4MATIC – что это такое, принцип работы и совершенствование

Система полного привода 4Matic: что это такое, принципы работы

История

Большинство автолюбителей знают, что полноприводные системы появились сравнительно давно, и поначалу устанавливались вместе с МКПП. Однако система ПП 4Matic, разработчиком которой является компания Мерседес-Бенц, поддерживает сотрудничество только с АКПП.

4Matic 1 впервые была представлена в начале 1986 года. Ее установили на автомобиле Мерседес Е-класса W124, где она срабатывала автоматически.

Принцип действия следующий: в основе его конструкции лежит механический блокиратор дифференциалов. Управление совершается с помощью двух гидромуфт. Главным достоинством считается то, что при активации системы ABS, 4Matic автоматически отключается.

1997 год ознаменовался тем, что дебютировала полный привод второго поколения, которую впервые применили на Мерседес W210. Теперь полный привод стал постоянным. Этого удалось добить за счет установки дифференциалов свободного типа, которые блокируются посредством активации системы тягового усилия.

Дебют третьей модификации состоялся в 2002 году. Новинка, в отличие от предшественников, стала более востребованной, и ее начали устанавливать и в другие модели компании. Что касается системы привода, то она, как и в предыдущем варианте, постоянная. Что касается дифференциалов, то они также свободные. Регуляции системы проводится за счет курсовой устойчивости, контролирующей тяговую силу, и момент включения/отключения.

Система четвертой модификации впервые был продемонстрирован публике в 2006. Его испытали на автомобиле Мерседес S550. Несмотря на то, что система имела максимальную схожесть с предшественником, регулировалась она исключительно бортовым компьютером.

На данный момент, наиболее современной считается система пятой генерации. Новую систему начали задействовать в еще большем количестве моделей. Например, в 2013 году 4Matic 5 установили на CLA 45 AMG и GL550. Стоит отметить, что функция полностью роботизированная, и в автоматическом режиме распределяет осевую нагрузку.

Стоит отметить, что инженеры компании уже начали работу над следующей версией, и обещают, что теперь контролировать систему ПП можно будет с помощью кнопок.

Исторические вехи

Автомобилистам известно, что система увидела свет довольно давно. В самом начале своего распространения на автомобильном рынке ее устанавливали вместе с механической трансмиссией. Задаваясь вопросом: «4Matic — что это такое?» — можно получить краткий ответ – устройство работает с автоматической коробкой передач. В этом его главное отличие от прежних версий.

Занимались разработками этой системы инженеры из «Мерседес-Бенц». На арене авторынка 4Matic была представлена автомобилистам в 1986 г. Автомобиль Е-класса первым испытал ее технические особенности, и это был «Мерседес W124».

Особенности системы 4Matic

На данный момент наибольшей популярностью пользуется 3-е поколение. Основная причина этого кроется в сравнительно низкой стоимости и отличном качестве.

Набор системы ПП 4Matic включает в себя:

• АКПП;
• передняя и задняя ось с карданными передачами;
• раздаточная коробка;
• передний и задний дифференциал;
• полуоси задних колес;
• разноскоростные угловые шарниры.

Если проанализировать данный комплект, то можно сделать вывод, что 4Matic является действительно сложным механизмом, который, в связи со своими особенностями, не может работать с «механикой». Основным элементом считается раздаточная коробка, за счет которой распределяется крутящийся момент. Плюс ко всему, с ее помощью осуществляется объединение редуктора, приводного вала и цилиндрических шестерней.

Так как же устроена система полного привода 4Matic? Начнем с того, что приводной вал соединяется с редуктором, задняя ось которого получает вращательную силу от большой шестерни, или, как некоторые ее называют, солнечной. Передняя ось с одной стороны соединяется с шестерней меньшего размера, а с другой стороны – с карданной передачей, также за счет шестерней.

Немного о принципе функционирования

Стоит подробнее рассмотреть вопрос, что это такое — 4Matic, волнующий многих водителей-новичков. Базис конструкции составляет блокиратор дифференциалов механического типа. Две гидромуфты управляют устройством. Основное преимущество заключается в автоматической блокировке полного привода при действии тормозной системы.

Принцип работы

Теперь более подробно говорим о системе ПП Мерседес 4Matic. Сразу стоит отметить, что пропорционально, осевая нагрузка распределяется следующим образом: 40% на 60%, с преимуществом на заднюю. Не нужно забывать, что функцию несимметричного межосевого дифференциала берет на себя планетарный редуктор. На некоторых моделях можно встретить немного другие показатели распределения: 45% на 55%.

Стоит отметить, что в автомобилях, которые оборудованы системой ПП и АКПП, отсутствует блокиратор межосевого и межколесного дифференциалов. За счет курсовой устойчивости автомобиля, системе контроля тягового усиления, антиблокировочной системе и антипробуксовочной системе, бортовой компьютер автоматически регулирует распределение крутящего момента.

Однако, разработчики сразу заявили, что автомобили, оборудованные системой полного привода 4Matic, потребляют больше топлива, нежели аналогичные модели с обычным оснащением. Если точнее, то уровень расхода топлива увеличивается на 0,4 литра на каждые 100 километров пути. На первый взгляд не так уж и много, но, если смотреть более масштабно, получается серьезная цифра.

Блокировка дифференциала осуществляется за счет активации системы ETS. Здесь такой же принцип работы, как и в электронном блокираторе. Нужный момент система автоматически срабатывает, и буксующее колесо притормаживается, и вместо него дополнительно нагружается колесо, у которого нормальное сцепление с дорожным покрытием.

За счет этих новшеств, автомобиль с системой ПП может похвастаться хорошей стартовой скоростью, стабильным движением по некачественному дорожному покрытию и отличной управляемостью.

Как работает 4Matic

Принцип работы основан на электронном управлении соотношением крутящего момента по осям и колесам автомобиля. Цель — дать водителю возможность управлять автомобилем в сложных дорожных условиях. В современной системе 4matc привод переднего моста используется в качестве основного двигателя, если электроника считает это возможным без ухудшения устойчивости и ходовых качеств. Подключение задней оси активируется при необходимости, например, для стабилизации автомобиля в начале движения и во время резкого торможения, для компенсации недостаточной поворачиваемости и т. д. Быстрое перераспределение крутящего момента позволяет более эффективно управлять курсовой устойчивостью автомобиля.

В работе 4matic задействованы следующие системы:

• система курсовой устойчивости;
• антиблокировочная тормозная система;
• антипробуксовочная система;
• система помощи при спуске.

Благодаря точному алгоритму взаимодействия электронных и механических компонентов полный привод включается в работу сразу и без необходимости быстро отключается. Решение принимает электроника на основании сигналов, получаемых от нескольких датчиков. Автомобиль будет двигаться в режиме FWD (передний привод) при нормальных дорожных условиях. Это уменьшает расход топлива и снижает нагрузку на компоненты трансмиссии и увеличивает их срок службы. Сегодня 4matic — одна из самых передовых систем полного привода с точки зрения комфорта вождения и активной безопасности автомобиля.

Вывод

Система полного привода 4Matic является одной из наиболее популярных. На данный момент разработчики выпустили уже целых пять версий, которые не чувствуют серьезной конкуренции.

Изначально, система разрабатывалась для ограниченного количества моделей, но, со временем их число выросло.

Наибольшим спросом пользуется система 3-го поколения. Это в первую очередь связано с тем, что именно вначале 2000-ых начался резкий подъем немецкого концерна Мерседес. Для того, чтобы удовлетворить потребности рынка, компания резко повысила продуктивность, и снизила стоимость автомобилей.

По итогу можно сказать, что система не особо сложная, тем не менее очень хорошая и прекрасно себя показывает на внедорожниках, например, таких как Mercedes-Benz GL или Mercedes-Benz M.

Какие версии были выпущены?

В 1997 году случился дебют второго «детища» концерна в этом плане, примененного на Mercedes Benz W210, внедрение дифференциальных механизмов свободного типа, блокировка которых происходит при активизированной TCS.

В 2002 году привод вышел в третьей вариации. По сравнению с предыдущими «собратьями», эта модель стала более популярной. Она стала верным спутником остальных моделей этой марки. Система привода постоянная, как и в вышеуказанном типе. Трансмиссионные механизмы, передающие мощность, также свободные. Система регулируется благодаря активности ЭКУ, которая держит под контролем тяговую силу.

В четвертый раз инженеры спроектировали привод в 2006 г. Он прошел успешные испытания на авто S550 в линейке «меринов». В дело вступил бортовой компьютер, он помогал регулировать систему.

Пятая генерация сегодня – самая востребованное изделие, вмонтированное во многие машины. Система ПП отныне контролируется кнопкой, что очень удобно.

Подробности о принципе работы

Осевая нагрузка по большей части распределяется на заднюю ось, составляя 60 % от общего объема нагрузки. Механический редуктор выполняет основную роль в трансмиссии. В разных моделях авто от Daimler Ag процентное соотношение нагрузок на переднюю и заднюю оси распределяется по-разному.

На полноприводных авто со встроенным «автоматом» нет блокиратора межосевого дифференциала, так же как и межколесного. Крутящий момент контролируется бортовым компьютером.

Инженеры, занимавшиеся проектированием полного привода, предупреждают о большем расходе топлива в автомашинах с установленными 4 wheel drive и automatic, в сравнении с традиционной комплектацией транспортных средств. Как это отражается на цифрах? На каждую «сотню» автолюбителям понадобятся дополнительные 0,4 л в баке. Этот параметр станет особенно ощутим при длительных путешествиях.

ETS начинает действовать, и происходит блокирование дифференциального механизма. План работы аналогичен функционированию электронного блокиратора. В определенный момент происходит автоматическое срабатывание: буксующее колесо замедляет ход. В это время колесо, сцепляющееся с дорожным полотном, получает дополнительную нагрузку.

Благодаря этому водителям подарена возможность получить превосходный старт, стабильность во время езды даже по некачественному покрытию дороги и хорошие характеристики управляемости.

Как это было до 80-х годов

Для установки трансмиссии с полным приводом потребуется ввод дополнительных узлов. Однако это делает автомобиль тяжелее, более шумным и подверженным вибрациям. Так как конструкция более сложная, то автомобиль становится дороже. Повышаются и расходы на содержание, эксплуатацию и ремонт машины. Возросший вес автомобиля, дополненный механическими потерями в агрегатах полноприводной трансмиссии приводили к росту расхода топлива.

Все это существенные помехи и препятствия, поэтому до 80-х годов использование полного привода на легковых автомобилях, а не на тяжелых внедорожниках, считалось неразумным решением. Ситуация существенно переменилась в лучшую сторону с появлением новой разработки.

Что такое 4MATIС?

Система полного привода 4Matic используется в конструкции, как автомобилей с повышенной проходимостью, так и легковых автомобилей. В сегодняшней статье мы поговорим об истории появления данной системы и об ее разновидностях.

Три поколения 4 MATIC

НА заре появления этой системы, а было это 1986 году совместными инженерами Mercedes-Benz и Steyr-Daimler-Puch, была изобретено первое поколение этого привода.

Первое поколение

Впервые установили на модель W124 (современный E-class), именно здесь впервые применили полный привод и автомат. Нужно отметить, что здесь не было постоянного полного привода, а был так называемый «подключаемый». Все 4 колеса включались при помощи блокировки межосевого и заднего межколесных дифференциалов. А вот электроника первого поколения 4 MATIC управляла двумя гидравлическими муфтами. Сразу выявились первые плюсы и минусы устройтсва.

Плюсы:

• Когда не было нужды в полном приводе, работал только задний мост, что экономило топливо.
• Соответственно увеличивался ресурс конструкции.
• Муфты были сделаны из высокопрочных материалов, что при пробуксовки колес практически их не стирало.

Минусы:

• Подключаемый привод оказался не таким эффективным по сравнению с постоянным.
• Внедорожные способности были мягко сказать не внушительными.
• Конструкция получилась сложная и очень дорогая, при поломке нужно было хорошо раскошелиться.

Поэтому инженеры Мерседес работали над вторым поколением, которое в итоге очень сильно отличалось от первого.

Второе поколение

Позже в 1997 году на модели W210 презентовали второе поколение 4 MATIC. Эта система получилась более прочной и производительной, отличий было масса.

