Oktanzahl
Englisch: anti-knock index
Ein Maß für die Fähigkeit eines Kraftstoffs, Selbstzündung oder Klopfen im Motor zu widerstehen.
Klopffestigkeit: Widersetzungsfähigkeit des Kraftstoffs gegen Selbstzündung
Klopfen oder Detonation tritt auf, wenn Kraftstoff vor dem Zündfunkenzündet und Druckwellen erzeugt, die auf Kolben und Zylinderkopf schlagen. Der Klopfindex (AKI) ist eine Kennziffer, die angibt, wie beständig ein Kraftstoff gegen dieses Problem ist. Ein höherer AKI bedeutet, dass der Kraftstoff unter Verdichtung langsamer und kontrollierter verbrennt und die Motorsteuerung den Zündzeitpunkt bestimmen kann.
Die Skala reicht von 0 bis über 100 und wird durch zwei Referenzkraftstoffe verankert. Isooctan, das sehr gut klopffest ist, erhält den Wert 100. Normalheptan, das leicht klopft, erhält 0. Die meisten Tankstellenbenzine in Nordamerika liegen zwischen 85 und 93 AKI, manche Hochleistungskraftstoffe erreichen 98 oder mehr. Die an der Zapfstelle angegebene Oktanzahl (im alltäglichen Sprachgebrauch oft Oktanrating genannt) ist eigentlich der Mittelwert aus zwei Labortests: der Motoroktanzahl (MON) und der Forschungsoktanzahl (RON).
Moderne Motoren nutzen elektronische Klopfsensoren, um Detonation in Echtzeit zu überwachen. Wenn ein Sensor Klopfen erkennt, verzögert die Motorsteuereinheit den Zündzeitpunkt; der Funke zündet später im Zyklus. Dies verhindert Schäden, reduziert aber Leistung und Effizienz. Motoren mit hohem Verdichtungsverhältnis benötigen hochoktanigen Kraftstoff, weil sie das Kraftstoff-Luft-Gemisch aggressiver verdichten und Detonation wahrscheinlicher wird. Ein aufgeladener Motor erfordert in der Regel mindestens 91 AKI; manche Hochleistungsfahrzeuge fordern 98. Die Verwendung von Kraftstoff unterhalb der Herstellervorgabe führt zu Klopfen, Motorengeräuschen und Langzeitschäden an Kolben und Ventilen.
Der Begriff leitet sich von seiner Kernfunktion ab: dem Widerstand gegen Klopfen. Frühe Motoren litten stark unter Detonation, weil die Kraftstoffqualität ungleichmäßig war und der Zündzeitpunkt durch mechanische Nocken festgelegt wurde. Raffinerien begannen, Zusatzstoffe wie Bleitetraethyl zuzufügen, um die Beständigkeit zu verbessern, und die Oktanskala entstand als objektives Bewertungssystem. Obwohl Bleiadditive seit den 1980er Jahren in den meisten Ländern auslaufen gelassen wurden, bleibt der AKI-Standard das übliche Messsystem.
Kraftstoffzusammensetzung, Temperatur, Motorverschleiß und Kohlenstoffablagerungen beeinflussen die Klopfneigung. Der AKI eines Kraftstoffs wird unter kontrollierten Laborbedingungen bei bestimmten Temperaturen und Motordrehzahlen bestimmt, daher kann die Realweltleistung variieren. Ethanol, das in den meisten amerikanischen Benzinen beigemischt wird, erhöht die Oktanzahl auf natürliche Weise, weshalb moderne Kraftstoffe 10 Prozent Ethanol ohne Verlust der Zapfsäulenoktan vertragen. Umgekehrt können alter Kraftstoff, mit Wasser verunreinigter Kraftstoff oder bei hohen Temperaturen gelagerter Kraftstoff mit der Zeit etwas von seiner Klopfbeständigkeit einbüßen.