عدد اکتان چیست ؟همه چیز در مورد عدد اکتان بنزین بدانید

وقتی که شما به پمپ‌بنزین می‌روید و پمپ‌های متعددی در پیش روی شما قرار دارند، عدد نوشته شده بالای هر کلید یا نازل، نشان دهنده میزان بهسوزی یک سوخت(عدد اکتان)است که در این مقاله به معرفی و بررسی آن خواهیم پرداخت.

در پیشرانه های چهار زمانه چهار مرحله مختلف وجود دارد که عبارتند از مکش، تراکم، انفجار(کار) و تخلیه. این موتور‌ها تقریبا ۹۹ ٪ سیستم موتورهای موجود را شامل می‌شوند. مرحله مهم در نوع سوخت، مرحله تراکم است و زمانی روی می‌دهد که مخلوط بنزین و هوا توسط پیستون تا حد مشخصی متراکم می‌شود. این مخلوط پس از پایان زمان تراکم، بوسیله جرقه از شمع، محترق می‌شود. میزان تراکم انجام شده را با عددی به نام “نسبت تراکم” می‌سنجند که در موتور‌های قدیمی نسبت تراکم ۵:۱ ( ۵ به ۱) یا ۶:۱ و در موتور‌های جدید ۱۰:۱ تا ۱۲:۱ هم می‌رسد. هنگامی‌که مخلوط سوخت و هوا که ماده‌ای با قابلیت اشتعال بالاست به‌علت تراکم زودتر از جرقه شمع، محترق شود؛ موتور دچار کوبش (Knock) خواهد شد. چون قبل از این که پیستون به بالاترین نقطه خودش برسد وسط راه و با نیروی مخالف آن را به پایین می‌راند که دلیل این کوبش هم همین هست. این ضربه می‌تواند صدماتی به قطعاتی از موتور از جمله به گژنپین، پیستون، شاتون و غیره بزند.

عدد اکتان،(Octane Number) عددی است قراردادی که میزان بهسوزی یک سوخت را نشان می‌دهد و طبق قرارداد برای ایزواکتان که بهترین سوخت است، برابر ۱۰۰ و برای هپتان نرمال که بدترین سوخت است، برابر صفر انتخاب شده‌است.یکی از ویژگی های مهم ینزین خودرو و هواپیما، شماره ی اتان یا درجه ی آرام سوزی است. احتراق بنزین در موتور، باید طوری باشد که ایجاد ضربه نکند و آرام بسوزد، بنابراین دانستن عدد اکتان بنزین قبل از استفاده ضروری است. در حالت کلی عدد اکتان مشخص می کند که سوخت تا چه میزان توانایی متراکم شدن قبل از احتراق خودبه خودی را داراست. درجه ی اکتان بنزین معمولی ۸۷، سوپر ۹۴ و بنزین هواپیما بین ۹۱ تا ۱۴۵ است و ضریب تراکم موتور خودرو شما تعیین کننده عدد اکتان بنزینی است که باید از آن استفاده کنید. یکی از راه های افزایش اسب بخار یک موتور بدون تغییر حجم آن، افزایش ضریب تراکم آن است. بنابر این یک موتور “High-Performance” ضریب تراکم بیشتری دارد و در نتیجه به بنزین با عدد اکتان بیشتر احتیاج دارد. نقطه قوت یک موتور با ضریب تراکم بالا این است که به ازای وزن مشخصی برای موتور، قدرت بیشتری تولید می کند. این همان چیزی است که یک موتور را به “High-Performance” تبدیل می کند.

تاریخچه عدد اکتان

نام “اکتان” برگرفته از این موضوع است که وقتی نفت خام در پالایشگاه مولکول شکنی می شود، زنجیره هایی از هیدروکربن با طول های مختلف بدست می آید. سپس این زنجیره ها را می توان از هم جدا کرده و مخلوط کرد تا سوخت های مختلف ساخت. به عنوان مثال شما ممکن است تا به حال نام های متان، پروپان و بوتان را شنیده باشید. این سه از هیدروکربن ها هستند. مولکول متان یک اتم کربن دارد (CH4). مولکول پروپان سه اتم کربن دارد که به طور زنجیروار به هم متصل هستند (C3H8). مولکول بوتان چهار اتم کربن دارد که به طور زنجیروار به هم متصل هستند (C4H10). پنتان پنج، هگزان شش، هپتان هفت و اکتان ۸ اتم کربن دارد که به طور زنجیروار به هم متصل هستند. هپتان نمی تواند تراکم زیادی را تحمل کند و از این نظر بسیار ضعیف است. اگر مقدار کمی آن را متراکم کنید، خود به خود محترق می شود. ولی اکتان ظرفیت تراکم بسیار بالایی دارد. اگر اکتان را تحت تراکم زیاد قرار دهید می بینید که اتفاقی نمی افتد. بنزین با اکتان ۸۷ بنزینی است که ۸۷ در صد آن را اکتان و ۱۳ در صد بقیه آن را هپتان (یا ترکیب دیگری از سوخت ها که عملکرد یکسانی با ترکیب ۸۷/۱۳ اکتان/هپتان دارند) تشکیل می دهد. این نوع بنزین در سطح تراکم مشخصی خود به خود محترق می شود و می توان از آن فقط در موتورهایی استفاده کرد که نسبت تراکم آنها از این سطح فراتر نرود.

