Vad är oktan?

Du kör in på en bensinstation och får tre alternativ: vanlig bensin, mellanklass eller premium – alla bensiner förstås, eftersom det för närvarande inte finns några verkliga valmöjligheter i Amerika. Men har du någonsin undrat vad de tre siffrorna – 87, 89 och 93 eller någon liknande variant – på själva pumpen betyder?

Självklart, du kanske har hört att dessa siffror representerar en klassning av en sak som kallas oktan. Men om du inte vet vad oktan är och vad det gör är det svaret ungefär lika användbart som att berätta för någon som inte är bekant med aktiemarknaden att Dow Jones har stigit med tre punkter.

Det korta svaret är att oktan är ett mått på hur mycket komprimering ett bränsle kan tåla innan det antänds. Eller, i lekmannatermer, ju högre oktantalet är, desto mindre sannolikt är det att bränslet kommer att förantända (läs: explodera oväntat) vid högre tryck och skada din motor. Det är därför som prestandabilar med motorer med högre kompression kräver bränsle med högre oktantal (premium). I huvudsak är bränslen med högre oktantal kompatibla med motorer med högre kompression som kan öka effektiviteten och prestandan samtidigt som de kan minska utsläppen genom att bränslet förbränns mer fullständigt.

Det är det korta svaret. Det långa svaret är lite mer komplicerat och kräver en viss förståelse för hur exakt våra bilar förvandlar de flytande bränslena i våra tankar till den energi som driver dem fram på våra vägar. Så sätt på er era läromössor, för det är officiellt dags för undervisning.

I bilden till vänster har vi en animation av det som driver de allra flesta förbränningsmotorer på vägarna, den så kallade fyrtaktscykeln. Under steg 1 öppnas det högra röret (den så kallade insugningsventilen) medan kolven samtidigt rör sig nedåt. Detta för in en blandning av luft och bränsle (representerat av blått) i cylindern. I steg 2 rör sig sedan kolven uppåt igen och komprimerar luften och bränslet, vilket ökar temperaturen och trycket i cylindern. Steg 3 börjar efter att luft/bränsleblandningen antänds av bilens tändstift. Det är detta steg som skapar den energi som faktiskt driver bilen, eftersom kraften som genereras av den exploderande luft/bränsleblandningen trycker ner kolven igen, vrider bilens vevaxel och i slutändan sätter bilen i rörelse. Detta följs av steg 4, där kolven rör sig uppåt igen och trycker ut det som är kvar av den förbrända luften/bränslet (kallas avgaser och representeras av brunt) genom det vänstra röret, eller avgasporten. Sedan börjar cykeln om igen.

Så vad har detta med oktan att göra? Allt, faktiskt. Som nämnts ovan är det så att ju högre oktantalet är, desto mer kan bränslet tåla större tryck utan att antändas. Detta möjliggör en mängd olika alternativ som kan öka effekten och effektiviteten samtidigt som man lägger till möjligheten att minska utsläppen också. Dessa alternativ inkluderar att öka kompressionsförhållandet, ändra tidpunkten för gnisttändningen, injicera mindre bränsle i cylindern med mera. Dessutom förbränner motorer som är konstruerade för att arbeta med högre oktantal också bränslet mer fullständigt – vilket innebär mindre skadliga utsläpp i avgaserna. En MIT-studie uppskattade till och med att om bränslen med högre oktantal och motorer som är utformade för dem blev mer utbredda, skulle USA kunna minska sina årliga koldioxidutsläpp med 35 miljoner ton.

Med den kunskapen i handen kan vi nu återgå till dessa siffror – 87, 89 och 93. 87 är den standardoktantal som de flesta bilmotorer är konstruerade för. Eller uttryckt på ett annat sätt, ett oktantal på 87 eller högre klarar de kompressionsförhållanden som används i de flesta bilar. Allt lägre oktantal innebär risk för motorskadlig förantändning eller knackning – processer som inträffar när kompressionsförhållandet genererar mer tryck och värme än vad bränslet klarar av, vilket gör att det förbränns tidigt och trycker ner mot kolven medan den fortfarande rör sig uppåt i steg 2. Och eftersom 87 är standardoktantalet för det bränsle som de flesta motorer använder idag är bränslen med 89 och 93 oktantal endast olika eftersom de kan hantera mer värme och tryck innan de antänds på egen hand. Detta innebär i sin tur att de kan köras i prestandamotorer som är konstruerade för att använda högre kompressionsförhållanden. Det betyder också att även om bränslen med högre oktantal inte skadar motorer som är konstruerade för att köras med 87-oktanigt bränsle, ger de inte heller någon fördel.

Och där har du det. Oktan är helt enkelt ett mått på hur mycket värme och tryck ett bränsle tål innan det exploderar, och – i kombination med en korrekt konstruerad motor – kan ett bränsle med högre oktantal öka prestanda och effektivitet samtidigt som utsläppen minskar.

Klass avvisad.