Oktaaniluku
Oktaanilukuonpolttoaineenpuristuskestävyyttäilmaiseva luku. Mitä korkeampi oktaaniluku, sitä suurempi on sallittupuristussuhde.Puristussuhde kertoo kuinka paljon polttoaine-ilmaseos puristuu moottorinsylinterissäpuristustahdin aikana. Suuri puristussuhde tarkoittaa suurempaa määrää seosta ja siten suurempaasylinterissäolevaa painetta, joka puolestaan yleensä parantaa moottorintehoa(hyötysuhteenkasvun kautta) suhteessa samanlaiseen, mutta pienemmän puristussuhteen moottoriin.[1]
Liian pienen oktaaniluvun polttoaine aiheuttaamoottorillevahingollistanakutustaeli polttoaineseoksen liian nopeaa räjähdysmäistä syttymistä tasaisen palamisen sijaan. Toistuvat räjähdykset saavat moottorin pitämään nakuttavaa ääntä, josta nakutuksen nimitys johtuu. Karkeana sääntönä voidaan sanoa, että mitä suurempi puristussuhde on, sitä todennäköisemmin moottori nakuttaa, ja mitä suurempi polttoaineen oktaaniluku on, sitä epätodennäköisemmin moottori nakuttaa.[1]Dieselöljyllemitataan oktaaniluvun sijaan syttymisherkkyyttä kuvaavasetaaniluku.Jos polttoaineen setaaniluku on suuri, sen oktaaniluku on pieni.[2]
Oktaaniluku ei kerro bensiinin "laadusta".Korkeampioktaaninen seos ei välttämättä sisällä enempääenergiaa.Se ei välttämättä pala nopeammin tai anna parempaa käyttötehoa. Yleensä se on kallimpaa siksi, että öljyssä on vain tietty määrä oikean oktaaniluvunjakeitaja siitä poikkeavat jakeet vaativatjatkojalostusta,mikä maksaa. Kuitenkin moottoria voidaan käyttää suuremmalla huipputeholla ilman nakutusongelmia, jos oktaaniluku on korkeampi.
Oktaaniluvun määritelmä
[muokkaa|muokkaa wikitekstiä]Oktaaniluku määritetään vertaamalla polttoainettan-heptaaninja2,2,4-trimetyylipentaanin[a]seoksiin siten, että etsitään sellainenn-heptaanin ja 2,2,4-trimetyylipentaanin seossuhde, jolla testimoottorinnakuttaminenalkaa samallapuristussuhteellakuin vertailtavan polttoaineen. Jos polttoaineen oktaaniluku on 95, sen nakutusominaisuudet ovat samat kuin seoksen, jossa on 95tilavuusprosenttia2,2,4-trimetyylipentaania ja 5 tilavuusprosenttian-heptaania.[1]95-bensiinissä ei kuitenkaan ole 95 % oktaania.
Koska oktaaniluku on täysin kokeellinen mitta, eli sille ei ole varsinaista teoreettista vastinetta, se riippuu paljon mittausmenetelmästä. Standardimoottorille saatu oktaaniluku on ns.RON(ResearchOctaneNumber), elitutkimusoktaaniluku.RON mitataan tietynlaisissa olosuhteissa yksisylinterisellä tutkimusmoottorilla, joka pyörii 600kierrosta minuutissa,ja jonka puristussuhdetta muutetaan mittauksen aikana oktaaniluvun saamiseksi. Huipputehoa tiekäytössä kuvaava mittaus tuottaa luvunMON(MotorOctaneNumber), elimoottorioktaaniluvun.MON mitataan muuten samalla tapaa ja samanlaisella tutkimusmoottorilla, mutta se pyörii 900 kierrosta minuutissa. MON on yleensä 8–10 oktaanilukua pienempi. Euroopassa käytetään lukua RON ja Yhdysvalloissa yleensä RON- ja MON-lukujen keskiarvoa, eliAKI-lukua (eng.anti-knock index).[1]
Oktaaniluku voi olla suurempi kuin 100, sillä jotkin polttoaineet vastustavat nakutusta vieläkin paremmin kuin puhdas 2,2,4-trimetyylipentaani.[1]Esim.E85:n RON on yli 104.[3]Asteikkoa, joka ilmoittaa suurimman sallitunpuristussuhteenkullakin oktaaniluvulla on siisekstrapoloitu(matemaattisesti arvioitu) suuremmille oktaaniluvuille kuin 100.