در جریان جنگ جهانی اول فردی به نام توماس میجلی کشف نمود که با افزودن lead tetraethyl ( تترااتیل سرب ) که یک اورگانو متالیک محسوب می شود به مخلوط بنزین ، نسبت اکتان آن تا حد بسیاری افزایش خواهد یافت و می توان بنزینی با فراوری ارزان قیمت ( شبکه هیدروکربنهای با فراوری ساده تر ) را ، با افزودن این ماده ، به بنزینی با اکتان بالا تبدیل نمود . از طرف دیگر این ماده باعث روانکاری سوپاپها نیز میشد ، استفاده از این ماده در بنزین تا سالیان دراز ادامه یافت ، تا اینکه متوجه شدند سرب ضررهای زیست محیطی بسیاری پدید می آورد و باید از بنزین حذف گردد ، بنابراین حذف سرب به تدریج در کشورهای پیشرفته با جایگزین نمودن ماده ای به نام  MTBE که مخفف methyl tertiary-butyl ether است و یک oxygenate محسوب میشود ، بجای تترااتیل سرب آغاز شد .
• سرب مبدل کاتالیزگر را مسدود کرده و باعث می شود در عرض چند دقیقه عملکرد آن مختل شود.
• سطح کره زمین پوشیده از لایه نازکی از سرب شد و سرب برای بسیاری از موجودات زنده از جمله انسان مضر است.
زمانی که استفاده از سرب ممنوع اعلام شد، قیمت بنزین بالا رفت به دلیل این که پالایشگاه ها دیگر نمی توانستند اکتان بنزین های درجه پایین را بالا ببرند. هواپیماها هنوز اجازه استفاده از بنزین سرب دار را که موسوم به AvGas است دارند و عدد اکتان ۱۰۰ یا بیشتر عموما در موتورهای پیستونی Super-High-Performance هواپیماها کاربرد دارند. در مورد AvGas، عدد ۱۰۰ درجه عملکرد بنزین است، نه درصد اکتان واقعی موجود در بنزین. افزودن تترا-اتیل سرب سطح تراکم بنزین را بالاتر می برد ولی اکتان بیشتری به آن اضافه نمی کند.

عوامل موثر بر عدد اکتان:

۱- ارتفاع از سطح دریا: هرچه ارتفاع از سطح دریا بالاتر باشد سوخت دیرتر دچار خودسوزی شده که مثل این است که عدد اکتان بنزین بالاتر است.
۲- میزان رطوبت و دمای هوا : هرچقدر میزان رطوبت هوا اضافه شود عدد اکتان MON زیادتر می‌شود. همچنین به هر میزان که دمای هوا کاهش پیدا کند شاهد افزایش عدد اکتان هستیم. از دیگر موارد موثر در عدد اکتان می‌توان به مواردی چون نسبت تراکم موتور، آوانس و ریتارد دلکو، میزان کارکرد موتور، دمای موتور، نسبت بنزین و هوا در خودروهای بدون ECU که قابلیت تنظیم اتوماتیک نسبت استوکیومتری را ندارند و مواردی از این دست، اشاره نمود. البته خودروهای مجهز به ECU چون می‌توانند نسبت هوا و سوخت را اندازه بگیرند و سوخت متناسب با دور موتور دمای هوا غلظت اکسیژن را وارد موتور کنند کمتر دچار عامل سوم می‌شوند که از آن به عنوان نسبت استوکیومتری نیز نام می برند.

در پایان باید این نکته رو یاد آوری کرد که مصرف سوخت‌های فسیلی می‌تواند با تولید آلاینده‌ها مشکلات متعددی را برای انسان و محیط زیست ایجاد کند. سوخت استاندارد در کنار موتور استاندارد می‌تواند به نحو قابل‌توجهی از آلودگی زیست‌محیطی بکاهد.