• Это постоянный полный привод, а не автоматически подключаемый.
• Дифференциалы (межосевой и межколесный) уже не комплектовались механическими блокировками. Здесь была впервые установлена система контроля тяговых усилий 4ETS (Electronic Traction System), которая вообще практически исключает блокировки.

Какие преимущества это дало?

• Конструкция упростилась, а поэтому ремонт был дешевле.
• Постоянный привод делал свое дело, независимо от пробуксовки колес, то есть чувствовал себя уверенно и на сухой дороге и на бездорожье.
• Внедорожные характеристики намного улучшились (опять же если не брать легковые автомобили, здесь все 4 колеса давали уверенность на трассе при обгонах, поворотах и т.д.)
• Прекрасная работа с автоматической трансмиссией.

В общем, конструкция удалась, это была своего рода «работа над ошибками», и теперь впредь 4MATIC будет только «постоянноприводной».

Недостатки – их не много, если только учесть что расход топлива вырос по сравнению с первым поколением, да и износ теперь идет всей конструкции, то есть она всегда постоянно работает. Однако как заверяют инженеры Мерседес – ресурс здесь действительно большой.

Третье поколение

Появляется в 2002 году, сразу на большом количестве автомобилей C, E, и S класса. Разработчики не стали отказываться от удачной второй версии, а сделали ее «умнее», заставили трудиться «4ETS» вместе с такой системой как «ESP».

Суть очень проста – сейчас в конструкции начинают применять так называемые свободные дифференциалы, которые работаю в купе с электронной системой ESP. Контроль над дорогой и бездорожьем сейчас практически полный:

При пробуксовке одного колеса, система начинает его «стопорить», передавая повышенный крутящий момент на другие колеса, которые находятся в лучшем зацеплении.

Плюсы такой системы на лицо – проходимость увеличилась примерно на 30 – 40%. Также вырос контроль над дорогой в условиях больших скоростей (заносы, резкие повороты и т.д.). Нужно отметить, что 4 MATIC удостоен множества наград.

За кадром

Видеоролик длинный, с реальным звуком, без музыки. Он вполне соответствует жанру, который по-модному зовётся documentary. В этой поездке на iPad удалось заснять в хронологическом порядке все этапы мероприятия, за исключением седанов CLA, которые уносить в анналы запретили — но вы всё видели, немцы сняли сами.

Мы же в пути увидели из тихих, мягких и комфортных автомобилей дивную, хоть и несколько однообразную в своей красоте горную Австрию. Довелось проехать через крохотные, уютные и очень новогодние поселения. Но едва ли не главное впечатление от всей поездки в Хохгургль — это подъём в гору на ратраках (они же snowcats). Каково это — ехать в продуваемом ледяным ветром ящике перед кабиной трактора, данное видео представление даёт (с 3:05). Так же должно быть всё понятно по провалу наших снежных покатушек. А ещё, если досмотрите до конца, вы заметите, что в Инсбруке — один из самых красивых аэропортов в мире.

История

Схема системы на автомобиле Mercedes-Benz W124
1. Двигатель
2. Сцепление
3. Центральный дифференциал

История системы 4MATIC насчитывает 5 поколений. По сведениям компании-производителя, задолго до её появления (в 1903 году) немецкий инженер Пауль Даймлер составил первоначальные проекты для автомобилей с полным приводом. Уже в 1907 году компания DMG представила грузовик Dernburg-Wagen, который рассматривается как первый в мире грузовой автомобиль с полным приводом. В 1951 году начался выпуск четырёхколёсного грузовика Unimog, изначально предназначенного для сельскохозяйственного использования и оснащавшегося приводом на все колёса.

Первое поколение системы 4MATIC было представлено на Франкфуртском автосалоне 1985 года, а серийно появилось на Mercedes-Benz W124 в модификации 300E. Система включала в себя блокируемый межосевой дифференциал типа Ferguson с распределением крутящего момента 35/65 перед/зад и блокируемый задний межколёсный дифференциал 50/50. Из соображений безопасности и стабильности управления передний дифференциал оставлен свободным. Блокировка дифференциалов осуществлялась гидроподжимными муфтами; включение муфт — посредством быстродействующей электрогидравлической системы, а управление всей системой — собственным компьютером по данным от датчиков скоростей 3-х канальной АБС и датчика поворота руля. Предполагались три последовательных режима работы: 1) оба дифференциала свободны; 2) межосевой дифференциал заблокирован; 3) заблокированы и межосевой и задний межколёсный дифференциалы (информация о наличии переходных режимов отсутствует). При торможении оба дифференциала разблокировались. Соотношение крутящих моментов 35/65 перед/зад делало машину практически заднеприводной для водителя, а срабатывание системы в режимах 2 и 3 в первую очередь было направлено на уверенный разгон, а не на активную езду с боковыми скольжениями . Система 4MATIC была доступна как опция весь период выпуска серии W124, и не только на модели 300E, но и вообще на всех её модификациях с 2,6 и 3,0-литровыми шестицилиндровыми бензиновыми и дизельными двигателями. На модификациях с четырёх и восьмицилиндровыми бензиновыми силовыми агрегатами и пятицилиндровым дизельным мотором полный привод 4MATIC не применялся.

Второе поколение нашло своё применение на автомобиле Mercedes-Benz W210 с 1997 года. Модель по заказу оснащалась постоянным полным приводом с дифференциалами свободного типа и симуляцией блокировки межосевых дифферециалов при помощи системы контроля тяги. Противопробуксовочный контроль достигался при помощи технологии ETS. Система устанавливалась только на автомобили с левосторонним расположением рулевого колеса. В качестве стандартного оснащения технология присутствовала на моделях M-класса (W163), запущенных в продажу с 1997 года.

Третье поколение появилось в 2002 году на автомобилях С- (W203), Е- (W211) и S-классов (W220). На них устанавливался постоянный полный привод и дифференциалы свободного типа. Движение автомобиля контролируется системой курсовой устойчивости. Дополнительно может включать систему контроля тягового усилия.

4MATIC в четвёртом поколении был представлен на автомобиле S550 4MATIC 2006 года.

В 2013 году было представлено 5-е поколение системы 4MATIC. Если раньше передняя ось отбирала мощность у задней, то в новой версии всё наоборот: привод является не постоянным, а подключаемым. Первыми автомобилями, на которые установили новое поколение 4MATIC, стали CLA 45 AMG и Mercedes-Benz GL 500.

В 2016 году концерн Daimler AG анонсировал высокопроизводительную модель E63 AMG S 4MATIC+ (W213) с новой версией отключаемого полного привода. Многодисковая муфта с электронным управлением данной модификации позволяет полностью отключать передачу усилия на передние колёса автомобиля.

Распределение крутящего момента

Важно отметить, что этот привод может автоматически настраиваться и передавать неодинаковый крутящий момент на колеса.

Так например — легковые машины (кроме люксового S-класса) имеют соотношение примерно 35/65. 35% идет на передние колеса, а вот 65% на задние.

Внедорожники (паркетники) GL, ML и R класс имеют равное соотношение 50% на 50%.

Люксовые автомобили (S-classe) – настраиваются на соотношение 45% (передние) и 55% (задние).

Такое соотношение крутящего момента выверено многими испытаниями, а также структурой и особенностями кузова. Именно такие показатели делают машины устойчивее, безопаснее и комфортнее в управлении.

Сейчас небольшое видео, смотрим.

Как работает 4matic

Режим 4matic создана для бескомпромиссного движения по снегу, песку, льду и гравию. При ее использовании уменьшается крен на поворотах. Быстрее набирается разгон и хватает мощности мотора для буксировки прицепа или другого автомобиля. Система ЕСП и функция контроля тягового усилия силового агрегата работают как вспомогательные элементы полного привода.

Распределение крутящего момента программой ЕТС ориентируется на данные датчиков:

• АБС ( антипробуксовочной системы)
• функции поддержания постоянной скорости при спуске с горы

Затем она распределяет усилие на каждое колесо отдельно в условиях нестабильного дорожного покрытия.

3 серия

3-я серия привода на все 4 колеса распределяет момент для седанов и легких джипов в соотношении 40 на переднюю колесную пару и 60% крутящего момента на заднюю. Для внедорожников 50 на 50. Для бизнес класса и коммерческих автомобилей 45 на 55.Для седанов АМГ 33 на 67.

Система 4matic 3 серии работает в паре с: автоматической трансмиссией, карданным валом, распределяющим свое усилие на перед автомобиля, раздаточной коробки, передачей усилия карданного вала на заднюю колесную пару, первой передачей, переднего и заднего меж колёсного дифференциала, полуоси задних двух колес.

Раздаточная коробка выполняет главную функцию в системе полного привода мерседес бенц, она осуществляет распределение необходимого усилия крутящего момента силового агрегата автомобиля. Она управляет редуктором, который выполняет роль несимметричного межосевого дифференциала, шестеренками в форме цилиндров, и валами привода. Редуктор работает в паре с приводным валом. Задний вал приводится в действие при помощи солнечной шестерни. Передний вал пустой внутри. Он работает в паре с солнечной шестеренкой меньшего объёма и соединен с карданным валом передней оси.

4 серия

4 серия 4 матик функционирует вместе с цилиндрическим дифференциалом, он блокируется фрикционом с двумя дисками. Распределение крутящего момента двигателя 45% на переднюю ось и 55% на заднюю. При набирании скорости автомобилем, проезжающим дорогу, покрытую льдом. Блокировка межосевого дифференциала осуществляется фрикционом, который выравнивает и стабилизирует кузов мерседес.

Фрикцион может пробуксовывать в поворотах если разница в дифференциалах передней и задней оси машины превышает 45 ньютон/метров. Покрышки при этом не шлифуют дорожное покрытие. Такое управление в этот период выполняет функция 4ЕТС при помощи давления на тормозные диски.

• ESP
• ASR
• 4ETS

в управлении кузовом мерседес в критических ситуациях добавляют крутящего момента силовому агрегату. 4 поколение полного привода впервые было установлено на кузов В204 мерседес.

5 серия

5 серия полного привода работает в паре с мотором, установленным в капоте поперек. 4 матик пятой серии подключается только по необходимости (что существенно экономит горючее). Если для прохождения определенного участка мерседесу достаточно привода на переднюю ось, то нет рациональности в использовании всего привода. При пробуксовке колес мгновенно подключается система управления всеми 4-мя колесами одновременно. Как только автомобиль стабилизировался электропривод отключает передачу крутящего момента на задние колеса. Полный привод стабилизирует крены кузова машины до того момента как вмешиваются вспомогательные системы ESP и 4ETS.

Блок управления PTU добавляет мощности на заднюю колесную пару. Он является частью АКП-робот 7-Г троник с двойным мокрым сцеплением. Этот блок небольшого размера, за счет этого снизился общий вес авто. При отсутствии критических и аварийных ситуация крутящий момент распределяется по осям пополам.

• При набирании скорости 60/40
• прохождении извилистой дороги 50/50
• потере сцепления с дорожным покрытием передней колесной пары 10/90
• при экстренном торможении 100/0

Принцип работы

Теперь более подробно говорим о системе ПП Мерседес 4Matic. Сразу стоит отметить, что пропорционально, осевая нагрузка распределяется следующим образом: 40% на 60%, с преимуществом на заднюю. Не нужно забывать, что функцию несимметричного межосевого дифференциала берет на себя планетарный редуктор. На некоторых моделях можно встретить немного другие показатели распределения: 45% на 55%.

Стоит отметить, что в автомобилях, которые оборудованы системой ПП и АКПП, отсутствует блокиратор межосевого и межколесного дифференциалов. За счет системы курсовой устойчивости автомобиля, системе контроля тягового усиления, антиблокировочной системе и антипробуксовочной системе, бортовой компьютер автоматически регулирует распределение крутящего момента.

Однако, разработчики сразу заявили, что автомобили, оборудованные системой полного привода 4Matic, потребляют больше топлива, нежели аналогичные модели с обычным оснащением. Если точнее, то уровень расхода топлива увеличивается на 0,4 литра на каждые 100 километров пути. На первый взгляд не так уж и много, но, если смотреть более масштабно, получается серьезная цифра.

Блокировка дифференциала осуществляется за счет активации системы ETS. Здесь такой же принцип работы, как и в электронном блокираторе. Нужный момент система автоматически срабатывает, и буксующее колесо притормаживается, и вместо него дополнительно нагружается колесо, у которого нормальное сцепление с дорожным покрытием.

