سوخت فسیلی یک ماده حاوی هیدروکربن است که در زیر زمین از بقایای گیاهان و جانوران مرده تشکیل شده‌است و انسان آن را استخراج کرده و می‌سوزاند تا انرژی برای استفاده آزاد کند. سوخت‌های فسیلی اصلی شامل زغال سنگ، نفت و گاز طبیعی هستند که انسان از طریق معدن کاری و حفاری استخراج می‌کند. سوخت‌های فسیلی ممکن است برای تأمین گرما برای استفاده مستقیم ، نیرو دادن به موتورها (مانند موتورهای احتراق داخلی در وسایل نقلیه موتوری) یا تولید برق سوزانده شوند.
ترکیبات افزایش دهنده عدد اکتان
در چارچوب کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای و شتاب بخشیدن به کربن زدایی در بخش حمل و نقل جاده‌ای، بهره‌وری خودرو عاملی کلیدی برای رقابتی بودن است، از این جهت صنعت پالایش می‌تواند با فرمول‌بندی دوباره بنزین با اکتان بالا مشارکت خود را انجام دهد. تاثیر این بنزین از تعادل انتشار CO2 ، امکان سنجی فنی، و نقطه نظرات اقتصادی اخیرا توسط صنعت نفت با نتایج امیدوارکننده ، مورد ارزیابی قرار گرفته‌است که می‌تواند عدد اکتان بنزین استاندارد را بهبود بخشد.
تقویت کننده های اکتان در دو گروه تعریف می شوند: اجزای بنزین اکتان بالا و افزودنی های اکتان بالا با 2% غلظت حجمی در نظر گرفته شده بین آنها.
موتور های جرقه ای مدرن
در طول چند دهه گذشته، استراتژی های مختلفی با هدف بهبود کارایی موتور توسط خودرو سازان ارائه شده است، که هدف اصلی آن کاهش مصرف سوخت و جلوگیری از ضربه زدن موتور و همچنین پیروی از قوانین برای کاهش انتشار آلاینده ها بوده است. در مورد پدیده کوبش ، بیشترین استراتژی پذیرفته شده بر این واقعیت استوار است که با اصلاح شدن راندمان موتور، نیاز های اکتان برای سوخت کمتر می شود ، نیاز اکتان به حداقل کیفیت سوخت برای جلوگیری از ضربه زدن موتور یا شرایط بازده موتور اشاره دارد.
در میان استراتژی های مختلف به تصویب رسیده، در جهت بهبود کارایی موتور ، توربو شارژ همراه با کوچک کردن موتور و نسبت تراکم بالاتر با زمان بندی دریچه جدید برای کوتاه کردن فشار تراکم، در کاهش دمای گاز نسوخته نسبت به فشار موفق بوده است.که به نوبه خود منجر به کاهش اکتان خوردو های مدرن و در نتیجه کاهش ضربه زدن موتور می شود.
با تزریق مستقیم بنزین، مخلوط هوا و سوخت به شکل اسپری به داخل سیلندر تزریق می شود. در نتیجه، تبخیر از طریق جذب گرما توسط شارژ انجام می شود، نه با جذب گرما از سطوح عناصر در موتور (مانند دیوارها یا دریچه ورودی) همچنین، در مقایسه با کاربراتور ها ، از انجماد سوخت های کمتر و مقاوم تر در برابر ضربه جلوگیری می کند.
در ابتدا توربو شارژ برای افزایش نیرو خروجی موتور بود. با این حال با گذشت زمان مشخص شد که مصرف سوخت از کوچک سازی ،که شامل جابجایی حجم های کوچکتر است، بسیار سود می برد و تقاضای مصرف کننده افزایش قابل توجهی دارد. در اصل توربو شارژ یک موتور، شامل افزایش جزئی دمای مخلوط، هوا و سوخت به دلیل تراکم بالاتر است. با این حال، وجود همراه خنک کننده اینتر کولر، چنین افزایشی را به دلیل آسیب های حرارتی جبران می کند و در سطح جهانی ، دمای مخلوط کاهش می یابد. در رابطه با نسبت تراکم، هر چه این نسبت بیشتر باشد، افت دما نسبت به فشار بیشتر است. به طور کلی، نسبت های بالاتر شامل دما و فشار بالاتر است. در نسبت های بالا، حجم گاز نهایی کاهش می یابد. در نتیجه، گازهای احتراق داغ به میزان بیشتری در طول دریچه اگزوز دفع می شوند. بنابراین، گاز داغ کمتری برای خنک شدن در طول دریچه ورودی وجود دارد. بنابراین دمای نسبت به فشار در نسبت تراکم بالاتر کاهش می یابد.
