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Oktanzahl: Das Maß für die
Klopffestigkeit von Benzin.
Als Klopffestigkeit wird das Maß bezeichnet, in dem
der Kraftstoff im Zylinder durch die dort herrschende Hitze in den
gasförmigen Zustand übergeführt wird, was zu einer schnellen Volumenerhöhung
führt, die wiederum dafür sorgt, dass der Kolben ruckelt (was der Fahrer
dann als unangenehmes Klopfen wahrnimmt).
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Reines Oktan (C8H18) gilt als besonders klopffest. Die Oktanzahl eines
Kraftstoffs bezeichnet den prozentualen Anteil an Oktan in einem Gemisch mit
einer besonders klopffreudigen Substanz (Heptan), welche die gleiche
Klopffestigkeit aufweist, wie der untersuchte Kraftstoff.
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Bei Oktan handelt es
sich um das verzweigte Oktan "2,2,4-Trimethylpentan". Der besonders
klopffreudige Kohlenwasserstoff ist "n-Heptan". Ein Kraftstoff,
der z. b. dieselbe Klopffestigkeit hat wie ein Oktan/n-Heptangemisch
im Verhältnis 90:10, erhält die Oktanzahl 90.
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Die Kopffestigkeit
wurde früher durch Bleitetraethyl (Pb C8 H20) erhöht.
Ist zum Glück heute nicht mehr nötig.
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Die Klopffestigkeit
eines Kraftstoffs ist daher ein Maß für seine "Zündunwilligkeit".
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Auch Gasmotoren, die
als Kraftstoff Methan nutzen, können klopfen - wenn auch erst spät, denn
Methan hat eine Oktanzahl von ca. 120.
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Dem sehr klopffesten
"Iso-Oktan" schrieb man die Oktanzahl 100 zu, dem klopffreudigen n-Heptan
die OZ (Oktanzahl) 0. Durch Mischen dieser beiden Bestandteile erhält man
Bezugstoffe, deren Klopffestigkeit zwischen OZ 0 und 100 liegt.
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Das besonders
klopffeste 2,2,4-Trimethylpentan ist ein Isomer des Oktan (also ein Molekül,
welches genauso viele Atome jeden Elements enthält wie n-Oktan,
aber geometrisch anders aufgebaut ist). Es wird der Einfachheit halber
Iso-Oktan genannt.
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Es gibt jedoch noch
Substanzen, die wesentlich klopffester sind als Iso-Oktan. So hat z. B.
Benzol eine Klopffestigkeit von über 120 Oktan.
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Die Klopffestigkeit
eines Kraftstoffs wurde und wird durch Beimischen von anderen Stoffen
erhöht. Beliebt war früher Tetraethylblei, auf das aus diversen Gründen
heute verzichtet wird (eben bleifrei!). |