За счет этих новшеств, автомобиль с системой ПП может похвастаться хорошей стартовой скоростью, стабильным движением по некачественному дорожному покрытию и отличной управляемостью.

Вывод

Система полного привода 4Matic является одной из наиболее популярных. На данный момент разработчики выпустили уже целых пять версий, которые не чувствуют серьезной конкуренции.

Изначально, система разрабатывалась для ограниченного количества моделей, но, со временем их число выросло.

Наибольшим спросом пользуется система 3-го поколения. Это в первую очередь связано с тем, что именно вначале 2000-ых начался резкий подъем немецкого концерна Мерседес. Для того, чтобы удовлетворить потребности рынка, компания резко повысила продуктивность, и снизила стоимость автомобилей.

По итогу можно сказать, что система не особо сложная, тем не менее очень хорошая и прекрасно себя показывает на внедорожниках, например, таких как Mercedes-Benz GL или Mercedes-Benz M.

Видео

Поделитесь с друзьями!

Литература

• Полно вам! Mercedes-Benz E-Klasse 4MATIC. Продажи в России – ноябрь 2003 // Autopilot. — 2003. — Т. 114, № 4. — С. 20.
• Don Sherman. 4 Wheel-Drive Wonder // Popular Science. — 1990. — Т. 237, № 4. — С. 89-92. — ISSN 0161-7370.
• S. Ritter. Mercedes-Benz E-class Owner’s Bible, 1986-1995. — Bentley Publishers, 2007. — С. 220-222. — 343 с. — ISBN 0837602300.
• ATZ/MTZ extra. The New 4MATIC in the S-class by Mercedes-Benz. — Vieweg, 2006. — 27 с.
• Christof Vieweg, Harry Ruckaberle. 4MATIC: Technik, Fahrspass, Sicherheit — 100 Jahre Allradantrieb. — Delius Klasing, 2008. — 174 с. — ISBN 9783768825030.

Эта страница в последний раз была отредактирована 17 февраля 2019 в 08:45.

Так что же это такое 4matic?

Эта система полного привода повышающая стабильность движения при любых условиях езды и состоянии дороги даже при угрозе ДТП. Но нужно все время помнить о том, что даже самая умная дополнительная опция управления спортивным характером автомобиля с разгрузкой водителя в ежедневных и критических ситуациях. С большими плюсами в безопасности машины. С дополнительной тягой и стабильностью движения по нестабильному дорожному покрытию. 4 матик не может выйти за пределы физических границ.

Система 4matic: как работает полный привод у Mercedes-Benz?

4matic – (производная от 4WD и automatic) фирменное название системы полного привода автомобилей Мерседес-Бенц. Является зарегистрированным товарным знаком. Технология разработана инженерами концерна Daimler AG при участии специалистов австрийского сборочного предприятия Steyr-Daimler-Puch, на мощностях которого производилась сборка легендарных автомобилей Mercedes G-класса. Система является передовой в плане технологичности и широты использования возможностей управляющей электроники.

История развития системы

Впервые концепция системы полного привода автомобилей Мерседес была представлена в 1985 году в рамках автосалона во Франкфурте. Однако в серийное производство она поступила лишь два года спустя.

Схема системы 4Matic на базе Mercedes-Benz W124 1984 года выпуска

I поколение

1987 год – система 4matic установлена на модель класса Е Mercedes-Benz W124. Межосевой и задний дифференциалы имели возможность жесткой блокировки. Блокировка переднего дифференциала отсутствовала по причине значительного ухудшения управляемости при ее использовании.

Система полного привода 4matic автоматически включалась при пробуксовке колес. Механические приводы блокировок дифференциалов приводились в действие посредством двух электронно управляемых гидравлических муфт. Отключение системы также происходило в автоматическом режиме, при срабатывании антиблокировочной системы тормозов.

Существовало три режима работы:

• Задний привод – 100%-я передача крутящего момента на заднюю ось, передняя отключена.
• Полный привод с распределением момента 35:65 для передней и задней оси.
• Полный привод с соотношением мощности по осям 50/50 с возможностью отключения блокировки заднего дифференциала.

II поколение

1997 год – применение модернизированной системы полного привода на модели Е-класса W210. Устанавливалась на заказ и исключительно на леворульные версии. В базовой комплектации присутствовала на модели W163 М-класса. Тип полного привода – постоянный. Изменения коснулись алгоритма включения блокировок. Стала применяться электронная имитация блокировки дифференциала под управлением антипробуксовочной системы, которая притормаживала проскальзывающее колесо, перераспределяя весь крутящий момент на противоположное. Отказ от традиционной жесткой блокировки дифференциалов – особенность и всех последующих генераций 4matic.

III поколение

2002 год – были внесены улучшения в алгоритм имитации блокировок свободных дифференциалов. Более эффективный контроль и управление осуществляется системой курсовой устойчивости при участии антипробуксовочной системы. Модели: W203 (С-класс), W211 (Е-класс), W220 (S-класс).

IV поколение

2006 год – очередное развитие система 4matic получила в составе модели S550. В качестве несимметричного центрального дифференциала стал использоваться планетарный редуктор. Распределение мощности по осям – 45:55.

Схема планетарного редуктора Мерседес S-класса

Контроль сцепления колес с дорогой и управление системой осуществляет электроника, задействующая датчики систем активной безопасности. Полный привод – постоянный. Механизм взаимодействия элементов настроен оптимальным образом с целью сохранять максимум тяги и управляемости при сложных дорожных условиях.

V поколение

2013 год – эволюция коснулась конструкции и механизма распределения мощности. Последнее поколение 4matic устанавливается на переднеприводные автомобили с поперечной схемой расположения двигателя. Полный привод из постоянного стал подключаемым. При необходимости часть мощности перераспределяется на заднюю ось. Модели: CLA45 AMG, Mercedes-Benz GL500.

Основные элементы системы

• Автоматическая коробка передач.
• Раздаточная коробка с планетарным редуктором, выполняющим функцию межосевого дифференциала.
• Карданная передача.
• Передний свободный дифференциал.
• Задний свободный дифференциал.

Элементы системы 4Matic

Система 4matic работает только в паре с автоматической коробкой передач. Подразделяется на два вида:

• для легковых автомобилей;
• для внедорожников и микроавтобусов.

Принцип работы системы

Принцип работы основан на электронном управлении соотношением крутящего момента по осям и колесам автомобиля. Цель – обеспечить водителю контроль над машиной в сложных дорожных условиях. В современной системе 4matc, в качестве основного, используется привод на переднюю ось (до тех пор пока электроника считает это возможным без ухудшения показателей устойчивости и управляемости). Полный привод (подключение задней оси) задействуется при необходимости, например для стабилизации автомобиля в начале движения и резком торможении, для компенсации недостаточной поворачиваемости и т.д. Своевременное перераспределение крутящего момента помогает эффективнее управлять курсовой устойчивостью автомобиля.

В работе 4matic принимают участие следующие системы:

• система курсовой устойчивости;
• антиблокировочная система тормозов;
• антипробуксовочная система;
• система помощи при спуске.

Благодаря выверенному алгоритму взаимодействия электронных и механических составляющих, полный привод мгновенно приводится в действие при необходимости и так же быстро отключается. Решение принимает электроника на основании сигналов, считываемых многочисленными датчиками. В остальное время при нормальных дорожных условиях автомобиль передвигается в переднеприводном режиме. Этим достигается экономия топлива, снижение нагрузки на элементы трансмиссии и ее долговечность. На сегодняшний день 4matic – одна из самых передовых систем полного привода по показателям комфорта управления и активной безопасности автомобиля.

В этой статье мы познакомимся с системой полного привода 4matic. Речь пойдёт о Mercedes-Benz, о её уникальной разработке полного привода для своих моделей автомобилей.

4matic. Как оттачивалось совершенство…

На самом деле инженеры из Mercedes-Benz вложили в само название «4matic» весь смысл этой технологии, хотя, не зная об этом, догадаться было бы трудно.

Оказывается, расшифровывается так — 4 Wheel Drive and Automatic, что в дословном переводе на русский язык значит: «четыре ведущих колеса и автоматическая трансмиссия».

В отличие от, например, аналогичной технологии quattro компании Audi, «мерседесовская» система 4matic не всегда имела честный полный привод и поначалу передняя ось подключалась только при необходимости – так было на первом поколении 4matic, представленном в 1986 году.

Спустя более десяти лет кропотливых разработок штутгартские инженеры представили второе поколение своей полноприводной системы 4matic. В ней были учтены недостатки прошлых лет и, что главное, четыре колеса были подключены к двигателю постоянно.

Понятное дело, что немцы на этом не успокоились и принялись и дальше дорабатывать своё творение, в результате чего в 2002 году мир увидел отточенное до мелочей и интеллектуальное третье поколение 4matic. Но совершенству нет пределов – в 2006 и 2013 года привод 4matic обновился опять, и, как обещают, в Mercedes, работы над ним будут продолжаться и дальше.

Штутгартские инженерные изыски

Считается, что чаще всего на рынке встречается третье поколение привода 4matic, его строение и рассмотрим. Система состоит из таких основных частей:

• автоматическая коробка передач;
• раздаточная коробка (раздатка);
• карданные валы, приводящие в движение переднюю и заднюю ось;
• межколёсные дифференциалы и главные передачи;
• полуоси задних колёс;
• приводные валы с шарнирами равных угловых скоростей.

Главную скрипку в этом ансамбле играет раздаточная коробка. Именно она руководит распределением крутящего момента двигателя по осям – как правило, 60% момента приходится на заднюю и 40% на переднюю.

Внутри раздатки спрятан планетарный редуктор, к водилу которого подсоединён приводной вал мотора, а к солнечным шестерням разного диаметра валы, передающие вращение на оси автомобиля.

Интересной особенностью технологии 4matic является отсутствие привычных для полноприводных систем межосевых и межколёсных блокировок дифференциалов. Эти функции, если можно так сказать, симулируются различными электронными помощниками, к примеру, ETS (контроль тягового усилия), который, по сути, выполняет работу классического дифференциала.

Происходит это при помощи подтормаживания пробуксовывающих колёс и передачи крутящего момента колёсам, имеющим нормальное сцепление с дорогой.

Помимо ETS, штутгартские инженеры используют в полноприводной системе третьего поколения технологию ESP (курсовая устойчивость), ASR (антипробуксовочная система) и, конечно же, ABS (антиблокировочная система).

Все они отвечают за устойчивое поведения автомобиля и повышение уровня безопасности.

Теперь, друзья, мы с вами знаем, как устроена фирменная полноприводная система 4matic от компании Mercedes-Benz.

Не пропускайте новые публикации! И прочитайте статью Система полного привода xDrive от BMV

Октановое число бензина: все, что должен знать автолюбитель!

Многим автолюбителям было бы интересно узнать об октановом числе бензина. Каждый день они заправляют свой автомобиль каким-то определенным бензином, даже не задумываясь, что означает та или иная цифра (92,95 или 80). В данной статье приведем основную информацию, которую должен знать любой уважающий себя владелец транспортного средства.

Октановое число. Что это?

Данное определение характеризует меру химической стойкости топлива к возгоранию. То есть чем выше октановое число, тем устойчивее топливо к самопроизвольному зажиганию. Это очень важно. В процессе движения поршня (в крайне верхнем положении) топливно-воздушная смесь может находиться под большим давлением. Если октановое число низкое, то бензин воспламеняется (без участия искры). Данное явление крайне негативно сказывается на двигателе.
Наверное, каждый владелец отечественных авто знает на себе, что такое детонация. Так вот данное явление происходит как раз по причине плохого качества бензина. В процессе работы двигателя могут появляться лишние шумы, которые очень надоедают автолюбителям. Происходит это из-за столкновения волн высокого давления, образующихся в процессе неправильной работы мотора.

Чем опасна детонация?

Для двигателя наличие детонации – это крайне опасный момент. Неконтролируемое возгорание может привести к расплавлению поршневых отверстий. В большинстве случаев могут даже погнуться шатуны. В конечном итоге мотор потребует капитального ремонта. К счастью, на современных авто подобная поломка исключена, ведь управление осуществляется с помощью компьютерных блоков. Здесь в действие вступают специальные датчики, которые отслеживают появление детонаций. Как только подобные проявления обнаруживаются, специальный модуль возвращает контроль над топливной смесью. В зависимости от ситуации, может быть снижен уровень наддува или оттянуто время воспламенения свечи. То есть компьютерный блок самостоятельно производит защиту двигателя.

