Oktantall
Oktantall er en betegnelse som brukes om evnen bensindamp har til å tåle komprimering før den selvantenner. Jo mindre komprimering bensindampen tåler før den selvantenner, jo lavere oktantall har den. Jo mer bensindampen kan komprimeres før den antenner, jo mer kraft kan det hentes ut av eksplosjonen. Dersom bensindampen i en sylinder selvantenner på grunn av komprimeringen, og før den blir antent av tennpluggene, oppstår det som kalles motorbank eller tenningsbank. Dette kan være skadelig og i verste fall ødeleggende for motoren.
Opprinnelig kommer begrepet oktantall fra hvor stor andel av bensinen som er oktan, og hvor stor del som består av andre hydrokarboner. Man kunne regne med at den gamle standarden, 87 oktan, inneholdt 87 % oktan og 13 % andre hydrokarboner. Siden har oktantallet kommet til å bli brukt som en beskrivelse av hvor mye komprimering bensindampen tåler, uavhengig av hvor stort innhold den har av oktan. 95 oktan bensin betyr i dag lite annet enn at den tåler like mye komprimering som om den bestod av 95 % oktan før den selvantenner. Ved bruk av kjemikalier er det derfor også mulig å lage bensin som har oktantall over 100. Til å heve oktantallet ble ofte en blyforbindelse, tetraetylbly, benyttet. Da bly er svært skadelig ble blyholdig bensin over tid faset ut i flere land.[1] I Norge, samt en stor del av verden, er blytilsetninger forbudt i bensin for alminnelig salg, men brukes i industrien, blant annet i flybensin.[2]
Definisjon rediger
Oktantall defineres av stoffene n-heptan og isooktan (2,2,4 trimetylpentan). N-heptan har per definisjon oktantall 0, isooktan har per definisjon oktantall 100. En blanding mellom disse stoffene er lineær, en blanding av 5 % n-heptan og 95 % isooktan har oktantall 95.
Når oktantallet skal måles lages det en referanseløsning av n-heptan og isooktan. Denne sammenliknes så med blandingen som skal måles. Dersom bensinen måles til 95 oktan har den de samme egenskapene til å motstå selvantenning som en blanding bestående av 5 % n-heptan og 95 % isooktan.
Målemetoder rediger
Oktantallet måles på to måter, RON (Research Octane Number) og MON (Motor Octane Number).
RON karakteriserer bensinens egenskaper når motoren går på tomgang eller ved lav belastning. Bensinen testes med en spesiell testmotor som sammenlikner bensinen med en referanseblanding bestående av n-heptan og isooktan. Testmotoren har muligheter for å stille kompresjonsforholdet kontrollert.
MON karakteriserer bensinens egenskaper når motoren har belastning. En MON-maskin er relativt lik en RON-maskin, forskjellene er at i en MON-maskin er bensin og luft blandet og varmet opp før de introduseres i sylinderen. Motoren går i tillegg på en høyere hastighet. Dagens bensin har MON-tall åtte til ti enheter under RON-tallet.
Det er verdt å merke seg at en blanding av n-heptan og isooktan har likt RON- og MON-tall, en blanding bestående av 5 % n-heptan og 95 % isooktan vil ha både RON og MON lik 95. Det er blant annet de aromatiske forbindelsene i bensinen som fører til forskjellige RON og MON-tall.
