عدد اکتان بنزین و راه‌های بهبود آن

طبق این رابطه هرچه نسبت تراکم افزایش یابد، بازده موتور بیشتر می­‌شود. اما افزایش بیش از اندازۀ نسبت تراکم باعث می­‌شود تا سوخت درون سیلندر قبل از جرقه زدن شمع به دلیل بالا رفتن فشار منفجر شده و در موتور صدایی ایجاد کند که اصطلاحاً به آن تقه یا کوبش می­‌گویند.

در سال های خیلی دور و در دهۀ 30 و 40 میلادی موتورها اکثراً دارای این صدای تقه بودند. همین امر باعث آسیب جدی به موتور خودرو و صدای شدید و گوش خراش در خیابان ها می‌­شود. 

از این رو متخصصان به فکر چاره ای برای حل این مشکل افتادند و به این نتیجه رسیدند که هرچه احتراق سوخت آرامتر باشد، موتور عملکرد بهتری خواهد داشت و در اثر افزایش تراکم موتور، احتراق نامنظم و کوبش پیش نخواهد آمد. 

برای تعیین کیفیت سوخت از یک موتور احتراق تک سیلندر که جنبۀ آزمایشگاهی دارد، به نام موتور CFR (Cooperative Fuel Research) استفاده می‌­شود. در این موتور تنظیم نسبت هوا به سوخت با تغییر میزان سوخت در کاربراتور یا انژکتور عملی می‌­شود.

 

سوخت های مختلف با ترکیبات متفاوت به منظور تعیین کیفیت در موتور CFR آزمایش شدند و نسبت تراکم های آن ها تعیین گردید. به طور قراردادی به ایزو اکتان با فرمول i-C₈H₁₈ عدد 100 و به نرمال هپتان با فرمول n-C₇H₁₆ عدد صفر اختصاص داده شد. ایزو اکتان خاصیت آرام سوزی مناسبی داشته و کیفیت خوبی برای اشتعال در موتورهای احتراق داخلی دارد.

 

عدد اکتان یک سوخت در واقع درصد حجمی ایزواکتان در مخلوط با نرمال هپتان است. هرچه عدد اکتان یک سوخت بالاتر باشد، امواج احتراق داخل سیلندر منظم تر پخش شده و سوخت آرامتر و بهتر می‌­سوزد. عدد اکتان به وسیلۀ موتور CFR به دو روش تعیین می­‌شود:

•  روش پژوهش و روش موتور. روش موتور با سرعت دوران 900 دور دقیقه برای حالت دور موتور زیاد و رانندگی در جاده است. 
• روش پژوهش با سرعت 600 دور بر دقیقه نشانگر حالت رانندگی در شهر است.

عدد اکتان موتور برای یک سوخت همیشه کمتر از عدد اکتان پژوهش برای آن است. اختلاف این دو عدد اکتان، حساسیت سوخت (Fuel Sensitivity) نامیده می­‌شود. در آمریکا برای گزارش عدد اکتان یک سوخت، میانگین دو مقدار موتور و پژوهش در نظر گرفته می‌شود. بنزین ها از لحاظ عدد اکتان به دو دستۀ بنزین معمولی و بنزین سوپر تقسیم می­‌شوند.

اکتان بنزین ایران

در ایران عدد اکتان بنزین معمولی بین 87 تا 90 و بنزین سوپر دارای عدد اکتان حدود 95 است، که می بایست جهت عدد اکتان بنزین و راه‌های بهبود آن  تلاش هایی صورت گیرد. جدول زیر عدد اکتان سوخت های مورد استفاده در کشور فرانسه را نشان می­ دهد:

افزایش و بهبود عدد اکتان بنزین باعث می‌­شود تا سوخت مرغوب تر شده و همچنین با بالا رفتن بازده سوخت مصرف آن هم کاهش یابد. عدد اکتان هیدروکربن ها اصولاً بستگی به ساختار شیمیایی آن­ها دارد. هیدروکربن های زنجیری دارای عدد اکتان پایینی هستند و هرچه طول زنجیر بیشتر شود عدد اکتان بنزین هم کاهش می­‌یابد تا جایی که در نرمال هپتان به صفر می‌­رسد. 

در مجموع هر چه هیدروکربن پارافینی (زنجیری) شاخه دار تر شود، عدد اکتان آن افزایش می­ یابد. جدول زیر عدد اکتان ترکیبات هیدروکربنی مختلف را نشان می‌­دهد:

 

هیدروکربن های حلقوی دارای عدد اکتان بالایی هستند. عدد اوکتان نفتن ها بیشتر از همولوگ زنجیریشان است و در مورد آروماتیک ها عدد اکتان معمولاً از 100 هم بیشتر است. با توجه این اطلاعات برای افزایش عدد اکتان یک سوخت باید مقادیر هیدروکربن های حلقوی و شاخه دار را در بنزین افزایش داد. به این منظور روش هایی برای بهبود عدد اکتان بنزین وجود دارد که در ادامه بیان شده است:

در سال های دور با آزمایش بر روی سوخت ها متوجه شدند که افزودن مقداری ترکیبات آلی- فلزی به بنزین موجب افزایش عدد اکتان آن و عدم کوبش در موتور خودرو می‌­شود. به این منظور تا مدت ها از ترکیباتی چون تترامتیل سرب (TML) و تترااتیل سرب (TEL) به عنوان مواد افزودنی به سوخت ها استفاده می‌­شود.