Зависимость степени сжатия от октанового числа

Чем выше степень сжатия поршней в двигателе, тем выше его мощность при минимально объеме бензиновой смеси. В современных машинах степень сжатия может составлять 10:1, но в некоторых случаях она может быть выше. Вопреки стереотипу многих автолюбителей двигатель с наддувом имеет, наоборот, меньшую степень сжатия. Производители машин обязательно должны учитывать степень сжатия и контролировать данный параметр. Максимальная величина сжатия в спортивных машинах, поэтому там обязательно должно использоваться высокооктановое топливо.

Важно помнить, что внутрицилиндровое давление нуждается в качественном топливе с высоким октановым числом. Только в этом случае можно будет гарантировать отсутствие самовоспламенения. Конечно, ошибка не исключена и в бак может попасть совершенно не тот вид топлива.

Что произойдет, если в баке оказался бензин с низким октановым числом?

Допустим, у человека новая иномарка, в которую он залил вместо бензина с 95-м или 98-м октановым числом, топливо с классом 80. Первым признаком будет появление нехарактерных для двигателя шумов. Следовательно, до ближайшей заправки необходимо ехать очень аккуратно, не форсируя число оборотов. Вполне естественно, что в двигателе снизится производительность, возрастет «прожорливость» транспортного средства. Существенно снизится прочность выхлопного катализатора из-за попадания в него тепла. Таким образом, нужно заливать в бак только рекомендованное производителем топливо.

Можно ли самостоятельно высчитать октановое число?

Существует два популярных способа, которые позволяют произвести точный расчет октанового числа – моторный и исследовательский. Любой из этих методов должен реализовываться в специальных условиях. Для начала производится подбор качественных смесей эталонных углеводородов с числом 100, а также нормального n-гептана с числом 0. Далее определение октанового числа осуществляется на специальной установке.

В моторном способе производится имитация высокой нагрузки мотора. При этом смесь хорошо прогревается до температуры 150 градусов Цельсия. Во время эксперимента частота вращения мотора должна находиться на уровне 900 оборотов в минуту. При исследовательском методе смесь не будет нагреваться, а частота вращения будет находиться на уровне 600 оборотов в минуту. Сразу стоит отметить, что в случае с исследовательским методом октановое число получится на несколько единиц выше (чаще всего на 7-10).

Существует старый ГОСТ, согласно которого измерение октанового числа 76 и 72 бензина производится при помощи моторного способа. Что касается высокооктанового топлива (от 93 до 98), то оно тестируется исключительно исследовательским методом.
Есть еще один способ определения октанового числа, который доступен каждому рядовому – применение специального прибора. Но здесь на высокую точность измерения рассчитывать не приходится – погрешность однозначно будет.

Можно ли поднять октановое число бензина?

Чаще всего для повышения октанового числа бензина в него добавляются различные парафиновые и ароматические углеводороды. При этом очень важно, чтобы данные элементы имели разветвленные структуры. Чем сильнее запах бензина, тем выше его октановое число. Именно поэтому в открытой емкости хранить бензин не рекомендуется – это может привести к снижению данного параметра. Еще один метод – применение специальных присадок, многие из которых, кстати, запрещены из-за повышенного вреда природе. Кстати, буква «И» в аббревиатуре «Аи» означает, что измерение октанового числа производилось исследовательским методом.

Октановое число

Что такое октановое число бензина и как оно влияет на работу двигателя? Что значат обозначения: АИ-92, АИ-95, АИ-98? Какой бензин можно заливать в машину и к чему это может привести? В статье вы найдете простые ответы на сложные вопросы.

Что означает октановое число

Октановое число обозначает устойчивость топлива к самопроизвольному возгоранию (детонации). Чем больше октановое число, тем тем выше детонационная устойчивость, и чем меньше октановое число, тем ниже детонационная устойчивость бензина.

Высокое октановое число говорит о том, что топливо может выдерживать большее сжатие до наступления процесса детонации. Низкое октановое число свидетельствует о небольшой способности топлива к сжатию до наступления детонации.

Октановое число в маркировке бензина

Автомобильный бензин маркируется буквой «А», в отличие от авиационного, который имеет обозначение «Б». Буква «И» обозначает октановое число, которое получается лабораторным исследовательским методом.

Бензин маркируется в лабораториях, где испытуемая смесь сравнивается с эталонным образцом. Бензин, в составе которого находится 95% изооктана и 5% гептана, получает маркировку АИ-95. Цифра 95 говорит о процентном содержании устойчивого изооктана в составе бензина.

Бензин различных марок (АИ-92, АИ-95, АИ-98, экстра-, евро-) имеет не только разное октановое число, но и отличается особенностями производства, наличием антидетонационных присадок и различных добавок.

Как связаны октановое число, изооктан и гептан

Бензин в основном состоит из смеси двух углеводородов: изооктана и гептана. В качестве эталона для сравнения различных видов бензина между собой были определены два вещества: изооктан с детонационной стойкостью «100» и гептан, с детонационной стойкостью «0».

Изооктан не детонирует при максимальном сжатии, возникающем в стандартных бензиновых двигателях. Чистый изооктан без примесей можно считать бензином с октановым числом 100. Гептан детонирует при минимальном сжатии, поэтому имеет октановое число «0».

Поскольку бензин является смесью этих веществ, то его детонация будет напрямую зависеть от количества изооктана и гептана.

Октановое число бензина характеризует количественное соотношение изооктана к гептану. С практической точки зрения октановое число несет информацию о составе и качестве бензина, его эксплуатационных характеристиках, устойчивости к детонации, запасе хода, развиваемой мощности двигателя.

От чего зависит октановое число

Октановое число бензина напрямую зависит от его состава. Топливо на основе бензина — это смесь большого количества компонентов, которые добавляют к чистому бензину для улучшения его свойств. Очищенный бензин, получаемый из сырой нефти, имеет низкую устойчивость к детонации (40-60 единиц).

Самую маленькую детонационную устойчивость имеют линейные углеводороды. Для них характерно маленькое октановое число. Циклические углеводороды и углеводороды с разветвленным строением имеют высокое октановое число и высокую детонационную устойчивость.

Для повышения устойчивости топлива к воспламенению используют специализированные добавки и промышленные способы переработки нефти (риформинг и крекинг), позволяющие уменьшить долю углеводородов с линейным строением и увеличить долю разветвленных и циклических углеводородов в составе бензина.

Что такое детонация

Детонация в двигателе внутреннего сгорания представляет собой неконтролируемое самопроизвольное воспламенение топлива.

При стандартной нормальной работе бензинового двигателя происходит плавное сгорание топлива. Искра в цилиндре от свечи зажигания появляется во время нахождения поршня в крайней верхней мертвой точке. При детонации сгорание топлива происходит во время сжатия, что ведет к противодействию хода поршня, резко возрастает давление и температура, возникает взрыв топлива.

Пагубность детонации для двигателя

При обычном плавном сгорании топлива в цилиндре фронт пламени движется со скоростью 20-40 м/с, что позволяет бензину сгореть полностью. При детонации скорость фронта пламени возрастает до 2000 м/с, что подобно взрыву.

Гиперзвуковые ударные волны сдирают масляную пленку на стенках гильз, что увеличивает износ поршневых колец и цилиндров, двигатель перегревается.

Детонация выражается в появлении характерных металлических стуков (удары взрывной волны о стенки цилиндров в двигателе), перегреве и потере мощности двигателя. Детонация ведет к закоксовке камер сгорания и быстрому износу двигателя из-за нарушенной работы механизмов. Это крайне негативное и опасное явление, которое лучше избегать.

Причины возникновения детонации

Детонация может возникнуть при использовании бензина с более низким октановым числом, чем рекомендованным производителем двигателя, например, использование 80-го бензина для двигателя, рассчитанного на 95-й бензин.

А также при использовании некачественного бензина с легкоиспаряемыми компонентами. В такой бензин в качестве присадок могут добавлять метан или пропан, которые очень быстро испаряются, тем самым уменьшают октановое число бензина.

Различные вещества имеют свою собственную устойчивость к детонации, одни более устойчивы, другие — менее. Так, гептан неусточив к возгоранию, а изооктан — устойчив. Поэтому более устойчивый к детонации бензин содержит небольшое количество гептана и большое количество изооктана.

Как определить октановое число

Есть несколько способов определения октанового числа бензина: лабораторные методы и самостоятельное определение.

Определение октанового числа лабораторными методами

Октановое число достаточно точно можно определить только лабораторными методами:

• моторным, при котором используют специальный одноцилиндровый двигатель внутреннего сгорания, позволяющий изменять степень сжатия топлива в режиме реального времени. Метод должен соответствовать ГОСТу 511/82 и условно имитирует эксплуатацию двигателя на трассе.
• Исследовательским, при котором исследуют опытный образец топлива в сравнении с эталонным. Метод должен соответствовать ГОСТу 8226 и условно характеризует использование двигателя в городских условиях.

Эти два лабораторных метода дают два разных значения октанового числа для одной и той же пробы топлива.

В России принято учитывать значение октанового числа, полученное с помощью исследовательского метода. В США — берут среднее арифметическое от двух показателей. В разных странах принята своя система обозначения октанового числа бензина, что нужно учитывать, отправляясь на своей машине за границу.

Определение октанового числа самостоятельно

Октановое число можно определить с помощью специального прибора — октанометра, который дает очень примерное показание с большой погрешностью (в 5-10 единиц). Его можно приобрести в свободной продаже, но точного ответа на вопрос об октановом числе бензина он не даст.

Принцип действия октанометра основан на измерении диэлектрической проницаемости бензина и расчету октанового числа по калибровочной зависимости. Поэтому, можно сказать, что октанометр измеряет не октановое число, а импеданскую электропроводность бензина, которая зависит от количества высооктановых углеводородов.

Проще сказать, что измерить точно октановое число бензина самостоятельно невозможно.

Наиболее поплярные октанометры: ОКТИС, ОКТАНОМЕТР ПЭ-7300М, ОКТАН-ИМ, Digatron, SHATOX SX-100M.

Максимальное октановое число

Теоретически (и практически) возможно получение бензина с октановым числом 130-140 при добавлении присадок на основе металлоорганики (тетраэтилсвинца, ферроцена и других). По экологическим причинам использование металлорганических присадок запрещено.

Максимальное октановое число, которое может иметь автомобильный бензин без использования тетраэтилсвинца (неэтилированный бензин) — 109. Максимальное октановое число авиационного бензина — 115.

Для современных автомобилей выпускается бензин с октановым числом 92, 95 и 98. Для гоночных машин производится высокооктановый бензин со значением — 102.

Сгорание бензина с различным октановым числом

Скорость сгорания топлива напрямую зависит от октанового числа. При нормальной работе двигателя бензин внутри цилиндров должен мягко постепенно сгорать, а не взрываться. При таком режиме сгорания двигатель работает плавно и равномерно.

При использовании низкооктанового бензина, степень сжатия в цилиндре превосходит максимальное значение и топливная смесь самопроизвольно воспламеняется, т. е. детонирует раньше, чем свеча зажигания успевает подать искру.

При использовании высооктанового бензина степень сжатия топливной смеси в цилиндре не достигает требуемого значения, при котором происходит равномерное сжигание топлива. Бензин при этом будет гореть слишком медленно и не успеет сгореть до конца.

Как влияет на двигатель бензин с более низким октановым числом

Если по какой-то причине заправить автомобиль бензином, имеющим октановое число ниже, чем рекомендовано производителем двигателя (например, использовать Аи-92 вместо АИ-98), это не приведет ни к чему хорошему для двигателя.

При работе на низкоктановом бензине в цилиндрах возникает детонация, то есть самовоспламенение, раньше, чем искра свечи зажигания подожжет топливную смесь.

Через некоторое время эксплуатации машины возникнут посторонние звуки, идущие из мотора, снизится его мощность, увеличится расход бензина. Повысится температура двигателя, которая увеличит температуру в выхлопном катализаторе, что приведет к снижению его прочности.

В такой ситуации во время движения важно не допускать увеличения оборотов двигателя; на ближайшей заправке надо заправиться нужной маркой бензина.

