این کار قبل از خالی شدن کامل باک، ابتدا میزانی که می‌خواهید از بنزین معمولی داخل باک بریزید و پس از آن مابقی را با بنزین سوپر پر نمایید، ممکن است مخلوط شدن دو سوخت مدتی به طول انجامد بنابراین تا چند دقیقه اول ممکن است کوبش‌هایی ناشی از سوختن بنزین معمولی در خودروهای فاقد ناک سنسور (KNOCK SENSOR) و عدم شتابگیری کافی در خودروهای دارای ناک سنسور احساس شود.

ناک سنسور یعنی سنسور ضربه. همانطوری که از اسمش پیداست به ضربه ربط دارد و کارش شناسایی ضربه های وارد به موتور ماشین و اعلام آنها به ای سی یو (ECU) می‌باشد. این ضربه ها به دلیل سوخت ناقص و احتراق بد هنگام (زود هنگام یا دیرهنگام) توسط پیستون و شاتون و قطعات متحرک به موتور ماشین زده میشود. (انفجار ناقص موجب این فرایند می‌شود) و در دراز مدت موجب خرابی و فرسایش موتور و زیادشدن صدای موتور و لرزش موتور و نتیجه عمر موتور کم می‌شود. ضربه زنی در اثر احتراق پیش رس(زود هنگام) یا خودسوزی مخلوط هوا و سوخت در داخل موتور ایجاد میشود ودر صورت تداوم می‌تواند منجر به صدمه به قطعات موتورگردد. از جمله صدمات آن می‌توان به ترک خوردن و ذوب شدن پیستون خم شدن شاتون وصدمه به شمع ها اشاره کرد. سنسور ضربه بروز آنرا حس کرده وبه Ecu گزارش می‌کندو Ecu در جهت جلوگیری از آن مقدار آوانس جرقه را کم کرده ونسبت هوا به سوخت را کمی غنی‌تر می‌کند. با از بین رفتن ضربه زنی مجددا آوانس جرقه توسط Ecu افزایش می‌یابد. این کاهش وافزایش مرتباً ادامه می‌یابد تا جایی که موتور همیشه در شرایط آستانه ضربه زنی که حداکثر بازدهی وجود دارد کار کند.

لازم به ذکر است مخلوط نمودن بنزین سوپر و معمولی برای خودروهایی چون ۴۰۵‌های کاربراتوری، پراید و به طور کل خودروهایی که اکتان بنزین معمولی برای آن‌ها کم و سوپر هم زیاد محسوب می‌شود بدلیل عدم وجود بنزین با عدد اکتان بین بنزین معمولی و بنزین سوپر در کشور، روش خوبی محسوب می‌گردد چرا که استفاده از اکتان بالاتر از حد لازم برای چنین خودروهایی جز هدر دادن پول، منفعت دیگری برای خودرو ندارد و استفاده از اکتان پایین تر هم با خودسوزی سوخت به موتور خودروی شما آسیب می‌رساند و در صورت تنظیم موتور بر مبنای اکتان بنزین معمولی هم از شتاب خودرویتان کاسته می‌شود این روش به مراتب بهتر و ارزان تر از استفاده از افزودنی‌های بالا برنده اکتان از جمله Octane Booster ‌ها می‌باشد، البته باز هم تکرار می‌کنم این روش برای خودروهای با تکنولوژی ۱۰ تا ۱۵ ساله مناسب است و برای خودروهای جدیدتر و با موتورهای پیشرفته تر حتما فقط از نوع سوپر استفاده نمایید، در برخی نمونه‌های وارداتی که بنزین با اکتان بیش از ۹۵ برایشان توصیه گردیده نیز باید به بنزین سوپر حتی مواد افزودنی بالا برنده اکتان نیز اضافه شود تا این خودرو‌ها با مشکل روبرو نشوند، البته در این مورد حتما باید دقت شود این افزودنی‌ها دارای سرب نباشند، چرا که سرب ظرف چند دقیقه Catalyst Converter خودروی شما را از کار خواهد انداخت.

فرایند کراکینگ کاتالیزوری بسترسیال:

(FCC) یکی از مهمترین فرایند های موجود در پالایشگاه ‌ها به منظور تولید بنزین می‌باشد. تاکنون بررسی های گوناگونی بر روی بهبود عملکرد این واحد از دیدگاه های مختلف از جمله بررسی کاتالیست های مصرفی در این واحد صورت گرفته است. می‌توان نانوکاتالیست های مختلفی را بجای کاتالیست های مرسوم و میکروکاتالیست های رایج در این فرایند بکاربرد. بکارگیری نانوکاتالیست های SiO2/Al2O3 در حالت ساده و مخلوط با اکسید گالیم در فرایند FCC و اثرات آن برروی کاهش ترکیبات الفینی و گوگردی و نیز افزایش عدد اکتان بنزین عنوان گردیده‌است. فرایند کراکینگ کاتالیزوری بستر سیال(FCC) یکی از پراستفاده‌ترین فرایند‌ها برای تبدیل گازوئیل سنگین به محصولات سبک‌تر و با ارزش‌تر از قبیل بنزین و اولفین‌ است.

