Октановое число керосина: сколько и можно ли им заменить бензин

У керосина низкое октановое число, и зависит оно от вида керосина. Октановое число керосина — это показатель его стойкости к детонации в двигателе с искровым зажиганием. Его определяют так же, как у бензина: сравнивают со смесью изооктана (100) и н-гептана (0). Тракторный керосин по ГОСТ 1842-52 выпускали двух марок: с октановым числом 40 и 45. У авиационного керосина ТС-1 и РТ по ГОСТ 10227-86 такого показателя в стандарте нет совсем. У АИ-92 норма составляет 92 по исследовательскому методу. Поэтому вместо бензина керосин не годится: в двигателе, рассчитанном на бензин, он детонирует. Для керосина важнее другие показатели: фракционный состав и температура вспышки, а при работе в дизеле ещё и воспламеняемость от сжатия.

Тракторный и авиационный керосин: два разных ответа

Слово «керосин» обозначает несколько продуктов, и требования к ним записаны в разных стандартах. Тракторный керосин делали как моторное топливо для двигателей с искровым зажиганием, поэтому стойкость к детонации для него была важна. По справочному материалу о топливе для дорожно-строительных машин, тракторный керосин по ГОСТ 1842-52 выпускали двух марок — с октановым числом 40 и 45. Каким методом, исследовательским или моторным, получены эти значения, в источнике не сказано.

Авиационный керосин рассчитан на газотурбинный двигатель, где топливо горит в камере непрерывно и детонации в поршневом смысле нет. Поэтому в таблице 1 ГОСТ 10227-86 «Топлива для реактивных двигателей» для марок ТС-1 и РТ нет строки октанового числа. Цетанового числа там тоже нет. Стандарт нормирует плотность, фракционный состав, температуру вспышки, теплоту сгорания и другие показатели, нужные турбине.

Значит, на вопрос «какое октановое число у керосина» из рассмотренных стандартов число даёт тот, что написан на тракторный керосин. У ТС-1, в отличие от тракторного, октанового числа в стандарте нет. Цифры для авиационного керосина, которые встречаются в сети, взяты из отдельных лабораторных замеров, а не из нормы.

Цифры рядом с бензином

Ниже собраны значения из разных источников. Методы определения в них не совпадают или не указаны, поэтому сравнивать числа можно только по порядку величины, а не до единицы. Почему цифры, полученные разными методами, не сравнивают напрямую, разобрано в материале про октановое число бензина.

Нормы бензина взяты из таблицы требований ГОСТ 32513-2023 «Бензин автомобильный. Технические условия». Значение для JP-8 приведено в аннотации работы Baranski et al. «Control of Fuel Octane for Knock Mitigation on a Dual-Fuel Spark-Ignition Engine», SAE 2013-01-0320: там октановое значение испытанного образца названо равным примерно 20. Диапазон 33–45 для тракторного дистиллята приведён в статье Distillate (motor fuel). Этот продукт по составу близок к керосину, но не тождествен ему.

Даже с поправкой на разные методы картина однозначная: у керосина детонационная стойкость в разы ниже, чем у любой бензиновой марки на колонке.

Почему керосин детонирует в бензиновом двигателе

Детонация — это самовоспламенение несгоревшей части смеси до подхода фронта пламени от свечи. Чем легче топливо самовоспламеняется при сжатии и нагреве, тем ниже его октановое число. Керосиновая фракция состоит из более длинных молекул, чем бензиновая, и среди них много нормальных парафинов. Такие молекулы при нагреве распадаются и воспламеняются легко. Это хорошо для дизеля и плохо для двигателя с искровым зажиганием. Поэтому октановое и цетановое числа ведут себя противоположно: топливо, которое хорошо воспламеняется от сжатия, плохо сопротивляется детонации. Как эта шкала устроена для дизельного топлива, разобрано в материалах про октановое число солярки и про цетановое число дизельного топлива.

Вторая причина — испаряемость. Бензиновый двигатель рассчитан на то, что топливо испарится во впуске и в цилиндре ещё до искры. Керосин кипит заметно выше:

К температуре, при которой бензин выкипает целиком, у ТС-1 перегнана лишь часть объёма. В холодном двигателе неиспарившийся керосин оседает на стенках. Смесь получается неоднородной, двигатель плохо запускается, а топливо, смытое со стенок цилиндра, попадает в картер и разжижает масло. Чем фракции нефти отличаются друг от друга и при какой температуре их отбирают, показано в материале о сырье для получения топлива.