Иногда низкооктановый бензин заливают в попытке съэкономить деньги, так как современные автомобили оснащены системами, позволяющими справится с таким топливом. Но, к сожалению, увеличенный расход топлива сводит на нет такой эксперимент. Экономии не получится, а нагрузка на двигатель увеличится.

Как влияет на двигатель бензин с более высоким октановым числом

Вопреки распространенному мнению, что бензин с более высоким октановым числом является более качественным и поэтому всегда лучше, это не так. Если залить в машину бензин с октановым числом выше рекомендуемого (например, залить АИ-98 вместо И-92), это также не несет ничего хорошего для двигателя.

Работа мотора на таком бензине также ведет к увеличению расхода топлива, снижению мощности, образованию нагара на свечах, поршнях и клапанах.

Использование высокооктанового бензина подразумевает большую степень его сжатия в цилиндрах для нормального процесса горения смеси. В двигателе, который не рассчитан на такое сжатие, происходит слишком медленное горение топлива. Бензин не будет успевать сгореть до конца.

Что далее приведет к перегреву выпускных клапанов. Если они прогорят, то потребуется капитальный ремонт двигателя, который займет много времени и денег.

Чтобы избежать негативных последствий езды на бензине с октановым числом, выше или ниже рекомендованного значения, лучше всего использовать бензин, подходящий именно для вашего двигателя.

Основной вывод о влиянии октанового числа бензина на расход топлива можно выразить так:

• если октановое число ниже требуемого, то расход топлива увеличится;
• если выше — то останется без изменений.

Способы повышения октанового числа

В настоящее время существует два способа увеличения октанового числа бензина

• изменение технологического процесса получения бензина во время перегонки нефти. Так, использование катализаторов на основе рения позволяет добиться увеличения количества разветвленных и циклических высокооктановых углеводородов.
• добавление металлоганических присадок (тетраэтилсвинца), присадок на основе спирта, эфира, ароматических углеводородов. Присадки позволяют повысить октановое число на 10-12 единиц и практически не влияют на экологию.

Значительным минусом бензина с присадками является его неустойчивость: присадки обладают высокой летучестью и быстро испаряются. При длительном хранении такой бензин теряет свои качества. Также высокая испаряемость некоторых добавок может привести к образованию воздушных пробок в топливной системе автомобиля. Самой безопасной присадкой является метилтретбутиловый эфир.

Добавление тетраэтилсвинца сейчас запрещено из-за его токсичности, хотя ранее он использовался в топливной промышленности.

Как повысить октановое число самостоятельно

В результате прямой перегонки нефти получается бензин с октановым числом, не превышающим 60 единиц. Для современных автомобильных двигателей такой бензин не подходит, поэтому в топливной промышленности применяют другие методы переработки нефти: риформинг, термический и каталитический крекинг, позволяющие достичь оптимального октанового числа бензина.

Сейчас бензин топливных марок АИ-76 и АИ-80 практически нигде не реализуется. Но если возникает ситуация, когда октановое число надо увеличить (например Аи-92 надо увеличить до АИ-98), сделать это можно самостоятельно, добавив к нему специальные добавки: присадки универсального типа и октан-корректоры. Присадки-антидетонаторы состоят из эфиров и спиртов и имеют октановое число 115-120 единиц.

Наиболее популярные добавки для увеличения октанового числа:

• Octane Plus Hi Gear – на 5-6 единиц;
• Octane Plus Liqui Moly – на 2–5 единиц;
• Astrohim Октан Плюс – на 3–5 единиц;
• Lavr Next Octane Plus – до 5-6 единиц;
• Тотек УМТ (российского производства).

При самостоятельном использовании добавок бензину следует помнить, что они влияют не только на устойчивость топливной смеси к детонации, но и на другие технические характеристики бензина и работу двигателя.

Как понизить октановое число

В противоположной ситуации, когда требуется снизить октановое число, есть способы, позволяющие это сделать.

• Самый легкий метод — естественное испарение летучих высооктановых добавок. Надо открыть емкость с топливом и подождать. Снижение октанового числа происходит с ориентировочной скоростью 0,5 единиц в день.
• Добавление керосина. Более быстрый, но сложный метод, так как трудно рассчитать нужную пропорцию керосина, чтобы октановое число не снизилось слишком сильно.

Современные методы переработки нефти позволяют получать высокооктановое топливо без добавления токсичных химических веществ, загрязняющих природу. Следует помнить, что высокооктановый бензин — это не всегда хорошо. Топливо не должно наносить вред двигателю автомобиля, поэтому лучше использовать бензин, рекомендованный производителем конкретной марки машины.

Какой бензин лучше — 92-й или 95-й?

Далеко не все автовладельцы знают что означают цифры, которыми маркируется бензин. Производители автомобилей указывают марку бензина, на котором должен работать двигатель машины. Однако среди водителей периодически возникают споры о том, какой бензин лучше и что будет, если заправиться не тем топливом, которое указано в инструкции. Чтобы ответить на эти вопросы, нужно знать что такое октановое число и как оно влияет на работу двигателя внутреннего сгорания.

Прочитав статью Вы узнаете:

• Что означают числа 92, 95 и 98?
• Чем больше октановое число — тем лучше бензин?
• Можно ли смешать 92-й и 95-й бензин? Какие будут последствия?
• Какой бензин лучше заливать?

В конце статьи Вы сможете посмотреть реальный тест ( видео ), в котором сравнивают два вида бензина.

Что означают числа 92, 95 и 98? Октановое число и детонация

Цифрами 80, 92, 95 или 98 обозначают октановое число бензина. Этот показатель характеризует детонационную устойчивость топлива, применяемого в ДВС. Используется он только для бензина. Авиационный керосин и дизтопливо оцениваются по другим критериям.

Сначала разберемся с термином «детонация». Смесь воздуха и топлива, которая подается в камеру сгорания, сначала сжимается, а затем воспламеняется с помощью искры. Бензин с низкой детонационной устойчивостью самопроизвольно воспламеняется при меньшей степени сжатия. В результате смесь взрывается в цилиндре раньше, чем поршень достигает верхней мертвой точки. В результате:

1. Возникает характерный стук.
2. Ускоряется износ деталей поршневой системы.
3. Падает мощность двигателя.
4. Растет расход топлива.

Поэтому была введена единая система маркировки горючего в соответствии с его детонационной устойчивостью. В качестве эталона используется смесь изооктана и н-гептана. Изооктан самопроизвольно не взрывается даже при степени сжатия выше, чем у стандартных бензиновых двигателей. Таким образом, условный бензин с октановым числом 100 — это чистый изооктан. За условный ноль принята 100% смесь гептана, которая воспламеняется даже при незначительном сжатии.

Соответственно, топливо А-92, А-95 или А-80 имеет такие же детонационные свойства, как и 92, 95 или 80-процентная смесь изооктана с н-гептаном.

Различают два метода исследования октанового числа топлива: моторный и исследовательский. Соответственно, отличается и маркировка:

• А — автомобильный бензин с октановым числом, определенным по моторному методу.
• АИ — бензин, октановое число которого определено по исследовательскому методу.

Исследования проводятся на испытательных стендах, имитирующих бензиновый ДВС. Разница состоит в условиях работы двигателя. Моторный метод имитирует езду по загородной трассе с большими оборотами и высокой нагрузкой. Исследовательский метод воспроизводит особенности городской езды на небольших оборотах с частыми остановками. Соответственно, моторный способ исследования показывает значительно меньшее число.

Таблица 1. Степень сжатия и октановое число бензина

Популярный в старых легковушках и мотоциклах бензин А-76 маркируется только по моторному методу. Октановое число современного бензина АИ-95 определяется исследовательским методом. Оно соответствует бензину А-85. То есть разница между ними составляет всего 9, а не 17 единиц.

Как повышают октановое число?

Прямая перегонка нефти позволяет получить бензин с октановым числом не выше 60. Этого недостаточно даже для устаревших двигателей. При этом мощные малогабаритные моторы, которыми оснащается автомобильная и авиационная техника, требуют высокой устойчивости к детонации. Решение было найдено в первой половине XX века. В низкооктановый бензин стали добавлять тетраэтилсвинец, который способен поднять октановое число до 100 единиц. Этилированное топливо использовалось в автомобилях и в авиации. Однако тетраэтилсвинец очень ядовит. Выхлопные газы, образующиеся при сгорании этилированного бензина, сильно загрязняют воздух и вредят здоровью людей. Поэтому были разработаны другие способы улучшения антидетонационных свойств — крекинг и риформинг. Они позволили получать из нефти горючее с октановым числом до 87. Далее детонационная устойчивость топлива увеличивается с помощью присадок, которые состоят из эфиров и спиртов.

Замена токсичного тетраэтилсвинца спиртом и эфиром позволила уменьшить вред от автомобильных выхлопов. Однако появились другие затруднения.

Современный бензин, который после перегонки уже имеет индекс АИ-92 (А-87), модифицируют соединениями спиртов и эфиров. Их максимальное октановое число достигает 120, тогда как у тетраэтилсвинца этот показатель равен 280. Поэтому в высокооктановом бензине содержится большой процент присадок, которые отличаются высокой испаряемостью. По этой причине современное топливо не предназначено для длительного хранения.

Чем больше октановое число — тем лучше бензин?

Как сказано выше, использование топлива с октановым числом ниже, чем предусмотрено производителем, вредит двигателю и увеличивает расход топлива. Исходя из противного, некоторые автовладельцы считают, что ее горючее с завышенным октановым числом приносит пользу мотору. Существует даже мнение, что двигатель нужно периодически «баловать» топливом, детонационная устойчивость которого выше требуемой. Однако в реальности все не так.

Высокое октановое число означает, что процесс горения происходит медленнее.

Если в двигатель низкой степенью сжатия, рассчитанный на 80-й бензин, поступает 95-й, воздушно-топливная смесь загорится, когда поршень уже пройдет верхнюю мертвую точку и продолжает гореть даже при выходе через выпускные клапаны. В результате падает КПД, растет расход топлива, на поршнях, клапанах и электродах свечей зажигания образуется нагар. Но проблема не ограничивается этим.

Бензин с завышенным октановым числом приводит к перегреву седел и тарелок выпускных клапанов. При длительном использовании такого горючего клапана прогорают и мотор требует сложного дорогостоящего ремонта. Поэтому использовать надо лишь то топливо, в расчете на которое спроектирован двигатель.

Производители некоторых современных моторов предусмотрели возможность работы на топливе с небольшим расхождением детонационной устойчивости — АИ-92 или АИ-95. Октановое число этих сортов отличается всего лишь на 3%.

Это достигается за счет использования электронной октан-коррекции. Работает она за счет изменения момента искрообразования. Если октановое число занижено, свечи поджигают воздушно-бензиновую смесь немного позже. Если завышено — немного раньше. Момент искрообразования устанавливается автоматически. За это отвечает электронный блок управления двигателем, на который поступают данные от датчика детонации.

Можно ли смешать 92-й и 95-й бензин? Какие последствия?

Современная технология перегонки нефти позволяет сразу получить 92-й бензин. 95-й отличается от него наличием легких эфирных присадок. Соответственно, бензин с большим октановым числом имеет меньшую удельную плотность. При смешении двух сортов образуется топливо с неким усредненным показателем детонационной устойчивости. Однако, если оставить машину на стоянке, бензин расслоится. Внизу бака, возле заборного патрубка бензонасоса, окажется тяжелый 92-й, а вверху — 95-й. В результате двигатель сначала выработает низкооктановое топливо, а затем высокооктановое. В ситуации с 92 и 95 это не принесет особого вреда мотору.

Хуже, когда автомобилисты таким способом пытаются «дотянуть» октановое число 80-го до 92. В этом случае, после разделения фракций, двигателю приходится работать на 80-м.

Учитывая небольшую разницу в стоимости топлива с разным октановым числом, попытки смешивать его экономически не оправданы.

Какой бензин лучше заливать — 92-й или 95-й?

Для любого автомобиля, независимо от мощности двигателя и года выпуска, самый лучший бензин тот, что соответствует степени сжатия в цилиндрах. Использование топлива с меньшим или большим октановым числом снижает мощность, повышает расход топлива и сокращает срок службы двигателя. Смешивать горючее с разной детонационной устойчивостью не имеет смысла — во время стоянки высокооктановое топливо поднимается вверх бака и не попадает в заборник топливного насоса.

