Was bedeutet die Oktanzahl?
Ich würde gerne wissen, welche Einheit die Oktanzahl hat, bzw wie sich das Messen lässt.
Ich fliege heute mit einem Flugzeug das AvGas 100 Low Lead tankt. 100 ist die Oktanzahl.
Ist das irgendeine Einheit wie Promille oder Gramm pro Liter oder so?
Viele Dank 😊
4 Antworten
Keineswegs.
Der Kohlenwasserstoff Oktan mit acht Kohlenstofatomen dient als Vergleichsbasis zur Angabe der Kratstoff-Klopffestigkeit. Ein Kraftstoff mit der Oktanzahl-Angabe 100 hat die gleiche Klopffestigkeit wie ein Kraftstoff der zu 100% aus dem Kohlenwasserstoff Iso-Oktan C8H18 (ROZ = 100) besteht
Otanzahlen unter 100 werden als Verhältnis wiedergegeben: so entspricht die Klopffestikeit von Autosuper 95 einem Gemisch aus 95% Oktan und 5% n-Heptan.
Die Klopffestikeit von Avgas 100LL entspricht vereinfacht ausgedrückt der Klopffestigkeit eines Kraftstoffs der zu Hundert Prozent aus Oktan besteht. Vereinfacht deswegen, weil die Oktanzahl auf verschiedene Arten gemessen wird.
Oktanzahlen höher als 100 können mit Iso-Oktan und n-Heptan nicht dargestellt oder gemessen werden und müssen daher rechnerisch exrapoliert werden.
https://de.wikipedia.org/wiki/Oktanzahl
https://de.wikipedia.org/wiki/AvGas
Auch ohne in die Tiefe zu gehen kann man einige grundsätzliche Dinge festhalten:
- Höhere Oktanzahlen an sich rufen keinerlei Leistungssteigerung hervor
- Sie bewirken nur, dass das Luft-Kraftstoffgemisch einer höheren Verdichtung ausgesetzt werden kann bevor eine klopfende Verbrennung einsetzt
- höher-oktaniger Kraftstoff ermöglicht, den Motor auf eine höhere Grundverdichtung/höheren Turbolader-Ladedruck hin aus zu legen..
- Hierdurch ist eine höhere Leistung und geringerer Verbrauch erzielbar
Zur Orientierung: im 2. Weltkrieg verwendeten die US-Amerikaner in ihren P-51 "Mustang" Jagdflugzeugen Kraftstoff mit bis zu 130/150 Oktan. Sie waren dadurch in der Lage, den Ladedruck der mechanisch angetriebenen Höhenlader hoch zu schrauben ohne dass eine klopfende Verbrennung den Motor zerstört hätte.
Der Rolls-Royce Merlin Motor der P-51 mit nur 27 Litern Hubraum leistete dadurch 1650 PS, mehr als der hubraumstärkere Daimler-Benz DB605 in den Messerschmitt Bf109 der Deutschen Luftwaffe (34 Litern Hubraum/Maximalleistung 1475 PS).
Der Standardkraftstoff der deutschen petrochemische Industrie während des 2.Weltkriegs hatte nur 87 Oktan, maximal aber 96 Oktan liefern, weswegen der Ladedruck entsprechend niedriger ausfallen musste.
Hohe Temperaturen im Brennraum begünstigen eine klopfende Verbrennung. Eine manuell vorgenommene Gemischanfettung wie sie bei Motoren der allgemeinen Luftfahrt beim Start vorgenomen wird wirkt dieser Klopfneigung entgegen.
Problematisch bzgl. Avgas 100LL sind drei Dinge:
- die Verfügbarkeit auf den Flughäfen wird immer schlechter
- die Preise steigen insbesondere in Europa stark an
- die Schädlichkeit des LL-Bleizusatzes wird in absehbarer Zuknft zu einem Verbot von dessen Herstellung bzw. Verwendung im Avgas-Kraftstoff führen
Das giftige Schwermetall Blei ist im Avgas100LL Kraftstoff in Form der ebenfalls giftigen Verbindung Tetra-Ethyl-Blei enhalten und wird bei der Verbrennung mit den Abgasen in die Umwelt freigesetzt. Zudem kann es zu einer schleichenden Vergiftung derjenigen führen, die damit arbeiten.
https://de.wikipedia.org/wiki/Tetraethylblei
- Tetra-Ethyl-Blei erhöht die Oktanzahl. Wenn drauf verzichtet wird, muß es mit höherwertigen Kohlenwasserstoffen substituiert werden, was den Kraftstoff verteuert
- Die von de Aliierten whend des Krieges benötigten Mengen Flugbenzin mit 130/150 Oktan hätten ohne Tetra-Ethyl-Blei nicht bereitgestelt werden können
- Das Tetra-Ethyl-Blei, bis in die 80er Jahre auch in Autokaftsoff enhalten, erfüllt zum Einen eine Schmierfunkton für die Ventilsitze des Motors.