Historia
[muokkaa|muokkaa wikitekstiä]Kevyemmät eli alempioktaaniset öljyjakeet sopivat huonommin moottorikäyttöön, koska ne syttyvät liian helposti itsekseen, joten öljynjalostajat pyrkivät nostamaan oktaanilukua ja tekemään kevyemmistä jakeista korkeampioktaanisia. Suomessa lisättiinbensiiniintetraetyylilyijyä(Pb(C2H5)4) oktaaniluvun nostamiseksi. Suomessa lyijyn käyttöä vähennettiin 1980-luvulla ja se lopettiin1994.[2]Nykyään on siirryttyhappipitoisiinlisäaineisiin, kutenmetyyli-tert-butyylieetteriin.Yhdysvalloissa, missä MTBE on maaperän saastumisen vuoksi kielletty, käytetään 2,2,4-trimetyylipentaania itseään.
Oktaaniluku määritetään oktaanista ja heptaanista siksi, että entisaikaan puhdasta heptaania oli saatavilla vainJeffreynmäntylajin pihkasta.[4]
Aineiden oktaanilukuja
[muokkaa|muokkaa wikitekstiä]Alkaanien oktaaniluku kasvaa molekyylin hiiliketjun pidentyessä. Sykloalkaaneilla (esim. sykloheksaani) on suurempi oktaaniluku kuin ja alkaaneilla (heksaani), ja aromaattisilla tätäkin suurempi (bentseeni).[1]
| Aine | RON | Aine | RON |
|---|---|---|---|
| Butaani | 93 | Metyylisykloheksaani | 75 |
| Pentaani | 62 | 2,2-Dimetyylipentaani | 93 |
| 1-Penteeni | 91 | 2,2,3-Trimetyylibutaani | 113 |
| 2-Metyyli-2-buteeni | 97 | Tolueeni | 124 |
| 2-Metyylibutaani | 99 | 2-Metyyliheptaani | 23 |
| 2,2-Dimetyylipropaani | 100 | Etyylisykloheksaani | 43 |
| Syklopentaani | 101 | 1,3-Dimetyylisykloheksaani | 67 |
| Heksaani | 25 | 1,4-Dimetyylisykloheksaani | 68 |
| 2-Metyylipentaani | 73 | 2,3-Dimetyyliheksaani | 71 |
| 3-Metyyli-2-penteeni | 78 | 1,2-Dimetyylisykloheksaani | 81 |
| Sykloheksaani | 83 | 2,2,4-Trimetyylipentaani | 100 |
| Metyylisyklopentaani | 91 | 2,2,4-Trimetyyli-2-penteeni | 113 |
| 2,2-Dimetyylibutaani | 92 | orto-Ksyleeni | 120 |
| 2,3-Dimetyylibutaani | 92 | Etyylibentseeni | 124 |
| 4-Metyyli-2-penteeni | 99 | 2,4,4-Trimetyyli-1-penteeni | 125 |
| Bentseeni | 106 | meta-Ksyleeni | 145 |
| Heptaani | 0 | para-Ksyleeni | 146 |
| 2-Metyyliheksaani | 44 | Propyylibentseeni | 127 |
| 1-Hepteeni | 60 | Isopropyylibentseeni | 132 |
| Etanoli | 111 | 1,3,5-Trimetyylibentseeni | 171 |
Huomiot
[muokkaa|muokkaa wikitekstiä]- ↑2,2,4-trimetyylipentaani on eräsoktaaninisomeeri,jota kutsutaan hyvin usein virheellisesti iso-oktaaniksi. Iso-oktaani on oikeasti2-metyyliheptaania.[1]
Lähteet
[muokkaa|muokkaa wikitekstiä]- ↑abcdefghSchobert, Harold H:Chemistry of fossil fuels and biofuels,s. 43, 225-229. Cambridge, Englanti: Cambridge University Press, 2013.DOI:/10.1017/CBO9780511844188.OCLC:859139114.ASIN:0521114004.ISBN 9780521114004.Teoksen verkkoversio.
- ↑abBensiiniopas - Nesteneste.com.Arkistoitu29.12.2017. Viitattu 9.3.2016.
- ↑St1 Oy:Korkeaseosetanoli RE85 - Tuotetieto(pdf)st1.fi.15.3.2018.Arkistoitu19.4.2018. Viitattu 19.4.2018.
- ↑http://www.vintagebonanza.com/octane.htmvintagebonanza.com.Arkistoitu7.12.2017. Viitattu 26.10.2013.(englanniksi)