Видео: какой бензин лучше — АИ-92 или АИ-95? Реальный тест

Что такое октановое число

Октановое число (ОЧ) — это мера детонационной стойкости горючего, которое используют для двигателей внутреннего сгорания с внешним типом смесеобразования. В большинстве случаев его применяют для маркировки бензина, и для автовладельцев оно выражено привычными числовыми значениями 80, 92, 95 и 98 на автозаправках. Все ОЧ соответствуют разным типам двигателя и от этого напрямую зависят эксплуатационные характеристики автомобилей.

Что означает октановое число

Октановый показатель говорит о химической стойкости топлива к возгоранию, т.е. существует прямая зависимость: чем выше ОЧ-показатель, тем более устойчиво топливо к самопроизвольному загоранию, тем большее сжатие оно способно выдерживать до детонации.
Сам термин не раскрывает, что такое октановое число, потому что в качестве эталонного топлива принята смесь изооктана (а не октана) и н-гептана. Эти 2 органических соединения были выбраны как эталонные благодаря их свойствам:

1. Изооктан не взорвется самопроизвольным образом даже при степени сжатия намного выше той, которая создается в бензиновых двигателях стандартного строения. Т.е изооктан без каких-либо примесей можно считать бензином с ОЧ 100.
2. Гептану для самопроизвольного взрыва достаточно даже малого сжатия.

Таким образом, ОЧ — это своеобразная шкала, показывающая процентное соотношение долей изооктана и н-гептана. Такое определение означает, что бензин, обозначаемый маркой А-95, будет характеризоваться детонационными свойствами, аналогичными 95% смеси изооктана и н-гептана.

Как определить октановое число бензина

В большинстве случаев степень ОЧ определяется 2 методами: исследовательским (ОЧИ) и моторным (ОЧМ). Оба способа относятся к лабораторным и должны соответствовать ГОСТам 511/82 (для ОЧМ) и 8226 (для ОЧИ). Измерение ОЧИ основано на работе двигателя в режиме более низкой (по сравнению с ОЧМ) нагрузки, поэтому его номинальное значение получается больше, чем ОЧМ. Условно можно считать, что ОЧИ — это топливная характеристика при эксплуатации автомобиля в условиях города, а ОЧМ — на шоссе.

В РФ приняты обозначения, соответствующие измерениям, проведенным исследовательским методом, а, например, в Америке берут среднее арифметическое от ОЧМ и ОЧИ. Таким образом, в разных странах маркировки могут различаться, и это нужно учитывать в путешествиях на личном транспорте, чтобы не повредить двигатель.

Степень ОЧ измеряют и самостоятельно, при помощи специальных приборов — октанометров, которые можно найти в свободной продаже. Однако важно понимать, что с их помощью нельзя узнать непосредственно ОЧ, речь идет об измерении импедансной электропроводности бензина (т.е. его диэлектрической проницаемости). Этот параметр имеет некоторую корреляцию с суммарным количеством высокооктановых ароматических углеводородов, т.к. они резко выделяются диэлектрической проницаемостью на фоне других углеводородов, которые содержатся в бензине.

Однако прямой функциональной зависимости здесь не существует. Получается, что измеряется одно, а за результат выдается совсем другое. Из-за этого возможны ошибки, когда, например, при измерении таким прибором ОЧ бензина высокого экологического класса, содержащего мало токсичных производных бензола, но достаточно много относительно безвредных высокооктановых алканов, аппарат покажет существенное занижение необходимого параметра.

Более надежны экспресс-анализаторы, работающие на основе интегрального химического состава. Но они должны быть настроены под технологические процессы производства бензина, т.к. эти параметры оказывают существенное влияние на конечный результат. Без учета этих деталей возможны ошибки. К тому же, такие приборы стоят дорого и доступны не каждому.

Степень сжатия и ОЧ

Соответствие степени сжатия ОЧ регламентируется различными ГОСТами. Соответствующие значения можно посмотреть в таблице.

Влияние бензина с октановым числом выше или ниже рекомендуемого производителем на двигатель

Если автомобиль, двигатель которого рассчитан на 95 или 98 бензин, заправить топливом с низким ОЧ, вскоре можно будет заметить нехарактерные для него шумы. Понизится производительность мотора, вырастет потребление топливной смеси, а в выхлопной катализатор начнет поступать тепло, которое снизит его прочность. Если такая ситуация произошла, следует не торопясь, следя за числом оборотов, доехать до ближайшей АЗС и залить необходимую марку бензина.

О вреде марок с низким ОЧ знают многие автовладельцы и стараются избегать их. Однако существует и другая опасность, которая заключается в заблуждении, что высокооктановое топливо всегда лучше, что это просто более качественный бензин. Однако это не так.

Завышенное по сравнению с рекомендованным ОЧ станет причиной перегревания седел и тарелки выпускного клапана. Клапаны быстро прогорят и потребуется длительный ремонт двигателя по высокой цене. Аналогично предыдущей ситуации возрастет расход топлива, КПД начнет снижаться, на поршнях, клапанах и электродах свечей зажигания появится нагар.

Во избежание всех этих проблем в топливный бак можно заливать только бензин, рекомендованный производителем.

Сгорание бензина с разной величиной октанового числа

Скорость сгорания бензина напрямую связана с величиной ОЧ. Высокооктановое топливо характеризуется плавным и длительным временем сгорания. Двигатель при этом работает более плавно и равномерно по сравнению с рассчитанными на низкооктановое топливо моторами. И наоборот, чем ниже октановый показатель, тем меньший период нужен для воспламенения бензовоздушной смеси. Это влияет на расход топлива, т.к. быстрое сгорание означает и более быстрое поступление бензина в камеру сгорания.

Однако нужно учитывать, что простым увеличением ОЧ нельзя добиться экономии, т.к. еще нужно учитывать конструктивные особенности двигателей.

В чем заключается пагубность детонации для двигателя

Детонационная стойкость представляет собой способность топлива воспламеняться, а затем сгорать в цилиндрах автомобильного двигателя, минуя нежелательные взрывные процессы. Хотя детонационное сгорание бензовоздушных смесей не разрушит полностью двигатель, подобно тротиловой шашке, все же следует учитывать, что при детонации фронт пламени может распространяться со скоростью примерно 2000 м/с (вместо необходимых 20-40 м/с), что можно сравнить с действием классической взрывчатки.

Все это приводит к звенящим постукиваниям, последствия которых могут оказаться разрушительными для двигателя: масляная пленка на стенках гильзы сдирается гиперзвуковыми ударными волнами, увеличивая износ поршневых колец и цилиндров. Дымность выхлопа возрастает, мотор начинает перегреваться, его мощность снижается, разрушаются камера сгорания и поверхность поршня. Как следствие, все эти факторы снижают нормальный срок эксплуатации двигателя.

Повышение и понижение октанового числа бензина

Бензин, который получают из нефти методом простой перегонки, называют прямогонным. Этот сорт характеризуется низким ОЧ в пределах от 41 до 56. Для современных двигателей такое топливо не подходит, поэтому в промышленных условиях используют методики риформинга, а также каталитического и термического крекинга для повышения ОЧ до принятых стандартов.

Но иногда возникают бытовые ситуации, когда необходимо повысить или понизить степень октанового числа. Например, современные АЗС уже почти не реализуют топливные марки 76/80, но техника, рассчитанная на низкооктановый бензин, все еще есть, поэтому существует и потребность в таком топливе.

Может возникнуть и обратная ситуация, когда двигатель рассчитан на высокооктановый бензин 95/98, а на заправке есть только 92 марка бензина. На помощь приходит современная химия, которая позволит сберечь двигатель, самостоятельно повысив ОЧ с помощью специальных веществ — присадок универсального типа и отан-корректоров.

Самые распространенные присадки

Для превращения бензина в низкооктановый чаще всего используют добавление керосина. Недостаток метода заключается в сложности подбора нужных пропорций. Несмотря на несовершенство бытовых измерительных приборов, для увеличения точности рекомендуется определять ОЧ получаемой смеси с помощью октанометров.

Для повышения ОЧ современного бензина используют специальные присадки, которые также называют антидетонаторами, состоящие из спиртов и эфиров, максимальное ОЧ которых может достигать 120. Примерами наиболее распространенных присадок являются:

1. Октан Плюс от американского производителя Hi Gear — способен увеличить ОЧ на 5-6 единиц, способствует снижению расхода топлива и износа клапанов и поршневых колец.
2. Octane Plus от популярного немецкого производителя Liqui Moly — повышает ОЧ от 2 до 5,5 единиц. Важным фактором является марка используемого бензина: для одинакового объема топлива ОЧ марки 92 повысится больше, чем ОЧ 95 бензина.
3. Тотек УМТ российского производства кроме повышения ОЧ способствует увеличению КПД двигателя, снижению расхода топлива, удалению влаги в топливной системе, а также защищает рабочую поверхность клапанов и форсунок от нагара и т.п.

Кроме этих присадок автовладельцам предлагается большое количество и других средств с различными характеристиками, но следует учитывать, что все присадки характеризуются высокой испаряемостью, поэтому современное топливо с их высоким содержанием не подходит для длительного хранения.

Октановое число бензина: что это такое

Октановое число бензина — важный показатель. От него зависят эксплуатационные свойства топлива, динамические и другие характеристики автомобиля. Под данным понятием подразумевается мера стойкости к детонации (возгоранию) этого типа топлива. Существуют определенные стандарты для различных видов бензина. Различные типы двигателей рассчитаны на использование бензина с определенным октановым числом.

Что такое октановое число?

Октановое число подразумевает стойкость к воспламенению под воздействием сжатия. Данный показатель численно равен количеству изооктана в смеси с другим важным компонентом — н-гептаном. Существуют различные типы октанового числа. Определяются они разными способами:

• исследовательское октановое число;
• моторное октановое число.

Соответственно обозначаются данные показатели как ОЧИ и ОЧМ. Разница между ними представлена как чувствительность топлива. Если необходимо определить показатель в реальных условиях эксплуатации двигателя — используется показатель «фактическое октановое число». Оно определяется на специальном стенде, прямо в работающем двигателе.

При этом сгорание н-гептана в случае невысоких показателей сжатия сопровождается стуками в двигателе. Величина его октанового числа принята на уровне 0. Для топлива с величиной октанового числа более 100 существует специализированная шкала. В него в зависимости от двигателя и условий эксплуатации добавляется специальный компонент — изооктан. Также может добавляться антидетонатор.

Использование бензина с неподходящим по параметрам двигателю октановым числом приводит к возникновению металлического звона. Появляется он из-за волн давления, создаваемых при чрезмерно быстром сгорании топлива, отражении от стенок поршня/цилиндров.

Повышение октанового числа бензина

Повышение октанового числа бензина возможно разными способами:

• путем сложного технологического процесса;
• добавлением специального антидетонатора.

Наиболее часто используется именно второй способ. Самыми распространенными антидетонаторами являются:

• различные добавки на основе спирта;
• тетраэтилсвинец.

Добавки на основе спирта

Одним из часто ранее применяемых методов является добавление спирта. Причем это мог быть как этиловый, так и метиловый. Например, если к бензину с октановым числом 92 добавить 1/10 часть этилового спирта, то его показатель стойкости к детонации увеличится до 95. Сопутствующим эффектом будет существенное снижение токсичности выхлопа.

К тому же спирт очень гигроскопичен. Необходимо применять специальные методы хранения подобного топлива, осуществлять контроль за количеством воды в смеси. Попадание её в двигатель может стать причиной серьезных поломок, необходимости дорогостоящего ремонта.

Тетраэтилсвинец

Данное вещество имеет химическую формулу Pb(C2H5)4. По своим характеристикам он является одним из самых эффективных антидетонаторов. Температура его закипания составляет целых 2000С, имеет высокий показатель вязкости. Начал использоваться в рассматриваемом качестве ещё в 1921 году. Сегодня является наиболее часто используемым. Данное вещество позволяет повысить показатель октанового числа на целых 17 пунктов.

При этом в чистом виде вещество не используется. Так как при сгорании его возникает оксид свинца. В процессе эксплуатации двигателя он оседает почти на всех его внутренних элементах. Как следствие — возникновение нагара на клапанах, поршнях мотора и остальных.

