Hvad er oktan?

Du kører ind på en tankstation og bliver præsenteret for tre valgmuligheder: almindelig benzin, mellemkvalitet eller premium – alt sammen benzin naturligvis, da der i øjeblikket ikke er noget reelt valg af brændstof i USA. Men har du nogensinde undret dig over, hvad de tre tal – 87, 89 og 93 eller en lignende variation – på selve pumpen betyder?

Sikkert, måske har du hørt, at disse tal repræsenterer vurderingen af det, der hedder oktan. Men medmindre du ved, hvad oktan er, og hvad det gør, er det svar omtrent lige så brugbart som at fortælle en person, der ikke kender aktiemarkedet, at Dow er steget med tre point.

Det korte svar er, at oktan er et mål for, hvor meget kompression et brændstof kan tåle, før det antændes. Eller, i lægmandssprog, jo højere oktantal, jo mindre sandsynligt er det, at brændstoffet vil forantænde (læs: eksplodere uventet) ved højere tryk og beskadige din motor. Det er derfor, at biler med højtydende motorer med højere kompression kræver brændstof med højere oktantal (premium). I det væsentlige er brændstoffer med højere oktantal kompatible med motorer med højere kompression, der kan øge effektiviteten og ydeevnen og samtidig potentielt reducere emissionerne ved at forbrænde brændstoffet mere fuldstændigt.

Det er det korte svar. Det lange svar er lidt mere kompliceret og kræver en vis forståelse af, hvordan vores biler helt præcist omdanner de flydende brændstoffer i vores tanke til den energi, der driver dem fremad på vores veje. Så tag jeres læringskasketter på, folkens, timen er officielt begyndt.

I billedet til venstre har vi en animation af det, der driver langt de fleste forbrændingsmotorer på vejene, kendt som firetaktscyklusen. Under trin 1 åbner det højre rør (kendt som indsugningsventilen) sig, mens stemplet samtidig bevæger sig nedad. Dette bringer en blanding af luft og brændstof (repræsenteret med blåt) ind i cylinderen. I trin 2 bevæger stemplet sig så opad igen, hvorved luften og brændstoffet komprimeres, hvilket øger temperaturen og trykket i cylinderen. Trin 3 begynder, efter at luft/brændstofblandingen antændes af bilens tændrør. Det er dette trin, der skaber den energi, der rent faktisk driver bilen, idet kraften fra den eksploderende luft/brændstofblanding skubber stemplet nedad igen, drejer bilens krumtapaksel og i sidste ende sætter bilen i bevægelse. Herefter følger trin 4, hvor stemplet bevæger sig opad igen og skubber det, der er tilbage af den forbrændte luft/brændstofblanding (kendt som udstødning og repræsenteret ved brunt) ud af det venstre rør eller udstødningsport. Derefter begynder cyklussen forfra igen.

Så hvad har dette med oktan at gøre? Alt, faktisk. Som nævnt ovenfor gælder det, at jo højere oktanværdi, jo mere kan brændstoffet tåle større tryk uden at forantænde. Dette giver mulighed for en række muligheder, der kan øge effekt og effektivitet og samtidig tilføje muligheden for også at mindske emissionerne. Disse muligheder omfatter forøgelse af kompressionsforholdet, ændring af timingen af gnisttændingen, indsprøjtning af mindre brændstof i cylinderen og meget mere. Desuden forbrænder motorer, der er designet til at arbejde med højere oktan, også brændstoffet mere fuldstændigt – hvilket betyder færre skadelige emissioner i udstødningen. En MIT-undersøgelse anslog endda, at hvis brændstoffer med højere oktantal og motorer, der er designet til dem, blev mere udbredt, kunne USA reducere sine årlige CO2-emissioner med 35 millioner tons.

Med denne viden i hånden kan vi nu vende tilbage til disse tal – 87, 89 og 93. 87 er den standard oktanværdi, som de fleste bilmotorer er designet til. Eller sagt på en anden måde: En oktanværdi på 87 eller højere kan tåle de kompressionsforhold, der anvendes i de fleste biler. Alt andet er lavere, og du risikerer motorskadelig forantændelse eller bankning – processer, der opstår, når kompressionsforholdet genererer mere tryk og varme, end brændstoffet kan klare, hvilket får det til at forbrænde tidligt og skubbe ned mod stemplet, mens det stadig bevæger sig opad i trin 2. Og da 87 er standard-oktanværdien for det brændstof, som de fleste motorer bruger i dag, er brændstofferne med 89 og 93 oktan kun forskellige, fordi de kan klare mere varme og tryk, før de antændes af sig selv. Det betyder igen, at de kan køre i motorer med høj ydeevne, der er designet til at bruge højere kompressionsforhold. Det betyder også, at selv om brændstoffer med højere oktan ikke skader motorer, der er konstrueret til at køre med 87 oktan, vil de heller ikke give en fordel.

Så har du det. Oktan er ganske enkelt et mål for, hvor meget varme og tryk et brændstof kan tåle, før det eksploderer, og – sammen med en korrekt konstrueret motor – kan et brændstof med højere oktan øge ydeevnen og effektiviteten og samtidig mindske emissionerne.

Klasse afvist.