I de fleste land i verden inkludert Norge selges bensinen ut fra RON-tallet, 95 oktan bensin betyr at RON er 95. I USA, Canada og Mexico regnes oktantallet ut fra gjennomsnittet av RON og MON. Dette tallet kalles AKI (Anti-Knock Index) eller etter formelen (R+M)/2. Tallet har også blitt referert til som RdON (Road Octane Number) og PON (Pump Octane Number).[3]
Merk også at oktantallskalaen går utover 0 og 100, Flytende petroleumsgass (LPG) har for eksempel et oktantall på rundt 110. Drivstoff beregnet for motorsport kan gjerne ha et oktantall på 120 AKI (~125,7 RON).[4]
Oktantall i noen stoff rediger
| Drivstoff | RON | MON | AKI |
|---|---|---|---|
| Cetan | < -30 | ||
| n-oktan | -20 | -17 | -18,5 |
| n-Heptan (RON og MON 0-definisjon) | 0 | 0 | 0 |
| Diesel | 15–25 | ||
| n-Heksan | 25 | 26 | 26 |
| Sykloheksan | 83 | 77 | |
| Benzen | 99 | 91 | |
| Isooktan (RON og MON 100-definisjon) | 100 | 100 | 100 |
| E85-bensin | 102–105 | 85–87 | 94–96[5] |
| Etan | 108 | ||
| Etanol | 108,8[6] | 89,7 | 99,5 |
| Metanol | 108,7[6] | 88,6 | 98,65 |
| Toluen | 110 | 103 | |
| p-Xylen | 117 | 111 | |
| m-Xylen | 118 | 115 | |
| o-Xylen | 120 | 102 |
Historikk og klassiske biler rediger
Helt siden 1912 har bilprodusentene kjent til at banking var forårsaket av høyt kompresjonsforhold i motoren. I 1927 foreslo Graham Edgar at n-heptan og isooktan kunne brukes som referansestoff. Disse stoffene ble valgt fordi n-heptan allerede da var tilgjengelig i relativt ren form, i tillegg har de omtrent det samme kokepunktet og ganske lik tetthet.
Fra 40-tallet og fram mot midten av 60-tallet var RON den mest benyttede metoden. Utover på 60-tallet ble særlig tyske bilprodusenter klar over at motorene ble skadet etter lange kjøringer på motorveiene. Dette skjedde selv om bensinen møtte alle daværende kriterier. Etter disse hendelsene ble MON også tatt med som et standard kriterium. I dag er det allment akseptert at både RON og MON-tallet i bensinen må spesifiseres.
Veteranbiler og enkelte «classic modern cars» produsert før ca. 1986 trenger ofte bensin tilsatt blyerstatning.[7] Disse ble produsert før blyfri bensin ble introdusert eller i perioden før blyholdig bensin ble tatt ut av salg. Det kan medføre at enkelte motordeler tar skade, blant annet gjennom økt slitasje på grunn av at den smørende effekten fra bly uteblir. Den stadig mer utbredte 95 oktan kan også være for lav og gir ettertenning på enkelte biler. I tillegg er etanol-komponenten i moderne bensin til dels skadelig for klassiske bensinmotorer, da etanolen angriper naturgummi i drivstoffsystemet. Den britiske veteranbilforeningen Federation of British Historic Vehicle Clubs (FBHVC) utarbeidet en liste over anbefalte blyerstatninger for klassiske biler, inklusive en «octane booster» (norsk: oktanforsterker) som motvirker de skadelige effekter av moderne bensin.[8]
Referanser rediger
- ^ «Leaded Gas Phaseout» (engelsk). U.S. Environmental Protection Agency. juni 1995. Arkivert fra originalen 3. juni 2008. Besøkt 12. august 2023.
- ^ G. W. Johnson, PE, PhD (7. oktober 2006). «Replacing 100LL av-gas with E-85» (PDF) (engelsk). Besøkt 12. august 2023 – via txideafarm.com.
- ^ rhys (22. oktober 2014). «Octane Number» (engelsk). Petroleum Equipment Institute. Besøkt 12. august 2023.
- ^ «The Difference Between Racing Fuel and Regular Fuel?» (engelsk). Reeder Distributors. 21. juli 2021. Besøkt 12. august 2023.
- ^ «Changes in Gasoline IV» (PDF). Renewable Fuels Foundation (engelsk). juni 2009. s. 29. Arkivert fra originalen (PDF) 7. august 2011. Besøkt 12. august 2023.
- ^ a b Muharrem Eyidogan; Ahmet Necati Ozsezen; Mustafa Canakci; Ali Turkcan (2010). «Impact of alcohol–gasoline fuel blends on the performance and combustion characteristics of an SI engine». Fuel (engelsk) (10 utg.). 89: 2713–2720. doi:10.1016/j.fuel.2010.01.032.
- ^ «Leaded petrol for classic cars» (engelsk). Compare the Market. Besøkt 12. august 2023.
- ^ «Fuel Information» (engelsk). Federation of British Historic Vehicle Clubs. Arkivert fra originalen 22. august 2015. Besøkt 12. august 2023.
Eksterne lenker rediger
- (en) How stuff works: What does octane mean? hos HowStuffWorks
- (en) Fuels hos Federation of British Historic Vehicle Clubs
- (en) What does the gasoline octane rating mean? Arkivert 12. august 2023 hos Wayback Machine. hos Summit Racing Equipment