Motoare

Cifra octanică (CO) a unei benzine reprezintă rezistenţa la autoaprindere a combustibilului, adică rezistenţa la detonaţie.

1. Definiţie

Cifra octanică se defineşte prin compararea comportării benzinei cu cea a unui amestec etalon, format din hidrocarburi cu proprietăţi antidetonante opuse. Drept hidrocarbură care detonează uşor, adică are rezistenţă la autoaprindere mică, se foloseşte normal heptanul (C7H16 ), căruia i se atribuie, în mod convenţional cifra octanică CO = 0. Drept hidrocarbură care detonează greu, adică are rezistenţă la autoaprindere mare, se foloseşte izooctanul (2,2,4-trimetilpentan) (C8H18 ), căruia i se atribuie, în mod convenţional cifra octanică CO = 100. Cifra octanică este definită de procentul de izooctan în volumul amestecului etalon.

Definirea cifrei octanice a fost făcută în jurul anului 1926 de chimistul Russell Marker de la Ethyl Corporation. Alegerea n-heptanului s-a datorat posibilităţii de a se obţine substanţa foarte pură, fără urme de alţi izomeri ai heptanului sau octanului, prin distilarea răşinii de pin Jeffrey. Obţinerea heptanului din alte surse, de exemplu din ţiţei nu se poate face la puritatea necesară unei substanţe etalon.

2. Metode de încercare

Comparaţia dintre comportarea benzinei a cărei cifră octanică se determină şi a amestecului etalon se face pe un motor special, CFR, al Comitetului Cooperativ pentru Cercetarea Combustibililor (engleză Cooperative Fuel Research Committee), care permite realizarea unui raport de comprimare variabil, în condiţii sandard, stabilite de Asociaţia Americană de Încercări şi Materiale (engleză American Society for Testing and Materials) (ASTM), respectiv permite realizarea unui nivel de detonaţie determinat. Cifrele octanice a benzinei, respectiv a amestecului etalon se consideră egale dacă în condiţiile de încercare standard produc aceeaşi intensitate a detonaţiei.

Se folosesc două metode pentru determinarea cifrei octanice:

- Metoda Research (CO/R sau CO/Ce). Determinarea cifrei octanice se face la turaţia de 600 rpm.

- Metoda Motor (CO/M). Determinarea cifrei octanice se face la turaţia de 900 rpm.

Metoda CO/R dă valori ceva mai mari decât metoda CO/M, însă pericolul de detonaţie este mai mare la turaţia de cuplu maxim (mai mică), aşa că metoda CO/R este preferată pentru caracterizarea benzinelor pentru automobile. În aviaţie, datorită faptului că acolo motoarele lucrează turate, se preferă caracterizarea benzinelor (de exemplu AvGas) prin metoda CO/M.

3. Recomandări privind cifra octanică

O benzină cu CO mai mare permite realizarea unor rapoarte de comprimare mai mari, deci motoare cu randament indicat mai mare şi, la aceeaşi cilindree, cu puteri mai mari.

La un motor cu raport de comprimare dat, folosirea unei benzine cu CO mai mică decât cea prevăzută prin proiect deformează diagrama indicată, micşorând randamentul indicat, şi determină apariţia detonaţiei, distrugând motorul. Folosirea unei benzine cu CO mai mare decât cea prevăzută prin proiect deformează şi ea diagrama indicată, micşorând de asemenea randamentul indicat, ducând la o risipă inutilă.

Cifra octanică nu este legată de cantitatea de căldură degajată prin ardere, adică de puterea calorifică a combustibilului, deci o benzină cu o CO mai mare nu e „mai bună” în acest sens.

În Europa şi Australia cifra octanică afişată la pompele de benzină este CO/R. În SUA şi Canada cifra octanică afişată este media CO/R şi CO/M, aşa-numita „cifră octanică la pompă” (engleză Pump Octane Number) (PON), cea ce face ca valorile afişate să fie cu 4 – 5 unităţi mai mici. Benzina CO95 din Europa este echivalentă cu CO90 din SUA.