عدد اکتان سوخت و ضریب تراکم پیشرانه به چه معناست؟!

زمانی نفت خام در پالایشگاه مولکول شکنی می‌شود زنجیره‌هایی از هیدروکربن با طول‌های مختلف بدست می‌آید. سپس این زنجیره‌ها را می‌توان از هم جدا کرده و مخلوط کرد تا سوخت‌های مختلف ساخت. حتما تاکنون نام‌های متان، پروپان و بوتان را شنیده‌اید. این سه نوع سوخت از هیدروکربن‌ها هستند به این معنی که در ساختار آنها از اتم‌های هیدروژن و کربن به اشکال مختلف استفاده شده است. مولکول متان (CH4) یک اتم کربن و پروپان (C3H8) سه اتم کربن دارد که به طور زنجیروار به هم متصل شده‌اند. همچنین مولکول بوتان (C4H10) نیز چهار اتم کربن دارد و به همین ترتیب پنتان پنج، هگزان شش، هپتان هفت و اکتان 8 اتم کربن دارند که به طور زنجیروار به هم متصل هستند.

امروزه اکثر خودروها از پیشرانه‌های چهار زمانه بنزین سوز استفاده می‌کنند و همانطور که می‌دانید یکی از سیکل‌های پیشرانه 4 زمانه مرحله تراکم است. در این مرحله مخلوط هوا و بنزین توسط پیستون در سیلندر متراکم شده و حجم مخلوط بنزین و هوای داخل سیلندر قبل از اینکه توسط شمع منفجر شود، کاهش می‌یابد. مقدار این تراکم را ضریب تراکم پیشرانه می‌گویند. یک پیشرانه معمولی ضریب تراکم 8 به 1 دارد و در پیشرانه‌های مدرن حتی ضریب تراکم‌های 14 به 1 را نیز شاهد هستیم. هپتان نمی‌تواند تراکم زیادی را تحمل کند و از این نظر سوخت ضعیفی است و اگر آن را به مقدار کمی متراکم کنیم خود به خود محترق می‌شود. ولی اکتان ظرفیت تراکم بسیار بالایی دارد. اگر اکتان را تحت تراکم زیاد قرار دهیم اتفاقی نمی‌افتد. بنزین با اکتان 87، بنزینی است که 87 درصد آن را اکتان و 13 درصد بقیه آن را هپتان یا ترکیب دیگری از سوخت‌ها که عملکرد یکسانی با ترکیب 87/13 هپتان/اکتان دارند، تشکیل می‌دهد.حال این مفاهیم چه ربطی به یکدیگر دارند؟!

ضریب تراکم پیشرانه تعیین کننده عدد اکتان سوخت است و برای عملکرد بهتر باید از آن سوخت استفاده شود. یکی از راه‌های افزایش قدرت پیشرانه بدون افزایش حجم آن، افزایش ضریب تراکم است. بنابراین یک پیشرانه  “High-Performance” ضریب تراکم بیشتری دارد و در نتیجه به بنزین با عدد اکتان بیشتری احتیاج دارد. نقطه قوت یک پیشرانه با ضریب تراکم بالا این است که به ازای وزن مشخصی در پیشرانه قدرت بیشتری تولید می‌کند و نقطه ضعف آن این است که هزینه سوخت بیشتری دارند و استهلاک آنها بالاتر است. هرچند جنس بدنه سیلندر و قطعات این نوع پیشرانه‌ها از متریالی انتخاب شده که توان تحمل این فشار اضافی را داشته باشند.