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辛烷值(Octane Number)到底是什么?辛烷值的含义到底是什么?

发布时间:2023-09-13 浏览数:746次
  • 辛烷值(Octane Number)是用来评估交通工具所使用的燃料(汽油)抵抗震爆能力的指标。在汽油中存在着多种碳氢化合物,其中正庚烷在高温和高压条件下比较容易自燃,导致发动机出现震爆现象,从而降低引擎效率,甚至可能引发汽缸壁过热和活塞损裂等严重问题。因此,正庚烷的辛烷值被定义为零,而异辛烷的震爆现象较小,其辛烷值被设定为100。其他碳氢化合物的辛烷值可能小于0(如正辛烷),也可能大于100(如甲苯)。因此,汽油的辛烷值直接取决于其中各种碳氢化合物的比例。

    辛烷值的概念源于对汽油燃烧性能的评估和改进。辛烷值越高,表示汽油在高温高压条件下抵抗震爆的能力越强,燃烧更加稳定。这对于提高发动机的效率和性能至关重要。因此,辛烷值成为了汽油质量的重要指标之一。

    通过控制汽油中各种碳氢化合物的比例,可以调整汽油的辛烷值。在生产汽油时,炼油厂会根据市场需求和特定的应用要求,选择合适的原料和工艺,以达到所需的辛烷值。不同类型的发动机对辛烷值的要求也有所不同。一般来说,高性能发动机通常需要较高的辛烷值,而一些普通家用车则对辛烷值的要求相对较低。

    辛烷值的测定方法主要有研究法和汽车法两种。研究法是通过在实验室中模拟发动机燃烧环境,测量不同混合物的爆震特性来确定其辛烷值。汽车法则是利用标准发动机进行实际的工作条件下的测试,通过比较燃料与已知辛烷值燃料的爆震特性差异来确定其辛烷值。

    辛烷值的概念和评估方法的引入,为汽油的研发和生产提供了重要的依据。通过合理控制辛烷值,可以生产出适应不同需求的汽油产品,提高发动机的性能和燃烧效率,同时减少对环境的污染。因此,辛烷值在石油化工领域具有重要的意义。

测定方法:

测试车用汽油抗爆性的方法很多,归纳总结主要有以下几种。

1.马达法

一种燃料的马达法辛烷值是在标准操作条件下,将该燃料的参比与已知辛烷值的参比燃料混合物的爆震倾向相比较而确定的。具体的做法是借助于改变压缩比,并用一个电子爆震表来测量爆震强度而获得标准爆震强度。


2.研究法

车用汽油国家标准中规定检测车用汽油抗爆性的方法采用研究法辛烷值测试法(GB/T 5487-1995)和马达法辛烷值测试法(GB/T 503-1995)。测试标准条件不同是研究法辛烷值测试法和马达法辛烷值测试法最主要的区别。两种测试方法都是在各自的标准操作条件下,用电子爆震表测定被测燃料和已知参比燃料的爆震强度,然后将被测燃料的爆震倾向与已知辛烷值的参比燃料的爆震倾向相比较来确定被测燃料的辛烷值。具体的做法可以采用内插法和压缩比法。 


3.内插法
在单缸机压缩比保持不变的情况下,使被测燃料的爆震表读数位于两个已知辛烷值的参比燃料(辛烷值之差不能大于 2)的爆震表读数之间,然后再用内插法计算公式计算被测燃料的辛烷值。内插法计算公式如下:



式中:X-被测车用汽油的辛烷值;


A-参比燃料(高辛烷值)对应的辛烷值;
B-参比燃料(低辛烷值)对应的辛烷值;
a-参比燃料(高辛烷值)对应的平均爆震表读数;
b-参比燃料(低辛烷值)对应的平均爆震表读数;

c-被测车用汽油的平均爆震表读数。


4.压缩比法

用参比燃料标定出发动机的标准爆震强度,然后换用被测燃料,通过调整气缸高度(压缩比),使被测燃料的爆震强度与参比燃料的爆震强度相同,记录此时的气缸高度,然后查表得出被测燃料的辛烷值。


4.红外光谱法

研究法辛烷值测试法和马达法辛烷值测试法均无法满足生产过程中在线测试要求,同时在实际测试燃料辛烷值的过程中,上述两种方法还具有测试速度慢,测试费用非常高和有害污染物排放多等缺点。快速检测燃料辛烷值的方法有红外光谱法、气象色谱法和核磁共振光谱法等。由于具有成本低廉、测试速度快、测试过程中不会产生排放污染和测试消耗被测燃料少等优点,红外光谱法逐渐成为车用汽油辛烷值测定的主流技术。红外光谱法的基本原理就是利用红外光谱测定车用汽油中的不同组分和各组分所占的比例,然后根据各组分对辛烷值的贡献情况,分析计算得出被测车用汽油的辛烷值。


