اکتان چیست؟

شما به یک پمپ بنزین می روید و عموما  با دو نوع بنزین (سوپر و معمولی) مواجه می شوید،البته در برخی کشورها سه نوع بنزین قابل ارائه می باشد( regular, mid-grade, premium ) اما آیا تا به حال فکر کرده اید که این سوخت ها با اعداد اکتان مختلف  87، 89 ،93  به چه معنا هستند ؟

احتمالا شما شنیده باشید که این ارقام نشان دهنده درجه کیفی سوخت می باشد و  نام  این کمیت اکتان است. اما مگر   شما می دانید که اکتان چیست و چه می کند، برای کسی که به این مفاهیم نا آشناست گفتن اینکه 3 درجه (points)  اختلاف  بین اکتان بنزین معمولی و سوپر هست کمی گیج کننده به نظر خواهد رسید.

پاسخ کوتاه : اکتان کمیت اندازه گیری مقاومت  فشرده شدن سوخت قبل از احتراق می باشد.یا به تعریفی دیگر در شرایط نامناسب، سوخت هایی با اکتان بالاتر کمتر احتمال دارد که دچار احتراق ناقص یا انفجار پیش از موعد شوند که خود فشار بسیار بالایی به موتور وارد می کند. به همین دلیل خودروهای نوین که از موتورهای با نسبت تراکم بالاتر استفاده می کنند برای داشتن حداکثر بازده و کاهش گاز های خروجی مضر به حداکثر فشرده سازی بنزین قبل از احتراق در موتور نیاز دارند که  فشرده سازی بالاتر نیاز به سوخت اکتان بالاتر دارند. پاسخ فوق کوتاه و خلاصه بود، پاسخ طولانی کمی پیچیده تر است و نیاز به درک بهتری دارد. دقیقا همانطور پیچیده که ماشین های ما چگونه سوخت موجود در باک خودرو را به انرژی جنبشی در سطح جاده  تبدیل می کنند که ما عبور از آن ها کنیم. بنابراین آماده یادگیری یک مطلب علمی و نسبتا طولانی در ادامه این مقاله باشید.

در تصویر سمت چپ، ما یک تصویر متحرک از آنچه که اکثریت قریب به اتفاق موتورهای احتراق داخلی (ICEs) متداول در  خودروهای امروزی را می بینیم، که به عنوان چرخه چهار زمانه شناخته می شود،هر چرخه موتور چهارزمانه به چهار مرحله تقسیم می‌شود و در هر مرحله، هر پیستون یک بار طول سیلندر را می‌پیماید. از آن جایی که تنها در یک مرحله از هر چرخهٔ موتور، به میل لنگ شتاب داده می‌شود؛ هر چرخه کامل موتور چهارزمانه به دو بار چرخش میل لنگ منجر می‌شود.

مرحله اول: مکش (تنفس) Intake

در این مرحله پیستون valve در بالاترین مکان ممکن(T.D.C) در سیلندر قرار دارد. پیستون از بالای سیلندر به پایین (B.D.C) می‌آید و باعث بالا رفتن حجم سیلندر می‌شود و مخلوطی از  هوا و سوخت وارد سیلندر می‌شود.

مرحله دوم: تراکم (فشرده‌سازی)Compression

در این مرحله هر دو سوپاپ ورودی و خروجی بسته می‌شود و پیستون به بالای سیلندر بر می‌گردد که باعث تراکم سوخت air-fuel mixture یا مخلوط هوا و سوخت می‌شود.

مرحله سوم: انفجار (قدرت)Combustion

در این مرحله همان‌طور که پیستون در بالاترین نقطه ممکن قرار دارد مخلوط هوا و سوخت متراکم شده توسط جرقه شمع spark plug  ، در موتورهای بنزینی یا توسط گرمای تولید شده به واسطهٔ تراکم آن در موتورهای دیزلی احتراق صورت می‌گیرد. فشار ایجاد شده به دلیل احتراق سوخت باعث می‌شود که پیستون به پایین‌ترین نقطه برگردد.

مرحله چهارم: تخلیه (خروج دود)Exhaust

در این مرحله همان‌طور که سوپاپ valve دود(خروجی) باز است پیستون به بالا بر می‌گردد و دود حاصل از احتراق سوخت از طریق اگزوز به بیرون رانده می‌شود.

چگونه اکتان در این سیکل چهار زمانه تاثیر دارد ؟

در واقع همه چیز.همانطور که در بالا ذکر شد،عدد بالاتر اکتان سوخت به معنای آن است که سوخت می تواند فشار بیشتری را بدون احتراق فشرده شود یعنی سوپاپ های احتراق موتور تا بیشترین مقدار پایین میرود و سوخت را فشرده میکند و در لحظه مناسب احتراق رخ داد و حداکثر توان به خودرو منتقل می شود.تا زمانی که در این چرخه فشرده سازی سوخت در ایده آل ترین حالت رخ دهد قدرت و بهره وری افزایش می یابد و مهمترین نتیجه این است که افزایش راندمان موتور یعنی کاهش انتشار گازهای سمی در واقع با افزایش نسبت فشرده سازی سوخت، تغییر زمان جرقه زنی شمع ها و تزریق سوخت کمتر به سیلندر و احتراق کامل سوخت(جلوگیری از خام سوزی) خروج کمتر گازهای مضر از موتور خودرو را سبب می شویم. مطالعات دانشگاه MIT نشان می دهد که اگر سوختهای اکتان بالاتر و موتورهای مناسب برای آنها گسترده تر شوند، ایالات متحده می تواند میزان انتشار CO2 سالانه خود را با 35 میلیون تن کاهش دهد.خودروسازان و شرکت‎های نفتی در حال  تحقیق و توسعه بنزین با عدد اکتان بالا و پیشرانه‌هایی هستند که با سوخت‌ جدید انطباق پذیرتر باشند.افزایش عدد اکتان سوخت یکی از ارزان‎ترین راه‎هایی است که می‎توان مصرف بنزین و میزان آلایندگی مونوکسید کربن (CO) را به‌وسیله آن کاهش داد. خودروهایی که از سوخت با عدد اکتان بالا استفاده می‎کنند، انرژی بیشتری از بنزین می‎گیرند که به طی مسافت بیشتر  منجر خواهد شد. همچنین تبخیر بنزینی اکتان بالا در جایگاه ها و مخزن سوخت خودرو به مراتب کمتر است.بنزین با عدد اکتان ۹۸ به‌طور متوسط ۱۰ درصد در مصرف سوخت خودرو صرفه‌جویی می‎کند.

منابع :

https://www.fuelfreedom.org