Потому вместе с тетраэтилсвинцом обязательно добавляются специальные вещества, выводящие продукты оксида свинца. Таковыми компонентами являются:

• бромистый этил;
• дибромпропан;
• диромэтан.

Как понизить октановое число бензина

С недавнего времени с заправок исчез бензин с октановым числом 76 и 80. Но при этом большое количество техники, которая ещё на данный момент эксплуатируется, требует для своей нормальной работы именно такое топливо. Особенно часто возникают такие сложности с мотоблоками, выпущенными около 10 лет назад или же более. Приобретать новый — достаточно дорогостоящее мероприятие. Именно поэтому вопрос по поводу снижения октанового числа бензина очень актуален.

При заливке 92-го бензина вместо 80 или даже 76 двигатель обычно работает неровно, либо заводится и сразу глохнет. Потому прежде, чем использовать 92-ой, следует понизить его октановое число до приемлемого в конкретном случае. Существует несколько «народных» способов осуществить данную процедуру в домашних условиях:

• оставить канистру с бензином на открытом воздухе с незакрученной пробкой — каждый день величина октанового числа снижается на 0.5;
• использовать как добавку керосин — данный метод ранее использовался на старых автомобилях (достаточно сложно будет выбрать подходящие пропорции).

При этом прежде, чем использовать такой метод, необходимо будет обязательно измерить величину октанового числа.

Измерение октанового числа бензина

Процесс измерения октанового числа достаточно прост. В свободной продаже не составит найти октанометр — специальный прибор, определяющий величину октанового числа топлива. Важно лишь помнить, что данное устройство работает по принципу измерения диэлетрической проницаемости бензина. Так как имеется пропорциональная зависимость данного показателя от октанового числа. Необходимо будет составить специальную калибровочную зависимость — для определения точной величины.

Построение такой зависимости осуществляется с использованием н-гептана, а также топлива, величина октанового числа которого уже известна. Применяются моторные установки типа УИТ-65 и УИТ-85. Сам принцип измерения основывается на сравнении октановых (цетановых) чисел контрольного образца с образцами других бензинов. Аналогичным образом возможно определить также октановое число дизельного топлива.

Сегодня данный метод стало возможно использовать именно по причине того, что производится бензин путем использования не технологии прямой перегонки, а кампаудирования (смешивания). Хорошо иллюстрирует данный процесс обозначенный ниже рисунок.

Данный способ определения величины октанового числа бензина имеет определенные недостатки, о которых необходимо будет помнить. К таковым сегодня относятся следующие:

• невозможность осуществить анализ бензина неидентифицированного — так как сам процесс анализа производится методом сравнения;
• сложно определить различные внешние факторы на сам процесс измерения.

Сравнение всегда осуществляется на основании данных, которые уже заложены в специальном приборе. Путем использования сложного алгоритма делается вывод о соответствии измеряемого октанового числа с уже присутствующим в памяти прибора. Также невозможно было создать единую модель для бензинов, изготовленных различными способами (крекинг/риформинг/иные), а также разных видов. Для бензинов с разными октановыми числами необходимо изготавливать новые модели приборов.

Имеются следующие ограничения на использование модели рассматриваемого типа:

• осуществляется предварительная калибровка в соответствии с эталонными устройствами;
• температура должна соответствовать определенному диапазону, указанному в спецификации прибора.

Прибор для измерения октанового числа бензина и его приблизительная стоимость

Принцип работы у всех без исключения приборов, измеряющих величину октанового числа, является идентичным. На рынке присутствуют устройства как отечественного, так и зарубежного производства. Наиболее популярным и известным прибором данного типа, изготовленным в РФ, является ОКТИС. Стоимость его составляет порядка 3.5 тыс. рублей.

Часто применяется в картинге и других видах спорта. Принцип его действия достаточно прост. Производится два измерения — эталонного топлива и другого, чье октановое число необходимо измерить. Далее полученные данные попросту сравниваются.

При этом топлива разных производителей во всех без исключения случаях имеют отличия друг от друга. Соответственно, калибровочная зависимость диэлектрическая проницаемость — октановое число существенно различается. Потому требуется в каждом случае строить индивидуальные калибровки. В качестве стандарта обязательно применяется топливо конкретного производителя. Октановое число обязательно должно быть предварительно измерено на специальной установке.

Такими установками на территории РФ являются:

• УИТ-65;
• УИТ-85.

Одним из самых эффективных приборов для измерения октанового числа является ОКТАН-ИМ. Стоимость его составляет 40.8 тыс. рублей на 2016 год. Данный прибор обладает встроенной памятью и может вмещать в себя порядка 10 различных калибровок. Точность показаний устройства максимально высока. Наиболее сложным по устройству и эффективности является ОКТАНОМЕТР ПЭ-7300 М.

Стоимость его составляет порядка 50 тыс. рублей. Главным его отличием от более дешевых аналогов является наличие специализированного программного обеспечения. Возможно подключение к персональному компьютеру. При осуществлении расчетов можно учесть показатель температурного режима.

Существует определенная зависимость диэлектрической проницаемости от температуры. Для примера ниже представлена таблица такой зависимости для бензина АИ-98:

Зарубежным дорогостоящим аналогом представленного выше оборудования для измерения октанового числа является SHATOX SX-100M. Стоимость его напрямую от производителя составляет порядка 1800 долларов. Главным и наиболее существенным отличием его от представленных выше устройств является наличие встроенного датчика измерения температуры. В свою очередь ПЭ-7300 определяет данный показатель лишь программно.

Степень сжатия и октановое число бензина: таблица

Сегодня для каждого типа бензина с определенным октановым числом устанавливается фиксированная степень сжатия. Данные показатели являются стандартными. Определены они в каждом случае специально разработанным ГОСТ. Все данные представлены в таблице ниже:

Присадка для повышения октанового числа бензина

В отличие от понижения октанового числа повышение данного показателя обычно какие-либо затруднения не вызывает. Существует множество специальных присадок, позволяющих манипулировать данным показателем. Величина такого повышения, а также иные параметры зависят именно от конкретного типа продукта.

Наиболее популярные сегодня присадки:

• «Октан Плюс» Octane Plus — повышение на 2-2.5 единиц;
• Lavr Next Octane Plus — повышение до 6 единиц;
• Astrohim Октан Плюс — повышение на 3-5 единиц.

Заключение

Величина октанового числа — важный показатель топлива.

Вплоть до его поломки и необходимости проведения капитального ремонта, замены клапанов, поршней. Существует несколько различных способов измерения октанового числа бензина. Для этих целей применяются специальные приборы.

Октановое число: что это такое и его как определить

Октановое число – это одна из основных характеристик топлива, помогающая определить склонность топлива к воспламенению. Вместе с химической стабильностью, фракционным составом и содержанием примесей данный показатель сигнализирует о качестве горючего вещества.

1. Что такое октановое число
2. От чего зависит октановое число
3. Как измерить октановое число
4. Детонационная стойкость
5. Октановое число для нефтепродуктов и газопродуктов
6. Повышение и понижение октанового числа
7. Как повысить октановое число
8. Как понизить октановое число

Что такое октановое число

Октановое число – это показатель, который обозначает степень стойкости топлива к возгоранию под напором сжатия. От присвоенного топливу ОЧ зависят его качество и стоимость. Данный показатель встречался всем водителям, хоть раз заправлявшим машину на автозаправке. Современная классификация бензинов основывается на присваиваемом им октановом числе:

92, 95, 98 и т.д. – это процентное соотношение содержания изооктана по отношению к к гептану. К примеру, в топливе Нормаль на изооктан приходится 80% от общего состава. А в топливе ЭКТО – все 100%. Чем выше содержание изомеров октана, тем выше устойчивость топлива к воспламенению.

У каждого ОЧ есть своя мера сжатия (соотношение объема цилиндра к объему камеры сгорания). Степень сжатия и октановое число – взаимосвязанные показатели. Чем выше ОЧ, тем выше степень сжатия. Ее повышение улучшает две характеристики топлива: уровень мощности и расходование топлива.

От чего зависит октановое число

Топливо – это многокомпонентный состав, получаемый путем фракцирования сырой нефти. В необработанном виде бензин отличается низкой детонацией (максимальное значение – 60 единиц). Низкое детонационное число приводит понижает и качество топлива. Низкооктановый бензин приводит к обильному черному выхлопу из трубы и резким звукам, доносящимся из двигателя.

Это значит, что бензин в цилиндрах детонирует (или сгорает) со скоростью от 2 000 м/с, вместо положенных 15–60 м/с. Детонационная волна неоднократно отражается от стенок цилиндра, что приводит к понижению мощности двигателя и его ускоренному износу. Чтобы, предотвратить этот процесс используют антидетонаторы: тетраэтилсвинец или спиртовые составы.

А также на октановом числе топлива сказываются углеводороды с циклическим и разветвленным строением. Чем больше углеводородов, тем выше качество бензина. Для увеличения этого показателя прибегают к специальным операциям: риформингу и крекингу.

Как измерить октановое число

Расчет показателя проводится в лабораторных условиях на основании двух критериев:

• исследовательского ОП (аналогичен работе двигателя в городе);
• моторного ОП (аналогичен работе двигателя загородом).

Значения этих показателей не совпадают, поскольку получаются на основании разных систем измерений. У основных марок бензина Аи-92, Аи-95 и Аи-98 значения, получаемые исследовательским методом всегда меньше значений, получаемых моторным. Разница между этими двумя методами имеет свое название – чувствительность топлива.

При проведении исследований применяют одноцилиндровые моторы, работающие с разной мощностью. Смысл проведения экспериментов состоит в сравнении образцов со смесью-эталоном. «Выигрывает» тот образец, чьи показатели наиболее приближены к нормативам. Для самостоятельного изменения октанового числа берутся экспресс-тесты, автоматически сравнивающие полученные данные с эталонной базой.

Наиболее близким к реальности считаются две меры:

• фактическое ОЧ;
• дорожное ОЧ.

Дорожный показатель высчитывается у движущегося автомобиля. Для расчета фактического используется агрегат, который устанавливается в процессе стендовых испытаний.

В процессе измерения ОЧ всегда присутствуют погрешности. В лабораторных условиях исследователи ориентируются на эталонный образец. В разных центрах эталоны разные, что сказывается на конечном результате. В качестве установок для измерения октанового числа используются отечественные и зарубежные приборы:

• Октан-ИМ;
• Октанометр ПЭ-7300М;
• Shatox SX-100M и другие.

Детонационная стойкость

Детонационная стойкость – это способность топлива противостоять возгоранию при максимальном сжатии в камере сгорания цилиндра. У бензинового и дизельного горючего устойчивость к детонации определяется разными параметрами:

• Бензин – качество состава основывается на прямой пропорциональности: чем выше ОП, тем лучше топливо. Низкооктановое горючее перегревает двигатель и постепенно разрушает его.
• Дизель – качество состава основывается на обратной пропорциональности: чем ниже ОП, тем хуже топливо. Быстрое воспламенение позволяет горячей смеси гореть более плавно, приводя к стабильной работе двигателя.

Если с вопросом о том, что такое октановое число бензина, все понятно, то характеристики дизеля остаются загадочными. Чтобы лучше понять работу этого горючего вещества, необходимо ввести новый термин.

При работе с дизелем применяется понятие «цетановое число». Данный показатель выделяет склонность топлива к воспламенению, основанную на продолжительности задержки горения рабочей смеси. С повышением цетанового показателя уменьшается задержка, что приводит к плавному и спокойному горению дизеля.

Под нормальным ОЧ понимается горение, при котором от свечи фронт пламени в цилиндре распространяется в разные стороны на скорости от 20 до 50 м/с. Характер горения топлива зависит от двух факторов:

• химическая формула бензина – пропорции углеводородных групп;
• фракционный состав – степень испаряемости.

На устойчивость топлива к воспламенению влияют два вещества:

• n-гептан – неустойчив к возгоранию;
• изооктан – устойчив к возгоранию.

Пропорции этих соединений в топливе определяют его качество и способность противостоять повышенному давлению. В хорошем бензине содержится много изооктана, в то время как присутствие n-гептан минимально.

Октановое число для нефтепродуктов и газопродуктов

Таблица 1. ОЧ для бензина

Повышение и понижение октанового числа

Представление о том, что высокое октановое число всегда лучше низкого неверно. Каждый вид топлива предусматривает свой оптимальный уровень октана. Для изменения ОЧ производители используют два метода: пересмотр технологии изготовки топлива и добавление новых компонентов.

