Mikä on oktaaniluku?

Ajot huoltoasemalle ja sinulle esitetään kolme vaihtoehtoa: tavallinen, keskiluokkainen tai premium – tietenkin kaikki bensiiniä, sillä todellista polttoainevalikoimaa ei ole tällä hetkellä Amerikassa. Mutta oletko koskaan miettinyt, mitä nuo kolme numeroa – 87, 89 ja 93 tai jokin vastaava muunnelma – itse pumpussa tarkoittavat?

Olet ehkä kuullut, että nuo numerot edustavat oktaanilukua. Mutta jos et tiedä, mikä oktaaniluku on ja mitä se tekee, vastaus on suunnilleen yhtä hyödyllinen kuin jos kertoisit jollekulle, joka ei tunne osakemarkkinoita, että Dow on noussut kolme pistettä.

Lyhyt vastaus on, että oktaaniluku on mittari, jolla mitataan, kuinka paljon puristusta polttoaine kestää ennen syttymistä. Tai maallikon kielellä, mitä korkeampi oktaaniluku, sitä epätodennäköisemmin polttoaine esisyttyy (lue: räjähtää yllättäen) korkeammassa paineessa ja vaurioittaa moottoria. Tämän vuoksi suorituskykyiset autot, joissa on korkeampipuristeiset moottorit, vaativat korkeamman oktaaniluvun (premium) polttoainetta. Pohjimmiltaan korkeamman oktaaniluvun polttoaineet ovat yhteensopivia korkeampikompressioisten moottoreiden kanssa, jotka voivat lisätä tehokkuutta ja suorituskykyä samalla kun ne mahdollisesti vähentävät päästöjä polttoaineen täydellisemmän palamisen ansiosta.

Tässä on lyhyt vastaus. Pitkä vastaus on hieman monimutkaisempi, ja se vaatii jonkin verran ymmärrystä siitä, miten automme tarkalleen ottaen muuttavat tankissamme olevat nestemäiset polttoaineet energiaksi, joka kuljettaa niitä pitkin teitä. Laittakaa siis oppimismyssyt päähänne, sillä tunti on virallisesti alkanut.

Vasemmanpuoleisessa kuvassa on animaatio siitä, mikä antaa voiman suurimmalle osalle tiellä liikkuvista polttomoottoreista, eli nelitahtisyklistä. Vaiheen 1 aikana oikeanpuoleinen putki (joka tunnetaan nimellä imuventtiili) avautuu ylöspäin, kun mäntä samanaikaisesti liikkuu alaspäin. Tämä tuo sylinteriin ilman ja polttoaineen seoksen (kuvattu sinisellä). Vaiheessa 2 mäntä liikkuu takaisin ylöspäin, jolloin ilma ja polttoaine puristuvat ja sylinterin lämpötila ja paine nousevat. Vaihe 3 alkaa sen jälkeen, kun ilman ja polttoaineen seos on sytytetty auton sytytystulpalla. Tässä vaiheessa syntyy energia, joka itse asiassa antaa autolle voiman, kun räjähtävän ilman ja polttoaineen seoksen tuottama voima työntää mäntää takaisin alaspäin, kääntää auton kampiakselia ja saa auton lopulta liikkeelle. Tätä seuraa vaihe 4, jossa mäntä liikkuu takaisin ylöspäin ja työntää palaneen ilman ja polttoaineen jäännöksen (jota kutsutaan pakokaasuksi ja jota kuvaa ruskea väri) ulos vasemmasta putkesta eli pakoaukosta. Sitten sykli alkaa alusta.

Mitä tekemistä tällä on oktaanin kanssa? Oikeastaan kaikkeen. Kuten edellä mainittiin, mitä korkeampi oktaaniluku, sitä enemmän polttoaine kestää suurempia paineita syttymättä esisyttymään. Tämä mahdollistaa erilaisia vaihtoehtoja, joilla voidaan lisätä tehoa ja tehokkuutta ja samalla vähentää päästöjä. Näitä vaihtoehtoja ovat muun muassa puristussuhteen lisääminen, kipinäsytytyksen ajoituksen muuttaminen, polttoaineen ruiskuttaminen sylinteriin pienemmällä määrällä ja paljon muuta. Lisäksi moottorit, jotka on suunniteltu toimimaan korkeammalla oktaaniluvulla, polttavat polttoaineen täydellisemmin, mikä tarkoittaa vähemmän haitallisia päästöjä pakokaasuissa. Eräässä MIT:n tutkimuksessa jopa arvioitiin, että jos korkeamman oktaaniluvun polttoaineet ja niitä varten suunnitellut moottorit yleistyisivät, Yhdysvallat voisi vähentää vuotuisia hiilidioksidipäästöjään 35 miljoonalla tonnilla.

Tämän tietämyksen turvin voimme nyt palata näihin lukuihin – 87, 89 ja 93. 87 on vakio-oktaaniluku, jolle useimmat autojen moottorit on suunniteltu. Tai toisin sanottuna, oktaaniluku 87 tai korkeampi kestää useimmissa autoissa käytetyt puristussuhteet. Jos se on alhaisempi, vaarana on moottoria vahingoittava esisyttyminen tai kolhiintuminen – prosesseja, jotka tapahtuvat, kun puristussuhde synnyttää enemmän painetta ja lämpöä kuin mitä polttoaine pystyy käsittelemään, jolloin polttoaine palaa ennenaikaisesti ja painuu mäntää vasten männän liikkuessa vielä ylöspäin vaiheessa 2. Koska 87 oktaaniluku on useimpien moottoreiden nykyisin käyttämän polttoaineen vakioluokitus, 89- ja 93-oktaaniset polttoaineet eroavat toisistaan vain siksi, että ne pystyvät käsittelemään enemmän lämpöä ja painetta ennen kuin ne syttyvät itsestään. Tämä puolestaan tarkoittaa, että niitä voidaan käyttää suorituskykyisissä moottoreissa, jotka on suunniteltu käyttämään suurempia puristussuhteita. Se tarkoittaa myös sitä, että vaikka korkeamman oktaaniluvun polttoaineet eivät haittaa moottoreita, jotka on suunniteltu toimimaan 87-oktaanisella polttoaineella, niistä ei myöskään ole hyötyä.

Ja siinäpä se. Oktaaniluku on yksinkertaisesti mitta siitä, kuinka paljon lämpöä ja painetta polttoaine kestää ennen kuin se räjähtää, ja – yhdessä oikein suunnitellun moottorin kanssa – korkeampi oktaaniluku voi lisätä suorituskykyä ja hyötysuhdetta samalla kun se vähentää päästöjä.

Luokka hylätty.