کاتالیزور FCC معمولاً از یک نوع زئولیت اکثراً زئولیت Y، یک ماتریس سیلیکا، آلومینا و یا سیلیکا آلومینا، پرکننده و ماده چسباننده تشکیل می‌شود. تغییر در ویژگی‌های زئولیت و یا ماتریس آن منجر به تأثیر قابل ملاحظه‌ای در بازده محصولات می‌شود.

اجزای فعال کاتالیزور FCC شامل ریز ذرات زئولیت NaY با اندازه ذرات کوچکتر از ۵۰۰ نانومتر ‌است. همچنین از روش بخارزنی برنامه‌ریزی شده دمایی نیز برای تهیه زئولیت فوق پایدار(Y (USY بهره گرفته ‌اند.

کاتالیزور USY به دلیل اندازه درشت‌تر حفرات آن نسبت به زئولیت Y، کراکینگ خوراک سنگین را راحت‌تر از کاتالیزورهای مرسوم انجام داده و در عین حال میزان کک آن کمتر بوده‌است. بنابراین با این روش می‌توان به کاتالیزور USY با هدف تولید بنزین با عدد اکتان بالا، کک کمتر، پایداری هیدروترمال بیشتر دست یافت.

گفتنی است که در این کار، اسیدی(فعال) کردن به صورت درجا درون راکتور انجام شده‌است. همچنین از روش‌های XRD، XRF، SEM، NH3-TPD، Atomic absorption و جذب و دفع نیتروژن برای تعیین مشخصات فیزیکی شیمیایی و از آنالیزTPO برای تعیین میزان کک کاتالیست استفاده گردیده‌است.

این نانوکاتالیزور می‌تواند در واحدهای کراکینگ کاتالیزوری، هیدروکراکینگ، آلکیلاسیون صنعت نفت استفاده شود.

http://rozup.ir/up/mostafabaghi/Pictures/Gasoline-300x196.jpg

چگونه بفهمیم خودروی ما به چه نوع بنزینی احتیاج دارد؟
تقریباً در دستورالعمل همه وسایل نقلیه عدد اکتان بهینه برای آن وسیله درج شده است. برخی از خودروهای لوکس یا مسابقه‌ای از هشداری بر روی درب باک استفاده می‌کنند که بر روی آن نوشته شده «فقط از سوخت بدون سرب با کیفیت بالا استفاده کنید».
به عنوان جمع‌بندی بار دیگر تاکید می‌کنیم که با استفاده از سوخت‌های با درجه اکتان بالا در موتوری که برای استفاده از سوخت‌های معمولی طراحی و تنظیم شده هیچ تغییری در میزان قدرت یا کارایی موتور ایجاد نخواهد شد. تفکری هم که درباره تمیز کردن داخل موتور به واسطه استفاده از سوخت‌های با اکتان بالا رایج است، اشتباه است. از سوی دیگر، استفاده از سوخت‌های با اکتان پایین، در موتوری که برای استفاده از سوخت‌های با اکتان بالا طراحی شده است، ریسک آسیب به موتور را افزایش می‌دهد و به مرور زمان بر کارایی آن تأثیر منفی خواهد داشت.
دفعه بعد که کسی خواست فلسفه عدد اکتان سوخت را برای شما تشریح کند، می‌توانید برای او تأثیر عدد اکتان را به طور کامل شرح دهید، یا اینکه سری تکان بدهید، لبخندی بزنید، پول سوخت را بپردازید و حرکت کنید!

 

منابع:

ویکی پدیا فارسی

وبلاگ شیمی ایران

تارنما خرم گشتر ساعی

تارنما مهندسی بهداشت محیط ایران

پارسینه

دنده ۶

پژوهشکده دات آی آر

ارسال نظر برای این مطلب

نام
ایمیل (منتشر نمی‌شود) (لازم)
وبسایت
:) :( ;) :D ;)) :X :? :P :* =(( :O @};- :B /:) :S
نظر خصوصی
مشخصات شما ذخیره شود ؟ [حذف مشخصات] [شکلک ها]
کد امنیتیرفرش کد امنیتی
تبلیغات
Rozblog.com رز بلاگ - متفاوت ترين سرويس سایت ساز
اطلاعات کاربری
نام کاربری :
رمز عبور :
  • فراموشی رمز عبور؟
  • آرشیو
    آمار سایت
  • کل مطالب : 83
  • کل نظرات : 9
  • افراد آنلاین : 1
  • تعداد اعضا : 1
  • آی پی امروز : 10
  • آی پی دیروز : 44
  • بازدید امروز : 52
  • باردید دیروز : 72
  • گوگل امروز : 1
  • گوگل دیروز : 3
  • بازدید هفته : 249
  • بازدید ماه : 1,449
  • بازدید سال : 11,966
  • بازدید کلی : 451,038
  • کدهای اختصاصی