از سوی دیگر، استفاده از چرخه میلر ثابت کرده است که هم دما و هم فشار را در پایان ضربه فشرده سازی کاهش می دهد. چنین چرخه ای را می توان با تغییر زمان بسته شدن دریچه ورودی اجرا کرد. بسته شدن دیر یا زود هنگام دریچه مکش، پتانسیل مهار ضربه و افزایش مصرف سوخت را دارد.
تست کیفیت سوخت
تضمین کیفیت سوخت و روان کننده ها یک عنصر اساسی برای جلوگیری از خرابی و جلوگیری از قطع سیستم یا تولید است. در ادامه با روش های تست کیفیت سوخت آشنا می شوید.
تحقیق عدد اکتان موتور
در میان آزمایش های کیفیت بنزین، عدد اکتان (ON) شناخته شده ترین معیار برای مشخص شدن خود اشتعالی یک سوخت است. در اوایل سال 1932 ،دو تست برای ارزیابی ON تعریف شد: عدد اکتان تحقیقاتی(RON) و عدد اکتان دور موتور(MON)
موتور های CFR ، موتور های تک سیلندر و چهار زمانه استاندارد هستند که مخصوصا، برای این منظور ساخته شده اند. (RON) برای ارزیابی عدد اکتان در عملکرد جاده، یعنی در شرایط ملایم دمای ورودی هوا(52 درجه سانتیگراد) و (600 دور در دقیقه) استفاده می شود.
در حالی که (MON) مربوط به عملکرد سرعت بالا در شرایط شدید است(یعنی 149 درجه سانتیگراد) مخلوط سوخت و هوا(900 دور در دقیقه)
مقادیر RON و MON هیدروکربن های خالص به ترتیب: آروماتیک ها> ایزوآلکان ها(ایزوپارافین ها)> آلکن ها(آلفین ها)> سیکلوآلکان ها(نفتن ها)>n آلکان ها(n پارافین ها) کاهش می یابد. افزایش پیچیدگی مولکولی، کاهش وزن مولکولی هر کدام باعث افزایش عدد اکتان می شوند.
)ONعدد اکتان) در ادامه، با مقایسه نتیجه خود اشتعالی یک سوخت در موتور CFR با مخلوط های دوتایی استاندارد، براساس معیاری که به طور دلخواه تعیین شده است، ایجاد می شود. این مخلوط ها غلظت های متفاوتی از n- هپتان دارند که (ON=0) برای آن تعریف شده است زیرا به راحتی مشتعل می شود و یا ایزو اکتان طبق تعریف دارای (ON=100) می باشد که به دلیل مقاوتی است که در ضربه دارد. با این حال برخی از مواد شیمیایی مقاومت ضد کوبش(knock) بالاتری نسبت به ایزو اکتان نشان می دهند و باعث ایجاد سوخت هایی با ON(عدد اکتان) بیشتر از 100 می شود.
عدد اکتان جاده
در نیمه دوم قرن بیستم، مرکز تحقیقات(CFC) مطالعاتی را با هدف ارزیابی عدد اکتان خودرو انجام داد و آزمایش های جدیدی صورت گرفت.CFC آزمایش هایی را روی شاسی دینامومترها( هر وسیله مکانیکی که بتواند کمیت هایی مثل دور، توان ترمزی و… موتور را اندازه گیری کند) انجام داد که خودروها با دریچه گاز نیمه باز یا کاملا باز کار می کردند که اطلاعات مفیدی در مورد نیازهای واقعی اکتان موتور ارائه می داد و عدد اکتان جاده(Road ON) برای آن تعریف شد. اکتان جاده (Road ON) با عملکرد ضربه ایی موتورهای تست شده در زمانی که سوخت استاندارد با RON و یا MON معرفی شده، تعیین می شود. که برای پیروی کردن از بنزین های تجاری طراحی شده است.
شاخص(عدد) اکتان
همان طور که گفته شد، مقاومت در برابر کوبش(knock) تعریف شده توسط MON یا RON براساس آزمایش های موتور CFR ، نماینده موتور خودروهای دهه 1930 است. بنابراین در چنین آزمایشاتی، شرایط کار موتور به مراتب سخت تر از موتور خودروهای مدرن است. این امر به ویژه برای دماهایی که امروزه بسیار پایین تر است(30 تا 50 درجه سانتیگراد) بسیار واضح است. زیرا فناوری در حال حاضر دیگر توسط کاربراتور های گرم شده( کاربراتور دستگاهی که سوخت اتومبیل را با هوا مخلوط و برای سوختن آماده می کند) اجرا نمی شود و شامل سیستم های خنک کننده مناسب تری می شود.
