Моторное топливо. Октановое число

Повышение мощности двигателя при малых габаритах и весе достигается увеличением степени сжатия горючей смеси в цилиндре. Однако в четырехтактовых двигателях с принудительным зажиганием при увеличении степени сжатия происходит детонация — чрезмерно быстрое воспламенение смеси. Это снижает мощность и приводит к преждевременному износу мотора.

Мотор «стучит». На практике это происходит при использовании бензина более низкого качества по сравнению с предписанным по техническим условиям эксплуатации мотора.

Октановое число

Строение углеводорода оказывает самое существенное влияние на качество моторного топлива: чем более разветвлена углеродная цепь, тем большую степень сжатия можно получить без детонации. За меру антидетонационных свойств (качества) моторного топлива принято «октановое число». В качестве стандарта хорошего моторного топлива используют 2,2,4-триметилпентан (изооктан), октановое число которого принято за 100, худшего — н-гептан с октановым числом, равным нулю. Например, октановое число 93 моторного топлива (бензин А-93) соответствует свойствам смеси изооктана и н-гептана, в которой содержится 93% изооктана.

Антидетонаторы

Повышение октанового числа моторного топлива может достигаться добавкой антидетонаторов (до 0,5%) — веществ, улучшающих антидетонационные свойства. В качестве антидетонаторов используют уже долгое время тетраэтилсвинец (ТЭС, Рb(С₂Н₅)₄, т. кип. 202 °С). Однако бензин с добавкой ТЭС (этилированный бензин) и продукты его сгорания очень токсичны, экологически опасны.

Весьма актуальна замена ТЭС на известные в настоящее время нетоксичные и более эффективные антидетонаторы, например, метилциклопентадиенилтрикарбонилмарганец СН₃С₅Н₄Мn(СО)₃, циклопентадиенилпентакарбонилмарганец C₅H₅Mn(CO)₅, пентакарбонилжелезо Fe(CO)₅, метил-трет-бутиловый эфир, однако, к сожалению, новые антидетонаторы дороже ТЭС.

Цетановое число

Ракетное и дизельное топливо, наоборот, должно обладать более легкой воспламёняемостью при сжатии его смеси с воздухом, поэтому углеводороды с нормальной цепью в данном случае являются наиболее ценными. За стандарт принимают цетан C₁₆H₃₄, «цетановое число» которого принимают за 100, для 1-метилнафталина оно равно нулю.