CHỈ SỐ OCTANE (RON) & LỰA CHỌN XĂNG CHO XE CỦA BẠN
Lê Thuyết
Cháy kích nổ là gì?
Nhiều người vẫn nghỉ cháy kích nổ là hiện tượng hỗn hợp nhiên liệu và không khí nổ sớm (hay là bắt lửa sớm) trước cả khi bugi đánh lửa. Suy nghĩ này là hoàn toàn sai lầm. Khái niệm chính xác hơn là:
“Cháy kích nổ trong động cơ là hiện tượng tốc độ lan truyền màng lửa quá cao tạo ra các sóng xung kích va đập vào các thành phần bên trong buồng đốt”
Tốc độ lan truyền của sóng xung kích này lên tới hàng ngàn m/s. Sóng này giống như sóng xung kích xảy ra ở các vụ nổ (nổ khí gas, nổ hóa chất, nổ bom đạn…). Sóng xung kích này va đập vào các chi tiết như đỉnh piston, thành xy lanh, nắp máy, xupáp… gây các tiếng gõ kim loại khác thường, làm tăng mài mòn, vỡ đỉnh piston, gây nóng máy, giảm công suất máy, giảm tuổi thọ động cơ.
Hiện tương cháy kích nổ khi tốc độ lan truyền màng lửa trong buồng đốt cao hơn 300 ~ 400m/s. Các yếu tố ảnh hưởng tới tốc độ màng lửa là: bản chất nhiên liệu (chủ yếu) và các yếu tố như nhiệt độ, áp suất (phụ).
Chỉ số Octan là gì?
“Chỉ số Octane chính là % thể tích của 2,2,4 trimetylpentane (iso octane) trong hỗn hợp của nó với n-heptane, mà hỗn hợp này có khả năng chống cháy kích nổ tương đương với nhiên liệu đang xét “.
“Quy ước: 2,2,4 trimetylpentane (mạch nhánh) có Chỉ số Octane là 100, còn n-heptane (mạch thẳng) có Chỉ số Octane là 0”
Nghe có vẻ khó hiểu nhỉ. Ví dụ như: 1 loại xăng có Chỉ số Octane là 95 nghĩa là nó có khả năng chống cháy kích nổ tương đương với một hỗn hợp gồm 95% (thể tích) 2,2,4-trimetylpentane và 5% n-heptane. Nhẫm tính: 100 x 95% + 0 x 5% = 95. Dể hiểu rồi!
Chỉ số Octan càng cao khả năng chống cháy kích nổ càng tốt nghĩa là tốc độ màng lửa thấp hơn. Tùy phương pháp đo mà chỉ số octan được đọc là RON (Research Octane Number) hoặc MON (Motor Octane Number), Trị số Octane trên đường,…. Ở Việt Nam thường dùng phương pháp RON.
Các hydrocarbon có có khối lượng phân tử thấp, nhiều mạch thẳng nhánh, mạch vòng nhiều nhánh, hoặc chứa các nhân thơm có Chỉ số Octane càng cao. Các hợp chất chứa nguyên tố O cũng có Chỉ số Octane cao. Ví dụ RON của một số cấu tử:
Tỷ số nén là gì?
“Tỷ số nén là tỷ lệ giữa thể tích buồng đốt khi piston ở điểm chết dưới và thể tích buồng đốt khi piston ở điểm chết trên”.
Ví dụ: khi piston ở điểm chết dưới (thấp nhất), buồng đốt có thể tích là 109cc và khi piston ở điểm chết trên (cao nhất), buồng đốt có thể tích là 12,1cc. Vậy tỷ số nén là 109 : 12,1 ~ 9,0 : 1 (gọi tắt tỷ số nén là 9,0).
Tỷ số nén của một số loại động cơ như sau:
Động cơ xăng: 6,0~14,0
Động cơ xăng có tăng áp: không thấp hơn 10,5
Động cơ xăng xe đua: lên tới 17
Động cơ nhiên liệu sinh học: 14,5~16
Động cơ diesel: 14~23
Chỉ số Octan của xăng liên quan tới sự “tự nổ” trong động cơ xăng?
