Octanzahl

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Einleitung

Octanzahl oder Oktanzahl, Maßzahl für die Klopffestigkeit eines Benzins.

Unter dem Begriff „Klopfen” versteht man die Geräusche, die durch unerwünschte Selbstentzündungen des Kraftstoffes im Brennraum des Verbrennungsmotors entstehen. Dabei treten Druckausbrüche auf, die sich im Brennraum fortpflanzen und den Kolben in seiner Aufwärtsbewegung (beim Komprimieren) abbremsen, was sich in Klopfgeräuschen bemerkbar macht und Kolben, Dichtungen und Zylinderkopf schädigen kann. Je höher die Octanzahl, desto weniger neigt der Kraftstoff zur Selbstentzündung und desto klopffester ist er.

Die Octanzahl ist eine Kennzahl, die die Leistung eines Kraftstoffes im Vergleich zur Leistung eines Standardkraftstoffes beschreibt. Der Standardkraftstoff besteht aus einer Mischung von klopffestem Isooctan und klopffreudigem Heptan; beides sind Kohlenwasserstoffe. Der Zahlenwert der Octanzahl gibt an, wie viel Volumenprozent Isooctan sich in einer Mischung mit Heptan befindet, die in einem Prüfmotor das gleiche Klopfverhalten zeigt wie der zu prüfende Kraftstoff. Nach einer internationalen Festlegung hat klopffestes Isooctan die Octanzahl 100 und klopffreudiges Heptan die Octanzahl 0.

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Verschiedene Octanzahlen

Die Octanzahl wird nach verschiedenen Methoden mit einem genormten Einzylindermotor mit stufenlos verstellbarem Verdichtungsverhältnis bestimmt. Die Einzelheiten der Messverfahren sind in Normvorschriften festgelegt. International bestimmt man die Octanzahl von Ottokraftstoffen vor allem nach zwei Methoden: der Research-Methode, die die Research-Octanzahl (ROZ) liefert, und der Motor-Methode, die die Motor-Octanzahl (MOZ) liefert. Weitere Octanzahlen sind die Straßen-Octanzahl (SOZ) und die Front-Octanzahl (FOZ). Tankstellen geben in der Regel nur die ROZ-Werte der Kraftstoffe an.

2.1

Research-Octanzahl

Mit der Research-Methode wird das Klopfverhalten bei geringer Motorlast ermittelt, also einer Belastung, die etwa einer Fahrt auf der Landstraße mit relativ niedriger Geschwindigkeit entspricht. Die Bestimmung der Research-Octanzahl (ROZ) geschieht bei konstanter Zündeinstellung, einer Motordrehzahl von 600 Umdrehungen pro Minute und bei einer Luftvorwärmung auf 52 °C. Zunächst wird bestimmt, bei welcher Verdichtung der zu prüfende Kraftstoff zu klopfen beginnt. Anschließend wird eine Reihe von Verbrennungstests mit dem Standardkraftstoff durchgeführt, und zwar unter den gleichen Bedingungen und bei gleicher Verdichtung. Das Mischungsverhältnis von Isooctan und Heptan im Standardkraftstoff wird so lange verändert, bis der Motor die gleichen Klopfeigenschaften wie mit dem zu prüfenden Kraftstoff zeigt.

2.2

Motor-Octanzahl

Mit der Motor-Methode wird das Klopfverhalten bei hoher Motorlast bestimmt, also einer Belastung, die einer Fahrt mit hoher Geschwindigkeit oder dem Beschleunigen entspricht. Die Methode funktioniert im Prinzip ähnlich wie die Research-Methode, nur die Arbeitsbedingungen des Motors sind anders. Die Bestimmung der Motor-Octanzahl (MOZ) geschieht bei unterschiedlichen Zündeinstellungen, einer Motordrehzahl von 900 Umdrehungen pro Minute und einer Vorwärmung des Luft-Kraftstoff-Gemisches auf 149 °C.

Die MOZ-Werte sind niedriger als die ROZ-Werte. So liegen in Deutschland z. B. die Octanzahlen für bleifreies Normalbenzin bei 91,0 ROZ bzw. 82,8 MOZ, für bleifreies Superbenzin bei 95,0 ROZ bzw. 85,0 MOZ und für bleifreies Super-Plus-Benzin bei 98,0 ROZ bzw. 88,0 MOZ.