عدد اکتان و عدد ستان

عدد اکتان مقیاسی است برای نشان دادن مقاومت بنزین و یا دیگر سوخت‌ها در مقابل احتراق خود به خود (بدون جرقه). به ایزو اکتان (2،2،4-تری متیل پنتان) عدد 100 و به نرمال هپتان عدد صفر داده می‌شود.عدد اکتان بنزین عبارت است از درصد ایزواکتان در نرمال هپتان که که دارای خاصیت ضد کوبشی برابر با بنزین مورد آزمایش در شرایط آزمون استاندارد باشد. به زبان ساده هر چه عدد اکتان یک سوخت بیشتر باشد آن سوخت در مقابل پدیده احتراق مخرب مقاوم تر است.

معنی عدد "اکتان" چیست ؟ می دانید که تقریبا اکثر خودروها از موتورهای 4 زمانه بنزینی استفاده می کنند . یکی از این 4 مرحله همان مرحله تراکم است. یعنی زمانی که سیلندر پر از هوا و سوخت را توسط پیستون تحت فشار قرار داده و حجم آن کاهش می یابد ؛ قبل از اینکه سیستم جرقه زنی اقدام به جرقه زدن توسط شمع نماید . مقدار این تراکم " نسبت تراکم " خوانده می شود . موتورها ممکن است نسبت تراکمی بین 8 تا 10 داشته باشند . دسته بندی ( رتبه بندی ) اکتان بنزین به ما می گوید که سوخت مورد نظر چه مقدار می تواند متراکم شود قبل از اینکه خود به خود منفجر شود . زمانی که مخلوط سوخت و هوا قبل از جرقه زنی شمع به علت تراکم منفجر می‌شود . در این حالت اصطلاحا می گویند که حالت "ضربه " پیش آمده و مخلوط سوخت و هوا قبل از جرقه زنی منفجر شده . که این ضربه می تواند صدماتی به موتور بزند ( از جمله به گژنپین , پیستون , شاتون و.. ) .بنابراین چیزی نیست که دوست داشته باشیم رخ بدهد .سوخت‌های با اکتان پایین (مانند بنزین معمولی با اکتان 87) می توانند کمترین مقدار تراکم قبل از انفجار خود به خودی را داشته باشند . نسبت تراکم موتور توسط درجه بندی اکتان سوختی که بایستی به خودرو خود بزنیم مشخص می شود. یکی از راه‌های افزایش "اسب بخار " موتور , افزایش نسبت تراکم است . بنابراین "موتور با کارایی بالا " یک نسبت تراکم بالا دارد و نیز نیاز به سوخت با اکتان بالا نیز دارد . از مزیت‌های نسبت تراکم بالا این است که اسب بخار بیشتری به دست می دهد بدون اینکه اندازه موتور تغییری کند یا وزنش زیاد شود . و از معایب آن نیز این است که استفاده از سوخت با اکتان بالا هزینه بالایی نیز دارد . اسم " اکتان " از حقیقت زیر ناشی می‌شود : وقتی شما نفت خام را در پالایشگاه می شکنید , د ر حقیقت شما زنجیرهای کربنی با طول‌های متفاوت بدست می آورید . این طول‌های زنجیری متفاوت می توانند از همدیگر جدا شوند و یا در سوخت‌های دیگر مخلوط شوند . برای مثال شما ممکن است نام را شنیده باشید. " متان " و "پروپان" و "بوتان" هر سه , از هیدرو کربن ‌ها هستند . متان فقط یک اتم کربن دارد ؛ پروپان نیز سه اتم زنجیری کربن دارد و بوتان 4 اتم و پنتان 5 اتم و هگزان 6 اتم و هپتان 7 اتم و سرانجام اکتان 8 اتم کربن دارد . هپتان از نظر نسبت تراکم ضعیف است و فقط به مقدار کمی متراکم می‌شود و بعد از آن نیز خود به خود منفجر می‌شود . ولی اکتان از این نظر بسیار خوب است . شما می توانید آن را بسیار متراکم کنید و اتفاقی نمی افتد . بنزین با اکتان 87 بنزینی است که 87 درصد اکتان و 13 درصد هپتان دارد . اکتان نیز در یک سطح از نسبت تراکم خود به خود منفجر می‌شود و فقط بایستی در موتورهایی به کار رود که نسبت تراکم آن ها از این سطح بالاتر نباشد . در طول جنگ اول جهانی کشف شده بود که می توان یک ماده شیمیایی به نام تترا اتیل سرب به بنزین اضافه کرد و رتبه اکتان آن را به صورت قابل توجهی افزایش داد و این باعث افزایش استفاده از سرب در بنزین می‌شود . متاسفانه تبعات افزودن سرب به بنزین به قرار زیر است:

• سرب مانعی در مقابل مبدل کاتالیست ایجاد می‌کند و آن را ظرف چند دقیقه خراب می‌کند .

• زمین پوشیده از لایه‌های نازک سرب می‌شود و سرب نیز یک ماده شیمیایی بسیار سمی است که برای انسان ها خطرناک است.

زمانی که استفاده از سرب در بنزین ممنوع شد , بنزین گران تر شد چون پالایشگاه دیگر نمی توانست با افزودن سرب درجه اکتان آن را بالا ببرد.

هواپیماها اما هنوز اجازه دارند که بنزین با سرب بزنند که این نوع از بنزین به Avgas معروف است و عدد اکتان 100 یا بالاتر عموما در موتورهای با عملکرد بالای هواپیما استفاده می‌شود . در مورد Avgas 100 رتبه کارایی بنزین است و نه درصدی از عدد اکتان آن . در حقیقت افزودن تترا اتیل سرب سطح تراکم بنزین را بالا می برد و نه عدد اکتان را .

مهندسان هم اکنون در تلاشند تا موتورهای هواپیما را بهبود بخشند تا بتواند از بنزین بدون سرب استفاده کنند . موتورهای جت هم اکنون نفت سفید می سوزانند .

عدد ستان (Cetane number) یک معیار اندازه گیری جهت نشان دادن زمان تاخیر احتراق سوخت می‌باشد . بدان معنی که زمان تاخیر میان شروع پاشش به داخل محفظه احتراق و شروع احتراق سوخت که در طی این تاخیر زمان ، سوخت جمع شده و سپس محترق می گردد و این احتراق به صورت انفجار صورت می گیرد تا بتواند یک ضربه قدرتی تولید نماید .