Đây là sự hiểu nhầm nghiêm trọng. Trong động cơ xăng hỗn hợp nhiên liệu và không khí cháy được là do có sự đánh lửa của bugi và là cháy đơn điểm (1 điểm), ngọn lửa từ bugi và lan sang hết buồng đốt. Điều này khác với động cơ diesel, động cơ diesel cháy là do nhiên liệu diesel dưới điều kiện nhiệt độ và áp suất nén cao kết hợp với oxy (không khí) tự biến đổi hóa học và tự bắt cháy. Trong động cơ diesel có rất nhiều điểm cháy (cháy đa điểm) và cháy ở bất cứ vị trí nào.
Hiện tượng cháy này trong động cơ diesel là do thành phần nhiên liệu khác nhau. Dầu diesel có thành phần nặng hơn (nhiệt độ bay hơi từ 175oC~370oC) chủ yếu các các hydrocarbon mạch dài (ít phân nhánh). Các hydrocarbon này kém bền nhiệt hơn và dể dàng bị oxy hóa với không khí và tự bắt cháy, khả năng tự bắt cháy của diesel được đo bằng Chỉ số Cetane. Ở chiều ngược lại nhiên liệu xăng gồm các hydrocarbon nhẹ hơn (nhiệt độ bay hơi từ 35oC~200oC) chủ yếu các các hydrocarbon mạch nhánh, mạch vòng, nhân thơm. Các thành phần này bền nhiệt hơn rất nhiều so dầu diesel nên cần có ngọn lửa để bắt đầu cháy.
Cấu tạo động cơ diesel có tỷ số nén cao (15-25) hơn nhiều so với động cơ xăng (9-13) do đó áp suất cuối kỳ nén của động cơ diesel cao hơn nhiều, nhiệt độ cũng tăng cao làm thúc đẩy sự tự biến đổi và tự bắt cháy. Ngược lại, hỗn hợp nhiên liệu và không khí trong động cơ xăng bền hơn và dưới điều kiện ít khắc nhiệt hơn nên không thể tự bắt cháy (tự nổ) được. Tất nhiên có ngoại trừ trường hợp động cơ quá nhiệt.
Vì vậy, sẽ không có hiện tượng “tự nổ” do nhiên liệu trong động cơ xăng (trừ khi đổ nhầm dầu diesel vào). Chỉ số Octane trong động cơ xăng không đặc trưng cho sự “tự nổ” như nhiều người vẫn nghĩ.
Chỉ số Octan của xăng liên quan tới sự “cháy sớm” trong động cơ?
Trong động cơ xăng, bugi thường được bố trí đánh lửa sớm để bù đắp cho độ trể của ngọn lửa và sự giản nở của hỗn hợp cháy. Góc đánh lửa sớm của bugi giúp tăng hiệu xuất sinh công của động cơ.
Hiện tượng hỗn hợp nhiên liệu và không khí cháy trước khi bugi đánh lửa là hiện tượng “cháy sớm”. Trong động cơ xăng có hiện tượng “cháy sớm” do động cơ hoạt động quá nhiệt, khi đó hỗn hợp nhiên liệu cháy do tiếp xúc với các chi tiết nóng đỏ: các cực bugi, các cạnh sắc của gioăng quy lát hỏng nhô vào trong buồng đốt, bề mặt cháy đỏ của bụi than…Hiện tượng “cháy sớm” này không liên quan gì tới “Chỉ số Octane” như nhiều người vẫn nghĩ.
Lựa chọn xăng phù hợp cho chiếc xe của bạn
Hiện tượng cháy kích nổ xảy ra do tốc độ lan truyền của màng lửa quá cao. Các thành phần trong nhiên liệu sẽ quyết định đến tốc độ này và được biểu thị bởi Chỉ số Octan. Ngoài ra các điều kiện như nhiệt độ, áp suất trong buồng đốt cũng góp phần thay đổi tốc độ lan truyền màng lửa.