Как повысить октановое число

Увеличение детонационной устойчивости происходит следующим образом:

• Меняется технологический процесс: в состав добавляют катализаторы на основе рения. Этот этап увеличивает количество разветвленных элементов, увеличивая ОЧ.
• Меняется состав: к изначальной форме топлива добавляют детонаторы, среди которых:
  • Метилтретбутиловый эфир: низкотоксичный компонент. Если долить в горючее МТБЭ в объеме 10-15%, октановое число возрастет на 6-12 пунктов. Главный минус вещества – испарение из бензина в жарких условиях.
  • Спиртовые компоненты (метиловый и этиловый спирт): если в бензин АИ-92 добавить 10% этиловый спирт, ОЧ возрастает до 95 единиц, а выхлопные газы станут менее токсичны. Из минусов спирта – скачки давления насыщенных паров, образующие паровые пробки;
  • Тетраэтилсвинец: вещество повышает ОЧ бензина на 17 пунктов. Не применяется в чистом виде, поскольку образует высокотоксичный оксид свинца. Чтобы снизить нагрузку на мотор в ТЭС добавляют дибромпропанол, бормистый этил или диромеэтан.

Скорректировать показатели топлива можно и в домашних условиях. Перед тем как повысить октановое число бензина, вам понадобятся специальные средства, которые продаются в специализированных магазинах.

Таблица 2. Средства для повышения ОЧ

При изменении изначальной формулы бензина следует учитывать, что используемое вещество меняет не только степень сопротивляемости воспламенению. Изменяются и другие характеристики топлива, влияющие на работу двигателя внутреннего сгорания.

Как понизить октановое число

Производство низкооктанового топлива сегодня мало распространено. Однако техника, потребляющая такие составы, осталась. Для понижения ОЧ прибегают к следующим методам:

• Подливают керосин: при добавлении вещества необходимо сохранить правильные пропорции, иначе топливо можно испортить.
• Снижают естественными способами: снижение происходит за счет присадок* с испаряющимися веществами. Если открыть емкость с горючим, ОЧ будет снижаться со скоростью 0,5 единиц в сутки.

Присадки – это препараты, добавляемые в состав топлива для улучшения его характеристик. Формула присадки решает три задачи: повышает износостойкость, улучшает горение и увеличивает период службы горючего. В составе таких препаратов присутствует металлоорганика, которая понижает ОЧ.

Как подобрать оптимальное топливо для своего авто

Автомобилисту не приходится самостоятельно выбирать бензин для своей машины. Компании, выпускающие автомобили, указывают в рекомендациях к каждой модели топливо с точным ОЧ. Такой ход совершается, чтобы пользователи не задавались вопросом: октановое число бензина: что это такое и как его подобрать.

ОЧ определяют на основании технических показателей еще на стадии производства транспорта. Все, что нужно от владельца машины – следовать указаниям. Если же водитель подбирает топливо, которое не подходит его автомобилю, он может столкнуться с двумя проблемами:

• ОЧ ниже рекомендованного: увеличивается расход бензина, снижается мощность двигателя, сбоят системы зажигания и охлаждения.
• ОЧ выше рекомендованного: бензин сгорает не полностью, что также приводит к износу двигателя, увеличиваются расходы на топливо.

Знания о том, как вычисляется октановый показатель и от каких переменных зависит, не нужны водителю на дороге. Однако базовые представления об ОЧ важны, поскольку доступно объясняют автомобилисту, что экспериментировать с бензином не стоит. Для каждого двигателя предусмотрена своя формула топлива, которая удлиняет машине жизнь и улучшает качество езды.

Марки и маркировка бензина

Бензин – сложно вспомнить что-то более привычное для автомобилиста. Ежедневно автомобили сжигают сотни тысяч литров этого топлива, однако мало кто из автовладельцев всерьез задумывался над тем, как его производят, об особенностях состава топлива и других аспектах.

Немного терминологии

Как сообщают справочники, бензином именуется смесь лёгких углеводородов разных типов:

1. Ароматические;
2. Олефиновые;
3. Парафиновые и прочие.

Эти углеводороды обладают горючими свойствами. Температура кипения смеси варьируется от 33 до 250 °С, что зависит от применяемых присадок.

Из чего делают бензин

Схема производства бензина

Горючее выпускается на мощностях нефтеперерабатывающих заводов. Сам производственный процесс очень сложен и делится на несколько циклов.

Сначала сырая нефть поступает на предприятие по трубопроводам, закачивается в огромные резервуары, после чего отстаивается. Далее начинается промывка нефти – в нее добавляется вода, а потом пропускается электрический ток. В итоге соли оседают на дно и стенки резервуаров.

Во время последующей атмосферно-вакуумной перегонки происходит подогрев нефти и ее деление на несколько типов. Осуществляются 2 этапа обработки:

1. Вакуумная;
2. Термическая.

По завершении процесса первичной переработки начинается каталитический риформинг, во время которого происходит очередное очищение бензина и извлечение фракций 92-го, 95-го и 98-го бензина.

Фото: aif.ru

Это процесс, который еще называют вторичной переработкой, включает 2 основных этапа:

1. Крекинг – очистка нефти от примесей серы;
2. Риформинг – наделение субстанции октановым числом.

Видео: Как делают бензин из нефти. Просто о сложном

По окончании данных этапов проходит контроль качества горючего, который занимает несколько часов.

Примечательно, что отечественные заводы (в большинстве) из 1 тонны нефти получают 240 литров бензина. Остальное приходится на газ, дизтопливо, мазут и авиационное горючее.

Что такое октановое число

Эта фраза известна очень многим, однако далеко не все знают, что именно означает данный термин и почему он так важен.

Октановое число – это способность топлива (в том числе и бензина) противостоять самопроизвольному возгоранию под давлением. Иначе говоря – его детонационная стойкость.

В процессе работы двигателя поршень сжимает топливно-воздушную смесь (такт сжатия). В этот момент, когда готовая смесь находится под давлением, может произойти ее самопроизвольное воспламенение еще до того, как свеча зажигания дала искру. В народе это явления называется одним словом – «детонация». Характерным признаком детонации являются шумы в двигателе – металлический звон.

Следовательно, чем выше октановое число, тем выше способность горючего сопротивляться детонации.

Маркировка бензина

На АЗС можно встретить самые разные наименования, не исключая и наиболее привычные для большинства автомобилистов. Обычно бензин маркируется литерами «А» и «АИ». Их расшифровка:

1. «А» – это обозначение свидетельствует, что бензин автомобильный;
2. «АИ» – буква «И» означает метод, которым было определено октановое число.

Существует 2 способа определения октанового числа – исследовательский (АИ) и моторный (АМ).

Исследовательский метод – он определяется путем тестирования топлива на одноцилиндровой силовой установке, при условии переменной степени сжатия, частоте вращения коленвала в 600 об/мин, угле опережения зажигания в 13° и температуре воздуха (всасываемого) в 52 °С. Эти условия аналогичны небольшим и средним нагрузкам.

Моторный метод – его определение осуществляется на аналогичной установке, однако прочие условия другие. Температура воздуха (всасываемого) составляет 149 °С, частота вращения коленвала равна 900 об/мин, а угол опережения зажигания переменный. Такой режим аналогичен высоким нагрузкам – езда в гору, работа мотора под нагрузкой и т. д.

Следовательно, число АМ всегда ниже, нежели АИ, а разница в показаниях свидетельствует о чувствительности горючего к работе силового агрегата в разных режимах. Примечательно, что в некоторых государствах на Западе октановое число определяется как среднее между значениями «АМ» и «АИ». В РФ же обозначается только более высокое значение «АИ», что и можно увидеть на всех АЗС.

Марки бензина

Чаще всего на отечественных заправочных станциях встречаются следующие обозначения:

• Бензин АИ-98. Отличается высоким октановым числом. В отличие от АИ-95, который производится в соответствии с ГОСТом, 98-й выпускается согласно ТУ 38.401-58-122-95, а также ТУ 38.401-58-127-95. В производстве этой марки бензина запрещено применение алкилсвинцовых антидетонаторов. Выпуск данного высокооктанового бензина осуществляется с использованием ряда компонентов – толуола, изопентана, изооктана и алкилбензина.
• Экстра АИ-95 – бензин повышенного качества, что достигается путем применения присадок антидетонационного типа. Производится из дистиллятного сырья, бензина каталитического крекинга, с добавлением изопарафиновых элементов (ароматических) и газового бензина. В составе нет свинца, что обеспечивает высокое качество бензина.
• АИ-95 – основное отличие от Экстра АИ-95 в концентрации свинца, которая выше на 30%;
• АИ-93 – делится на 2 категории: этилированный и неэтилированный. Этилированное топливо выпускается на основе бензина каталитического риформинга (мягкий режим) с добавлением в его состав толуола и алкилбензина, а также бутан-бутиленовой фракции. Неэтилированный выпускается из того же бензина каталитического риформинга (жесткий режим), с добавлением бутан-бутиленовой фракции, алкилбензина и изопентана;
• АИ-92 – наиболее распространенный на рынке бензин среднего качества, с содержанием присадок антидетонационного типа. Максимальная плотность – 0,77г/смА-923. Может быть как этилированным, так и неэтилированным;
• АИ-91 – отличается содержанием присадок антидетонационного типа. Это неэтилированный бензин с ненормированной плотностью и определенным процентом свинца в составе;
• А-80 – состав этого бензина аналогичен таковому у АИ-92. Максимальная плотность – 0,755г/смА-803;
• А-76 – обычно применяется в сельском хозяйстве. Выпускается этилированный и неэтилированный А-76 с ненормируемой плотностью. В его составе содержатся присадки разных типов (антиокислительные и антидетонационные), прямогонный бензин, а также итоговые продукты коксования, пиролиза и крекинга (термического и каталитического).

Видео: Аи-92 или Аи-95? Разгон до 100км и расход топлива на Mazda Demio (Ford Festiva Mini Wagon)

Какой бензин заливать?

Многие ищут ответ на этот вопрос, чтобы ненароком не навредить двигателю. В данном случае все просто – требования к топливу указаны в инструкции по эксплуатации конкретного автомобиля, а также продублированы на обратной стороне лючка бензобака. Если производитель в качестве рекомендуемого топлива указал АИ-95, то заливать нужно именно его, а заправляться 92-м можно только на свой страх и риск. Однако стоит помнить, что в мануале и на этикетке может быть указано как октановое число, так и марка топлива.

Также в мануале могут быть записаны разные типы бензина. Например:

1. АИ-92 – допустимый;
2. АИ-95 – рекомендуемый;
3. АИ-98 – для улучшения характеристик.

Как видно, заливать в бак необходимо только рекомендуемое производителем авто топливо. Впрочем, использование бензина с более высоким октановым числом никакого вреда двигателю не нанесет. Ведь чем выше октановое число, тем медленнее скорость горения и больше КПД топлива, что благотворно сказывается на отдаче двигателя, экономичности и других моментах. Как правило, прибавка в мощности и экономичности достигает 7%. Кроме того, современные машины комплектуются ЭБУ, которые учитывают качество горючего и его октановое число, корректируя настройки.

Это значит, что в бак современного автомобиля с атмосферным мотором необходимо заливать АИ-95 на качественной АЗС. В крайнем случае, допускается АИ-92. Также можно ориентироваться на степень сжатия – если она ниже 10 ед., можно заливать АИ-92. Если выше – только 95-й.

Что касается турбированных двигателей, то для них рекомендуемое топливо – АИ-98 или Экстра АИ-95, но не АИ-92.

Можно ли смешивать бензин?

Этим вопросом задаются многие. В целом от смешивания горючего с разным октановым числом ничего катастрофического не произойдет, но только если смешивать рекомендуемый бензин с более высоким (по октановом числу). К примеру, рекомендуемый для машины 92-й смешать с 95-м. Однако понижать не нужно. Также стоит помнить, что плотность у бензина с разным октановым числом различается, так что его смешивания может вообще не произойти – горючее с более высоким октановым числом просто окажется вверху бака, а с низким внизу.

В целом, чтобы сохранить двигатель, рекомендуется не экономить, заправляться только на сертифицированных станциях крупных сетей (не франшиза) и лить в бак бензин с октановым числом, рекомендованным изготовителем (но не ниже).