- Die Oktanzahl misst Detonationsbeständigkeit von Benzin; Diesel verwendet Cetanzahl.
- Iso-Oktan erhöht Widerstand gegen Klopfen; Heptan zündet leichter, Gemisch bestimmt die Oktanzahl.
- Zu hohes Verdichtungsverhältnis kann spontane Zündung, unkontrollierte Verbrennung und Motorschäden verursachen.
Wir müssen zunächst erwähnen, dass das Konzept der Oktanzahl nur beim Benzin vorkommt, während es beim Diesel als Cetanzahl bezeichnet wird. Die Oktanzahl eines Benzintyps ist eine Maßeinheit, durch die die Fähigkeit eines Kraftstoffs bestimmt wird, der Detonation zu widerstehen, oder besser gesagt, bis zu welchem Grad dieser Kraftstoff ohne Selbstzündung widersteht. Eine Detonation verursacht Klopfen im Motor.
Die Verbrennung des Benzins findet im Brennraum des Motors statt und wird durch einen technologischen Prozess realisiert, der die genaue Menge des benötigten Luft-Benzin-Gemischs bestimmt, die den Motorblock, genauer gesagt die Zylinder, erreicht, sowie die exakte Menge, die an die Injektoren gesendet wird, und das Funkenniveau, das die Zündkerzen erzeugen müssen, um die korrekte Verbrennung zu erreichen, die in direktem Zusammenhang mit der Leistung steht, die der Motor erbringen soll.
Um die Oktanzahl eines Kraftstoffs zu bestimmen, ist es notwendig, unter standardisierten physikalisch-chemischen Bedingungen die Intensität der Detonation des Kraftstoffs mit der Intensität der Detonation zweier Standardmischungen zu vergleichen, die zu diesem Zweck verwendet werden.
Iso-Oktan ist eine Lösung, die sehr gut der Detonation widersteht, während Heptan leicht entflammbar ist. Diese beiden Flüssigkeiten werden gemischt, und die Oktanzahl wird als Volumenprozent der Iso-Oktan-Lösung festgelegt, die übrig bleibt, nachdem die Verbrennung zwischen dem Benzin und der genannten Mischung stattgefunden hat.
Wenn das Gemisch aus Luft und Kraftstoff die Brennkammer erreicht und nicht richtig verbrennt, und ein vorzeitiger Verbrennungsprozess eintritt, wird der Motor ein hochfrequentes Klopfen erzeugen. In einem Motor, in dem der Verbrennungsprozess korrekt ausgeführt wird, erfolgt dieser allmählich, beginnend an der Vorderseite, wo die Flamme erscheint, die langsam durch den Brennraum fortschreitet. Wenn jedoch das Verdichtungsverhältnis sehr hoch ist, kann ein Teil des Gemischs spontan entflammen, was eine unkontrollierte Verbrennung und das Auftreten intensiver Druckwellen mit hoher Frequenz zur Folge hat.
Um sich leichter vorzustellen, was eine Detonation bedeutet, vergleichen wir die Explosion mit dem Platzen eines Ballons. Wenn Sie einen Ballon platzen lassen und ihn in Zeitlupe filmen, durchstechen Sie ihn von oben, und er platzt langsam von oben nach unten. Bei der Detonation haben Sie keinen einzelnen Ballon mehr, der platzt, sondern Sie bringen mehrere kleine Ballons ziellos zum Platzen.
Im Fall einer spontanen Zündung, abhängig von der Zusammensetzung und Qualität des Kraftstoffs, werden diese erzeugten Wellen die äußeren Teile des Motors zwingen, was das Auftreten von Vibrationen verursachen wird, die automatisch außerhalb des Motorblocks resonieren und schließlich ein hörbares Klopfen erzeugen. Diese Kräfte können den Katalysator des Autos verbrennen, die Sauerstoffsensoren beschädigen oder sogar die Motorventile herausdrücken.
Wenn es zu vielen Detonationen im Motor kommt, überhitzt dies die Zündkerzen und erodiert die Oberfläche der Brennkammer, was sehr schnell zu vorzeitigem Verschleiß des Motors und zu Fehlfunktionen des gesamten Kraftstoffverbrennungssystems führen kann.
Dieses Problem kann gelöst werden, indem man die Konstruktions- und Betriebsparameter des Motors wie das Verdichtungsverhältnis und die Verbrennungszeiten anpasst, aber die einfachste und effektivste Methode ist die Verwendung eines Benzintyps mit einer höheren Oktanzahl.