5.行车法
由于实验室法所测定的辛烷值不能完全反映汽车在道路上行驶时汽油的实际抗爆能力,一些国家还采用行车法来评定汽油的实际抗爆性能,用该方法所测出的辛烷值,称为道路辛烷值。因为行车法比较复杂,实际应用时多采用经验公式计算而得。经验公式如下:
修正联合法道路辛烷值

按该式计算得道路法辛烷值,其数值介于马达法辛烷值和研究法辛烷值之间。我国车用汽油国家标准尚未对车用汽油道路法辛烷值做出规定 
介电常数法辛烷值
汽油的辛烷值不同其介电常数
 也不同,辛烷值大的汽油介电常数也大,如果能测定介电常数,就可以计算出辛烷值,介电常数的变化可用电容的容值变化来测定。该方法设备体积小、低功耗、价格低、具有温度补偿,便于野外作业。实现的电路简单可靠,但存在无法测量汽油中加入有机溶质的局限性。

燃料的辛烷值:

燃料
研究法辛烷值
马达法辛烷值
抗暴度
十六烷
<-30


正辛烷
-10


正庚烷
0


柴油
15-25


异辛烷
100
90-92
95-96
E10汽油
87-93


E85汽油
105


甲烷
107


车用汽油的牌号是按照辛烷值区分的。共有66、70、76、80、85等号。例如,70号车用汽油即表明该汽油辛烷值不低于70。根据辛烷值的实测结果可判定属哪一牌号的车用汽油。

测定意义:

提高经济性能

辛烷值是表示汽化器式发动机燃料的抗爆性能好坏的一项重要指标,列于车用汽油规格的首项。汽油的辛烷值越高,抗爆性就越好,发动机就可以用更高的压缩比。也就是说,如果炼油厂生产的汽油的辛烷值不断提高,则汽车制造厂可随之提高发动机的压缩比,这样既可提高发动机功率,增加行车里程数,又可节约燃料,对提高汽油的动力经济性能是有重要意义的。

保护环境

针对原油和汽油的输送,不但要求对输送油品进行标号识别,还要求对输送期间产生混合油的情况进行监控,准确掌握管道内的情况以确保油品的输送和管理。针对原油加工,实时掌握加工油品的辛烷值,可以合理地控制炼油厂加工汽油的辛烷值不断提高,对原油的资源利用具有重要意义。此外,汽油的辛烷值与汽油的化学组成,特别是汽油中烃类分子结构有密切关系。测定加有抗爆剂的汽油的辛烷值,可估量抗爆剂的效果,找出适宜的抗爆剂加入量,提高汽油的燃烧质量,保护环境。

评测标准:

不同化学结构的烃类,具有不同的抗爆震能力。异辛烷2,2,4-三甲基戊烷)的抗爆性较好,辛烷值给定为100。正庚烷的抗爆性差,给定为0。汽油辛烷值的测定是以异辛烷和正庚烷为标准燃料,按标准条件,在实验室标准单缸汽油机上用对比法进行的。调节标准燃料组成的比例,使标准燃料产生的爆震强度与试样相同,此时标准燃料中异辛烷所占的体积百分数就是试样的辛烷值。依测定条件不同,主要有以下几种辛烷值: 
马达法辛烷值(MON)
测定条件较苛刻,发动机转速为900r/min,进气温度149°C。它反映汽车在高速、重负荷条件下行驶的汽油抗爆性。
研究法辛烷值(RON)
测定条件缓和,转速为600r/min,进气为室温。这种辛烷值反映汽车在市区慢速行驶时的汽油抗爆性。对同一种汽油,其研究法辛烷值比马达法辛烷值高约0~15个单位,两者之间差值称敏感性或敏感度。
道路法辛烷值
也称行车辛烷值,用汽车进行实测或在全功率试验台上模拟汽车在公路上行驶的条件进行测定。道路辛烷值也可用马达法和研究法辛烷值按经验公式计算求得。马达法辛烷值和研究法辛烷值的平均值称作抗爆指数,它可以近似地表示道路辛烷值。
介电常数法辛烷值
根据汽油的介电常数法测定汽油的辛烷值,测量方法采用了分段回归对应校准,利用微差法直读辛烷值,该方法简单,快捷。长沙富兰德开发出了最新一款的辛烷值测定仪FDR-3601,用标准油样进行标定,然后用标定好的仪器对试样进行检测,检测结果准确性高。还有款FDR-3621的十六烷值测定仪,检测柴油的十六烷指数,结果准确性高。 [4]


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