Motoroktan-Zahl
Englisch: motor octane number
Maß für die Fähigkeit eines Kraftstoffes, unter hohen Geschwindigkeiten und Temperaturen Selbstzündung zu widerstehen.
Motoroktanzahl: Klopffestigkeit unter echtem Motorstress
Die Motoroktanzahl (MON) ist ein Labormaß dafür, wie sehr sich ein Benzin gegen spontane Selbstzündung wehrt, wenn es im Motorenzylinder komprimiert und erhitzt wird. Sie wird ermittelt, indem man einen standardisierten Einzylinder-Testmotor bei 900 min⁻¹ unter kontrollierten Bedingungen bezüglich Wärmezustand, Druck und Kraftstoffmischungszusammensetzung betreibt und das Klopfverhalten des Kraftstoffs mit Referenzkraftstoffen vergleicht. Ein Kraftstoff, der bei niedrigeren Verdichtungsverhältnissen klopft, erhält eine niedrigere MON; einer, der bei hoher Verdichtung nicht klopft, bekommt eine höhere Zahl. Die Skala reicht von 0 bis 100, wobei Isooctan (2,2,4-Trimethylpentan) als 100 und Normalheptan als 0 definiert sind.
Die MON unterscheidet sich von der bekannteren Forschungsoktanzahl (RON), die bei 600 min⁻¹ unter milderen thermischen Bedingungen gemessen wird. Da die MON-Prüfung höhere Motordrehzahl und Temperatur anwendet, liegt sie für denselben Kraftstoff üblicherweise 8 bis 10 Punkte unter der RON. Zapfsäulen zeigen eine einzelne Zahl an der Zapfpistole, typischerweise die Klopfwiderstandszahl, die der Mittelwert von RON und MON ist: (RON + MON) / 2. Diese Kompromisspzahl sagt die Klopffestigkeit in der Praxis besser voraus als eine der beiden allein, besonders bei starker Beschleunigung und Vollastfahrt.
Ein Kraftstoff mit einer Bewertung von 95 RON und 85 MON würde an der Zapfsäule 90 anzeigen. Der Unterschied zwischen RON und MON zeigt die Empfindlichkeit gegenüber Motorbetriebszuständen. Kraftstoffe mit hoher Empfindlichkeit leisten gute Dienste beim sanften Fahren, verlieren aber unter extremem Stress an Oktanzahl; Kraftstoffe mit niedriger Empfindlichkeit halten eine gleichmäßigere Klopffestigkeit über ein breiteres Spektrum von Fahrmustern. Raffinerien stellen die MON ein, indem sie Rohölsorten auswählen, den Gehalt an Aromaten und Olefinen kontrollieren und organische Oktanbooster wie Ethanol oder Methylcyclopentadienylmanganttricarbonyl (MMT) dosieren.
Warum MON in der Praxis wichtig ist
Moderne Motoren mit Klopfsensoren können mit leicht niedrigeren Oktanzahlen auskommen als die Vergasermotoren älterer Jahrzehnte, weil die elektronische Steuerung den Zündzeitpunkt verstellt, um Klopfen zu unterdrücken. Aber anhaltendes Klopfen verursacht Kolbenschaden, Verschleiß an den Lagern und Effizienzverluste. Aufgeladene Motoren sind besonders empfindlich, weil sie höhere Ansaugdrücke erzeugen, die die Temperatur im Zylinder in die Höhe treiben. Ein Saugmotor für 87 MON kann bei Aufladung 91 MON erfordern. Motoren mit hohem Verdichtungsverhältnis verlangen höhere MON; umgekehrt läuft ein älterer Motor mit niedrigem Verdichtungsverhältnis sauber mit 85 MON oder darunter.
Oktanbooster wirken, indem sie die Temperatur erhöhen, bei der Kraftstoffmoleküle zünden, und so um das Verbrennungsereignis konkurrieren, statt zufällige Selbstzündung zu erlauben. Ethanol, das weit verbreitet in Zapfsäulenkraftstoffe gemischt wird, hebt sowohl RON als auch MON, bringt aber hygroskopische Eigenschaften mit sich, die Kraftstoffsystemkomponenten korrodieren können, wenn Wasserkontamination auftritt. MMT ist in vielen Regionen aufgrund von Umwelt- und Katalysatorvergiftungsbedenken auslaufen gelassen worden. Die Wahl des Boosters und des Mischungsverhältnisses wird durch örtliche Vorschriften, die Verfügbarkeit von Raffinerierohstoffen und die Motorenflottenanforderungen in jedem Markt bestimmt.