Khi chọn nhiên liệu có Chỉ số Octane thấp hơn yêu cầu sẽ tăng hiện tượng kích nổ tạo sóng xung kích gây tiếng gõ bất thường, mài mòn, vở đầu piston, nóng máy, giảm hiệu suất và giảm tuổi thọ động cơ… Khi chọn nhiên liệu có Chỉ số Octane cao hơn yêu cầu, không phù hợp với góc đánh lửa sớm đã cài đặt trong động cơ gây giảm hiệu suất (ảnh hưởng không nhiều) nhưng quan trọng hơn là tăng chi phí nhiên liệu (do chênh lệch giá)
Với những động cơ có tỷ số nén cao hơn nghĩa là ở cuối kỳ nén có áp suất cao hơn, nhiệt độ sẽ tăng cao lúc này khi cháy tốc độ màng lửa sẽ cao (tăng hiện tượng cháy kích nổ) vì vậy cần chọn xăng có chỉ số octan cao hơn ngăn ngừa cháy kích nổ. Ngược lại nên chọn nhiên liệu có chỉ số octan thấp hơn.
Các nhà sản xuất xe thường đưa ra khuyến cáo về chỉ số octan của nhiên liệu dành cho xe của họ. Bạn nên chọn nhiên liệu có chỉ số octan ở mức tối thiểu mà các nhà sản xuất đưa ra vừa tối đa hiệu xuất và vừa tiết kiệm chi phí do chênh lệch giá. 
Ví dụ xe Vison đời 2014 được khuyến cáo nhiên liệu có RON từ 90 trở lên. Vì ở Việt Nam chỉ nhiên liệu có RON 92 và RON 95 nên chọn xăng có RON 92 cho chiếc xe này. Ở nhiều nước có xăng RON 98, 99, 100 (xăng super) phù hợp với xe hiện đại có tỷ số nén cao, công suất cao, tốc độ cao…
Le Thuyet.12.09.2017
Hình ảnh, số liệu: internet
Mọi người vẫn hay nghe xăng RON 92 hay xăng RON 95. Số 92 hay 95 chính là Chỉ số Octane của xăng.
Chọn xăng RON 92 hay Xăng RON 95
Rất nhiều người kể cả trên các trang mạng, các diễn đàn viết về Chỉ số Octane vẫn chưa hiểu hết được bản chất của của chỉ số này. Nhiều bài báo cho rằng Chỉ số Octane liên quan đến sự “tự nổ” hay “cháy sớm”, điều này là hoàn toàn sai lầm. Có lẽ các tác giả tự suy diễn theo sự hiểu biết hoặc trích dẫn các bài viết khác. Dưới đây là bài viết giải thích của tôi dựa vào kiến thức tích lũy trong ngành công nghệ chế biến dầu và khí. Bài viết chỉ mang tính chất tham khảo.Cháy kích nổ là gì?
Nhiều người vẫn nghỉ cháy kích nổ là hiện tượng hỗn hợp nhiên liệu và không khí nổ sớm (hay là bắt lửa sớm) trước cả khi bugi đánh lửa. Suy nghĩ này là hoàn toàn sai lầm. Khái niệm chính xác hơn là:
“Cháy kích nổ trong động cơ là hiện tượng tốc độ lan truyền màng lửa quá cao tạo ra các sóng xung kích va đập vào các thành phần bên trong buồng đốt”
Tốc độ lan truyền của sóng xung kích này lên tới hàng ngàn m/s. Sóng này giống như sóng xung kích xảy ra ở các vụ nổ (nổ khí gas, nổ hóa chất, nổ bom đạn…). Sóng xung kích này va đập vào các chi tiết như đỉnh piston, thành xy lanh, nắp máy, xupáp… gây các tiếng gõ kim loại khác thường, làm tăng mài mòn, vỡ đỉnh piston, gây nóng máy, giảm công suất máy, giảm tuổi thọ động cơ.
Hiện tương cháy kích nổ khi tốc độ lan truyền màng lửa trong buồng đốt cao hơn 300 ~ 400m/s. Các yếu tố ảnh hưởng tới tốc độ màng lửa là: bản chất nhiên liệu (chủ yếu) và các yếu tố như nhiệt độ, áp suất (phụ).
Chỉ số Octan là gì?
“Chỉ số Octane chính là % thể tích của 2,2,4 trimetylpentane (iso octane) trong hỗn hợp của nó với n-heptane, mà hỗn hợp này có khả năng chống cháy kích nổ tương đương với nhiên liệu đang xét “.
