Was ist eine Oktanzahl?
Eine Oktanzahl ist eine Bezeichnung, die sich auf die Detonationsbeständigkeit eines bestimmten Kraftstoffgemisches bezieht. Es gibt zwei Haupt-Oktanzahl-Bewertungssysteme und ein drittes ist ein Durchschnitt der ersten beiden. Die Nennwerte werden in Testmotoren ermittelt, indem zunächst die Detonationseigenschaften eines Kraftstoffgemisches überprüft und anschließend mit verschiedenen Verhältnissen von Isooktan und Heptan verglichen werden. Ein Kraftstoffgemisch mit einer Oktanzahl von 80 hätte ähnliche Detonationseigenschaften wie ein Gemisch aus 80% Isooctan und 20% Heptan. Unter bestimmten Umständen kann ein Kraftstoff eine Einstufung von mehr als 100 aufweisen, da einige Substanzen eine bessere Detonationsbeständigkeit aufweisen als reines Isooktan.
In einem typischen Verbrennungsmotor soll sich das Luft / Kraftstoff-Gemisch in einem kontrollierten Prozess entzünden und verbrennen, der als Verpuffung bekannt ist. Eine Detonation tritt auf, wenn sich das Luft / Kraftstoff-Gemisch außerhalb der an der Zündkerze beginnenden Flammenfront unkontrolliert entzündet. Der Prozess der Detonation wird manchmal als Klopfen oder Klingeln bezeichnet und kann zu erhöhtem Zylinderdruck und schweren Motorschäden führen. Motoren mit höherer Verdichtung sind effizienter und verursachen mit höherer Wahrscheinlichkeit eine Detonation. Daher kann es erforderlich sein, dass der Kraftstoff Klopffreiheit aufweist.
Um einen Maßstab zu schaffen, an dem Kraftstoffe gemessen werden können, wurde Isooctan aufgrund seiner Detonationsbeständigkeit ausgewählt. Da Heptan die Wahrscheinlichkeit einer Detonation erhöht, wird diese Substanz typischerweise während des Testens beigemischt. Die beiden Hauptprüfmethoden zur Bestimmung der Oktanzahl sind die Forschungsoktanzahl (ROZ) und die Motoroktanzahl (MON). Die ROZ eines Kraftstoffs wird durch Verbrennen eines Kraftstoffs unter kontrollierten Bedingungen in einem Motor mit variabler Verdichtung bei 600 Umdrehungen pro Minute (U / min) bestimmt. Für den MON werden Drehzahlen von über 900 U / min verwendet, wobei auch ein vorgewärmtes Luft / Kraftstoff-Gemisch und ein variabler Zündzeitpunkt verwendet werden.
Die dritte Art der Oktanzahl ist der Antiklopfindex (AKI), der den Durchschnitt von ROZ und MON für einen bestimmten Kraftstoff darstellt. Jede dieser Zahlen gibt an, wie sich die Detonationsbeständigkeit eines Kraftstoffs im Vergleich zu einer Mischung aus Isooctan und Heptan verhält, und kann hilfreich sein, um vorherzusagen, wie er in modernen Motoren mit hoher Verdichtung reagieren wird. Viele Motoren haben eine empfohlene Mindestoktanzahl für Kraftstoff. Niedrigere Werte können zur Detonation und Beschädigung des Motors führen.
Die Oktanzahl bezieht sich nur auf die Klopffestigkeit und gibt nicht unbedingt die Energiekapazität oder etwas anderes an. Trotz seiner hervorragenden Anti-Klopfeigenschaften ist Isooctan im Energiegehalt niedriger als viele andere Kraftstoffe. Die Leistung, die häufig mit hohen Oktanzahlwerten verbunden ist, bezieht sich typischerweise auf eine hohe Komprimierung. Moderne Motoren mit hohen Verdichtungsverhältnissen sind in der Regel leistungsstärker und benötigen Kraftstoff mit hoher Oktanzahl, um eine Detonation zu vermeiden. Selbst wenn der Kraftstoff selbst im Verhältnis zu seinem Volumen einen relativ geringen Energiegehalt aufweist, wie z. B. Benzin, das mit Ethanol gemischt ist, kann ein Motor mit hohem Verdichtungsverhältnis dennoch außergewöhnliche Leistung erzeugen.