- Problematisch ist daher, Flugmotoren mit bleifreiem Kraftstoff zu betreiben, die nicht hierfür ausgelegt wurden. Die Segelflugzeug-Schleppmaschine PZL Wiga beispielsweise läuft problemlos mit heutigem Mogas (=bleifreiem Autokraftstoff)
- Trotz vieler Versuche, mit Kerosin laufende Motoren als Ersatz für die althergebrachten Otto-Motoren der Allgemeinen Luftfahrt zu etablieren, sind die hierfür verwendeten Dieselmotoren u.A. wegen einiger technischer Probleme bislang eine Randerscheinung geblieben. Das könnte sich allerdings ändern, wenn ein Verbot von Avgas 100LL Realität wird. Es birgt eine gewisse Ironie: Der Diesel, im PKW eine aussterbende Spezies, hat ausgerechnet in der Luftfahrt eine Zukunft.
Lies Dir mal die Geschichte vom Thielert Centuron Dieselmotor durch. Ein spannender Krimi mit vielen anfänglichen Hoffnungen, Getriebeproblemen, schließlich Firmenleite nd anschließender Auferstehung bei Austro Engines.
Bin Grad mit dem Flieger von meinem Profilbild geflogen in Ottawa, Touch and Go ein paar Mal am Flughafen Gatineau YND
GrowsGreen hat schon sehr viel über Klopffestigkeit geschrieben, da brauche ich nichts mehr drüber schreiben.
Ich würde nur gerne kurz klar machen, was das "Klopfen" ist: Bei einem Benzinmotor soll sich das komprimierte Treibstoff-Luft-Gemisch erst dann entzünden, wenn ein Zündfunke von der Zündkerze kommt. Im Gegensatz zu einem Dieselmotor, dessen Gemisch sich aufgrund der Komprimierung selbst entzündet.
Aber auch Benzin-Gemisch kann sich selbst entzünden, wenn Komrimierung und Temperatur stimmen. Das wird dann logischerweise passieren, bevor der Zündfunke das Gemisch entzünden könnte. Also dann, wenn der Kolben noch in der Aufwärtsbewegung ist. Die Espansion des selbstentzündeten Gemisches drückt dann für einen kurzen Moment gegen die Drehbewegung des Motors. Was natürlich den Rundlauf des Motors stört und eine enorme mechanische Belastung darstellt. Genau das ist das "Klopfen". Frisst Leistung und ruiniert den Motor.
Wenn ein Treibstoff klopffest ist, heißt das dass man das Treibstoff-Luft-Gemisch stärker komprimieren kann. Wenn der Motor nur mit Treibstoff hoher Klopffestigkeit betrieben wird, kann man eine höhere Kompression einstellen und dadurch mehr Leistung generieren.
Das hast du übrigens auch bei Sportwagen, die auf jeden Fall Super plus (98 Oktan) tanken müssen und nicht normales Super mit 95 Oktan tanken dürfen ;)
Die Oktanzahl eines Kraftstoffes sagt mehr oder weniger nur grob etwas darüber aus , wie zündzuverlässig er innerhalb der für ihn definieren Motorenanwendingsbereichevunter Höchstlast wäre .
Die Betoniüung liegt auf "Höchstlast" der motertechnischen Höchstleistungsüberzüchtungen .
Einen alten "Ami" mit Benziner - Big-Block und nierdriger Leistungsdichte pro cm3 wird es genauso wenig jucken , wie einen alten Golf 1 /2 / 3 (Sauger), oder ähnlich ( auch Fliegzeug - Kolbenmotoren ) , ob der Kraftstoff nun ROZ 95 oder 98 hätte .
Die meisten alten "Entspanntmotoren" mit Kolbenhubtechnik müßten sogar noch mit ROZ 90 ( oder teils noch etwas weniger ) zuverlässig arbeiten . ( Diese Benzin - Kraftstoffe gibt es zumindest in der EU aber kaum , bis garnicht mehr )
Die Oktanzahl (OZ) ist eine Kennzahl für die Klopffestigkeit bei Ottokraftstoffen. Sie definiert einen Zahlenwert von 0 bis 100 und beschreibt das Verhalten des Kraftstoffes bei seiner Verbrennung im Motor.
https://www.oiltanking.com/de/news-info/glossar/details/term/oktanzahl-roz-moz-klopffestigkeit.html
Das stimmt so aber nicht, die Verbrennung von zwei Krafstoffen unterschiedlicher Oktanzahl kann identisch sein
Und was soll das jetzt sagen?
Klopft einer mit 100 Oktan genau so wie einer mit 95?
Also ist das Verhalten bei seiner Verbrennung gleich?
Viele Dank, gleich geht's mit dem Flieger auch schon in die Luft 😊