“Quy ước: 2,2,4 trimetylpentane (mạch nhánh) có Chỉ số Octane là 100, còn n-heptane (mạch thẳng) có Chỉ số Octane là 0”
Nghe có vẻ khó hiểu nhỉ. Ví dụ như: 1 loại xăng có Chỉ số Octane là 95 nghĩa là nó có khả năng chống cháy kích nổ tương đương với một hỗn hợp gồm 95% (thể tích) 2,2,4-trimetylpentane và 5% n-heptane. Nhẫm tính: 100 x 95% + 0 x 5% = 95. Dể hiểu rồi!
Chỉ số Octan càng cao khả năng chống cháy kích nổ càng tốt nghĩa là tốc độ màng lửa thấp hơn. Tùy phương pháp đo mà chỉ số octan được đọc là RON (Research Octane Number) hoặc MON (Motor Octane Number), Trị số Octane trên đường,…. Ở Việt Nam thường dùng phương pháp RON.
Các hydrocarbon có có khối lượng phân tử thấp, nhiều mạch thẳng nhánh, mạch vòng nhiều nhánh, hoặc chứa các nhân thơm có Chỉ số Octane càng cao. Các hợp chất chứa nguyên tố O cũng có Chỉ số Octane cao. Ví dụ RON của một số cấu tử:
| Tên cấu tử | RON |
| n-octane (C8-mạch thẳng) | -20 |
| n-heptane (C7-mạch thẳng) | 0 |
| Nhiên liêu diesel | 15~25 |
| Xăng A92 (Việt Nam) | 92 |
| 2,2,4-trimethylpentan (C8-mạch nhánh) | 100 |
| Benzene (C6-nhân thơm) | 101,3 |
| Xăng E85 | 102~105 |
| Methanol (chứa O) | 108,7 |
| Ethanol (Chứa O) | 108,6 |
| Toluene (C7-có nhánh, nhân thơm) | 121 |
| Methane (C1) | 120 |
| Hydro | >130 |
Lưu ý: RON của Diesel rất thấp: khả năng chống cháy kích nổ kém, ngược lại khả năng tự bắt cháy tốt
Tỷ số nén là gì?
“Tỷ số nén là tỷ lệ giữa thể tích buồng đốt khi piston ở điểm chết dưới và thể tích buồng đốt khi piston ở điểm chết trên”.
Tỷ số nén của một số loại động cơ như sau:
Động cơ xăng: 6,0~14,0
Động cơ xăng có tăng áp: không thấp hơn 10,5
Động cơ xăng xe đua: lên tới 17
Động cơ nhiên liệu sinh học: 14,5~16
Động cơ diesel: 14~23
Chỉ số Octan của xăng liên quan tới sự “tự nổ” trong động cơ xăng?
Đây là sự hiểu nhầm nghiêm trọng. Trong động cơ xăng hỗn hợp nhiên liệu và không khí cháy được là do có sự đánh lửa của bugi và là cháy đơn điểm (1 điểm), ngọn lửa từ bugi và lan sang hết buồng đốt. Điều này khác với động cơ diesel, động cơ diesel cháy là do nhiên liệu diesel dưới điều kiện nhiệt độ và áp suất nén cao kết hợp với oxy (không khí) tự biến đổi hóa học và tự bắt cháy. Trong động cơ diesel có rất nhiều điểm cháy (cháy đa điểm) và cháy ở bất cứ vị trí nào.
Hiện tượng cháy này trong động cơ diesel là do thành phần nhiên liệu khác nhau. Dầu diesel có thành phần nặng hơn (nhiệt độ bay hơi từ 175oC~370oC) chủ yếu các các hydrocarbon mạch dài (ít phân nhánh). Các hydrocarbon này kém bền nhiệt hơn và dể dàng bị oxy hóa với không khí và tự bắt cháy, khả năng tự bắt cháy của diesel được đo bằng Chỉ số Cetane. Ở chiều ngược lại nhiên liệu xăng gồm các hydrocarbon nhẹ hơn (nhiệt độ bay hơi từ 35oC~200oC) chủ yếu các các hydrocarbon mạch nhánh, mạch vòng, nhân thơm. Các thành phần này bền nhiệt hơn rất nhiều so dầu diesel nên cần có ngọn lửa để bắt đầu cháy.