Как с этим справлялись тракторные двигатели

Двигатели под тракторный керосин и дистиллят строили с расчётом на низкое октановое число. По статье Distillate (motor fuel), степень сжатия у таких моторов была около 4,7:1, а у бензиновых того времени — 7:1 и выше. Заводили их на бензине и переводили на дистиллят, когда двигатель прогревался. Низкая степень сжатия убирала детонацию, но ограничивала мощность и КПД. Когда появились доступные бензин и дизельное топливо, такие тракторы ушли с рынка: последние «многотопливные» модели продавались до 1956 года.

Современная сельхозтехника в основном дизельная, и вопрос октанового числа для неё не стоит. Для дизеля важны воспламеняемость от сжатия, вязкость и смазывающая способность. Чем керосин отличается от солярки по этим показателям и почему разбавление опасно для ТНВД, разобрано в материале керосин и дизель: в чём разница. Как водородный генератор ставят на тракторы и комбайны, описано на странице о сельхозтехнике.

Можно ли разбавить бензин керосином

Нормы на такую смесь нет. ГОСТ 32513-2023 задаёт бензину конец кипения не выше 215 °C и октановое число не ниже марочного. Добавка керосина сдвигает фракционный состав вверх и снижает октановое число смеси. Сколько именно, по таблицам стандартов не посчитать: октановые числа смешиваются нелинейно и зависят от состава обоих компонентов. В аннотации работы SAE 2013-01-0320 видно, насколько чувствителен двигатель к такой добавке. В смеси JP-8 с изооктаном авиационный поршневой мотор с искровым зажиганием держал режим малой нагрузки при доле JP-8 до 88 % объёма, а режим высокой нагрузки — при доле не выше 40 %. Чтобы этого добиться, исследователям понадобилась отдельная система подачи двух топлив и управление составом смеси в зависимости от режима. В баке обычного автомобиля такого управления нет.

На практике это значит, что при керосине в бензине двигатель работает на грани детонации. Датчик детонации сдвигает зажигание на более поздний угол, мотор теряет момент. На старых моторах без такого датчика поршни и клапаны принимают удар напрямую.

Частые вопросы

Какое октановое число у керосина? У тракторного керосина по ГОСТ 1842-52 две марки: с октановым числом 40 и 45, метод определения в справочном источнике не указан. В стандарте на авиационный керосин ТС-1 и РТ (ГОСТ 10227-86) октанового числа нет. Лабораторный замер образца реактивного топлива JP-8 в работе SAE дал около 20.

Можно ли заливать керосин в бензиновый двигатель? Нет. Октановое число керосина в разы ниже, чем у АИ-92, а кипит он выше бензина. В двигателе, рассчитанном на бензин, это даёт детонацию, плохой пуск и разжижение масла несгоревшим топливом.

Почему у авиационного керосина нет октанового числа? Его делают для газотурбинных двигателей, где топливо горит непрерывно и детонации в поршневом смысле нет. Поэтому ГОСТ 10227-86 нормирует фракционный состав, плотность, температуру вспышки и теплоту сгорания, а октанового числа в таблице показателей нет.

Чем октановое число отличается от цетанового? Октановое число описывает, насколько топливо сопротивляется самовоспламенению. Это нужно бензиновому двигателю. Цетановое число описывает, насколько легко топливо воспламеняется от сжатия. Это нужно дизелю. У одного топлива эти свойства противоположны: чем легче оно воспламеняется от сжатия, тем хуже держит детонацию.

На чём работали тракторы на керосине? Тракторы на керосине и дистилляте заводили на бензине и переводили на тяжёлое топливо после прогрева. Степень сжатия у них была около 4,7:1, ниже, чем у бензиновых моторов того времени, поэтому низкое октановое число не приводило к детонации.

Куда смотреть дальше

Для двигателя с искровым зажиганием значение имеет минимальное октановое число из руководства по эксплуатации. Керосин до него не дотягивает ни одной маркой. Для дизеля значение имеют цетановое число и смазывающая способность, и здесь керосин тоже уступает топливу, сделанному по стандарту.

Если вы подбираете водородный генератор для своей техники, модель определяют по рабочему объёму двигателя и виду техники. Цены и условия поставки указаны на странице стоимости, а окупаемость для конкретной машины менеджер рассчитает по заявке.