Se hai letto Come funzionano i motori per auto, sai che quasi tutte le auto utilizzano motori a benzina a quattro tempi. Uno dei tratti è il tratto di compressione , dove il motore comprime un cilindro pieno di aria e gas in un volume molto più piccolo prima di accenderlo con una candela. La quantità di compressione è chiamata rapporto di compressione del motore. Un motore tipico potrebbe avere un rapporto di compressione di 8 a 1.
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Il numero di ottani di benzina ti dice quanto il carburante può essere compresso prima che si accenda spontaneamente. Quando il gas si accende per compressione piuttosto che per la scintilla della candela, provoca battiti nel motore. Bussare può danneggiare un motore, quindi non è qualcosa che vuoi che accada. Il gas a basso numero di ottani (come la "normale" benzina a 87 ottani) può sopportare la minor quantità di compressione prima dell'accensione.
Il rapporto di compressione del tuo motore determina il numero di ottani del gas che devi utilizzare nell'auto. Un modo per aumentare la potenza di un motore di una data cilindrata è aumentare il suo rapporto di compressione. Quindi un "motore ad alte prestazioni" ha un rapporto di compressione più elevato e richiede carburante con un numero di ottano più elevato. Il vantaggio di un rapporto di compressione elevato è che offre al tuo motore una potenza nominale più elevata per un determinato peso del motore:questo è ciò che rende il motore "ad alte prestazioni". Lo svantaggio è che la benzina per il tuo motore costa di più.
Il nome "ottano" deriva dal seguente fatto:quando prendi petrolio greggio e lo "rompi" in una raffineria, finisci per ottenere catene di idrocarburi di diverse lunghezze. Queste diverse lunghezze di catena possono quindi essere separate l'una dall'altra e miscelate per formare combustibili diversi. Ad esempio, potresti aver sentito parlare di metano, propano e butano. Tutti e tre sono idrocarburi. Il metano ha un solo atomo di carbonio. Il propano ha tre atomi di carbonio incatenati. Il butano ha quattro atomi di carbonio incatenati. Il pentano ne ha cinque, l'esano ne ha sei, l'eptano ne ha sette e l'ottano ha otto atomi di carbonio incatenati.
Si scopre che l'eptano gestisce la compressione molto male. Comprimi un po' e si accende spontaneamente. Octane gestisce molto bene la compressione:puoi comprimerla molto e non succede nulla. La benzina a ottantasette ottani è benzina che contiene l'87 percento di ottano e il 13 percento di eptano (o qualche altra combinazione di combustibili che ha le stesse prestazioni della combinazione 87/13 di ottano/eptano). Si accende spontaneamente a un determinato livello di compressione e può essere utilizzato solo in motori che non superano tale rapporto di compressione.
Durante la prima guerra mondiale, si è scoperto che è possibile aggiungere una sostanza chimica chiamata piombo tetraetile (TEL) alla benzina e migliorare significativamente il suo numero di ottano al di sopra della combinazione ottano/eptano. Gradi di benzina più economici potrebbero essere resi utilizzabili aggiungendo TEL. Ciò ha portato all'uso diffuso di benzina "etile" o "con piombo". Sfortunatamente, gli effetti collaterali dell'aggiunta di piombo alla benzina sono:
Quando il piombo è stato bandito, la benzina è diventata più costosa perché le raffinerie non potevano più aumentare il numero di ottani dei gradi più economici. Gli aeroplani possono ancora utilizzare benzina con piombo (nota come AvGas) e un numero di ottano di 100 o più è comunemente usato nei motori degli aeroplani a pistoni ad altissime prestazioni. Nel caso di AvGas, 100 è la valutazione delle prestazioni della benzina, non la percentuale di ottano effettivo nel gas. L'aggiunta di TEL aumenta il livello di compressione della benzina, non aggiunge più ottani.
Attualmente gli ingegneri stanno cercando di sviluppare motori per aeroplani in grado di utilizzare benzina senza piombo. I motori a reazione bruciano cherosene, comunque.