Cấu tạo động cơ diesel có tỷ số nén cao (15-25) hơn nhiều so với động cơ xăng (9-13) do đó áp suất cuối kỳ nén của động cơ diesel cao hơn nhiều, nhiệt độ cũng tăng cao làm thúc đẩy sự tự biến đổi và tự bắt cháy. Ngược lại, hỗn hợp nhiên liệu và không khí trong động cơ xăng bền hơn và dưới điều kiện ít khắc nhiệt hơn nên không thể tự bắt cháy (tự nổ) được. Tất nhiên có ngoại trừ trường hợp động cơ quá nhiệt.
Vì vậy, sẽ không có hiện tượng “tự nổ” do nhiên liệu trong động cơ xăng (trừ khi đổ nhầm dầu diesel vào). Chỉ số Octane trong động cơ xăng không đặc trưng cho sự “tự nổ” như nhiều người vẫn nghĩ.
Chỉ số Octan của xăng liên quan tới sự “cháy sớm” trong động cơ?
Trong động cơ xăng, bugi thường được bố trí đánh lửa sớm để bù đắp cho độ trể của ngọn lửa và sự giản nở của hỗn hợp cháy. Góc đánh lửa sớm của bugi giúp tăng hiệu xuất sinh công của động cơ.
Hiện tượng hỗn hợp nhiên liệu và không khí cháy trước khi bugi đánh lửa là hiện tượng “cháy sớm”. Trong động cơ xăng có hiện tượng “cháy sớm” do động cơ hoạt động quá nhiệt, khi đó hỗn hợp nhiên liệu cháy do tiếp xúc với các chi tiết nóng đỏ: các cực bugi, các cạnh sắc của gioăng quy lát hỏng nhô vào trong buồng đốt, bề mặt cháy đỏ của bụi than…Hiện tượng “cháy sớm” này không liên quan gì tới “Chỉ số Octane” như nhiều người vẫn nghĩ.
Lựa chọn xăng phù hợp cho chiếc xe của bạn
Hiện tượng cháy kích nổ xảy ra do tốc độ lan truyền của màng lửa quá cao. Các thành phần trong nhiên liệu sẽ quyết định đến tốc độ này và được biểu thị bởi Chỉ số Octan. Ngoài ra các điều kiện như nhiệt độ, áp suất trong buồng đốt cũng góp phần thay đổi tốc độ lan truyền màng lửa.
Khi chọn nhiên liệu có Chỉ số Octane thấp hơn yêu cầu sẽ tăng hiện tượng kích nổ tạo sóng xung kích gây tiếng gõ bất thường, mài mòn, vở đầu piston, nóng máy, giảm hiệu suất và giảm tuổi thọ động cơ… Khi chọn nhiên liệu có Chỉ số Octane cao hơn yêu cầu, không phù hợp với góc đánh lửa sớm đã cài đặt trong động cơ gây giảm hiệu suất (ảnh hưởng không nhiều) nhưng quan trọng hơn là tăng chi phí nhiên liệu (do chênh lệch giá)
Chỉ số Octane trên ảnh là Chỉ số trung bình của 2 phương pháp đo RON và MON
Với những động cơ có tỷ số nén cao hơn nghĩa là ở cuối kỳ nén có áp suất cao hơn, nhiệt độ sẽ tăng cao lúc này khi cháy tốc độ màng lửa sẽ cao (tăng hiện tượng cháy kích nổ) vì vậy cần chọn xăng có chỉ số octan cao hơn ngăn ngừa cháy kích nổ. Ngược lại nên chọn nhiên liệu có chỉ số octan thấp hơn.
Các nhà sản xuất xe thường đưa ra khuyến cáo về chỉ số octan của nhiên liệu dành cho xe của họ. Bạn nên chọn nhiên liệu có chỉ số octan ở mức tối thiểu mà các nhà sản xuất đưa ra vừa tối đa hiệu xuất và vừa tiết kiệm chi phí do chênh lệch giá.
Le Thuyet.12.09.2017
Hình ảnh, số liệu: internet
TIN KHÁC
DẦU PAOs & ESTERs: DẦU NÀO TỐT HƠN?
14/11/2020
SB COACH
04/08/2020
ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA DẦU GỐC TỔNG HỢP
04/08/2020
Phương thức thanh toán
26/01/2016
HẬU QUẢ KHI ĐỘNG CƠ BỊ QUÁ NHIỆT
08/11/2018
BỒ HÓNG - SOOT
04/08/2020
ZENQ ONE & MITSUBISHI LANCER EVO 10
