„Oktanzahl“ – Versionsunterschied

[[Datei:OctaneStds.png|320px|mini|rechts|320px|[[2,2,4-Trimethylpentan]] oder Isooktan mit Oktanzahl 100 (oben) und [[n-Heptan]] mit Oktanzahl 0 (unten)]]

Die '''Oktanzahl''' definiert ein Maß für die negative Zündungswilligkeit und steht damit für die [[Klopffestigkeit]] eines [[Ottokraftstoff]]es bzw. [[Motorenbenzin]]s. Der Zahlenwert der ''Oktanzahl bis 100'' gibt an, wie viel %-Volumenanteil zündhemmendes [[2,2,4-Trimethylpentan|Isooktan]] C₈H₁₈ (ROZ = 100) sich in einer Mischung mit zündwilligem [[n-Heptan|''n''-Heptan]] C₇H₁₆ (ROZ = 0) befinden muss, damit diese die gleiche [[Klopffestigkeit]] (in einem Prüfmotor nach ROZ oder MOZ) aufweist wie der zu prüfende Kraftstoff. Zum Beispiel würde eine Oktanzahl von ROZ = 95 (umgangssprachlich: 95 Oktan) eines [[Motorenbenzin|Benzins]] bedeuten, dass dessen Klopffestigkeit einem Gemisch aus 95 Vol.-% Isooktan und 5 Vol.-% ''n''-Heptan entspricht.

Es gibt viele Stoffe, wie einige [[Aromaten]], [[Erdgas]] und [[Flüssiggas]], die eine Oktanzahl größer als 100 aufweisen. Messtechnisch sind diese jedoch schwer zu erfassen, da das Referenzsystem mit Isooktan nur bis zur Oktanzahl 100 definiert ist. Oktanzahlen größer als 100 müssen daher [[Extrapolation|extrapoliert]] werden. Die ''Oktanzahl über 100 ROZ''/MOZ entspricht der Oktanzahl einer Mischung aus ''iso''-Oktan und [[Tetraethylblei|Tetraethylblei (TEL)]]; dabei ist die Oktanzahl des Gemisches einem bestimmten Volumenanteil an TEL im ''iso''-Oktan zugeordnet. Diese Zuordnung erfolgt nach der in DIN 51756 Teil 1 festgelegten Tabelle. Sie kann nicht, wie bei der Oktanzahl bis 100, direkt aus dem Mischungsverhältnis des Bezugskraftstoffes abgelesen werden. In diesem Zusammenhang wird auch der Begriff Blendoktanzahl verwendet; in der Luftfahrt eher die Leistungszahl, letzter angegeben als zweiteiliger „Bruch“ wie beispielsweise 115/145, welches bedeutet, dass der hier verwendete Kraftstoff bei [[Leanen|magerem Gemisch]] eine Leistungszahl von 115, bei fettem Gemisch eine Leistungszahl von 145 besitzt.

[[Datei:Zuendtemperatur-ROZ.svg|miniaturmini|hochkant=1.5|Abhängigkeit der Oktanzahl (ROZ) von der Zündtemperatur]]

Im internationalen Bereich wird statt der Abkürzung "Z"„Z“ für "Zahl"„Zahl“ durchweg der Buchstabe "N"„N“ für das englische "''number"'' verwendet. Aus ROZ wird dadurch RON – die anderen Bezeichnungen ändern sich entsprechend.

In Deutschland wird gängig an den Tanksäulen für PKW neben der Kraftstoffbzeichnung auch die ROZ-Zahl angegeben., Inin Österreichanderen dagegenLändern ist die Kennzeichnung über die MOZ-Zahl gängiger.<br />''Es gibt keinen Umrechnungsfaktor von MOZ auf ROZ, der Unterschied beträgt etwa 10, kommtaußer beimbei Normalbenzin aber nicht hin. Es haben die Kraftstoffe folgende Oktanzahlen:''<ref>https://www.c-klasse-forum.de/forum/index.php?thread/2119-unterschied-zwischen-moz-und-roz/</ref>

sieheSiehe ausführlicher im Abschnitt [[Oktanzahl#Oktanzahlen von Ottokraftstoffen|Oktanzahl von Ottokraftstoffen]].

UmErst dieviel Oktanzahlspäter zukehrte erhöhen,das wurdeBewusstsein abum die Gesundheitsschädlichkeit des Bleizusatzes 1924zurück in dendie USA,Debatte. undIn vonder 1936[[Deutsche bisDemokratische 1996Republik|DDR]] inwaren Deutschlandbereits Ottokraftstoffenmaximal 0,04&nbsp;[[TetraethylbleiVolumenprozent|%]] zugesetzt.Tetraethylblei-Gehalt Daszulässig, Bleiwas verhindertein unterstrengerer anderemGrenzwert als Radikalfängerdamals einein unkontrollierteWestdeutschland Selbstentzündung(0,06 des%) Kraftstoff-Luftgemischesund beiden derUSA Verdichtung. Außerdem(0,08 hat%) es eine Schmierwirkung für die Ventilsitzewar.<ref>{{Literatur Weil|Titel=Neue BleiVergaserkraftstoffe|Sammelwerk=[[KFT|Kraftfahrzeugtechnik]]|Nummer=8/1965 und|Datum=|Seiten=317}}</ref> seine Verbindungen giftig sind, wurde inIn der Bundesrepublik Deutschland wurde ab 1971 der Bleigehalt des Benzins [[Benzinbleigesetz|gesetzlich]] begrenzt, zunächst auf 0,4&nbsp;g/l begrenzt, später auf 0,15&nbsp;g/l. In den 1980erAb Jahren1984 wurde zusammenkurz mitvor denEinführung von Abgas-Katalysatoren bleifreies Benzin eingeführtangeboten, weil die Bleizusätze die Katalysatoren unwirksam gemacht hätten. Schließlich wurde am 1.&nbsp;Januar 2000 verbleites Benzin in der [[Europäische Union|Europäischen Union]] generell verboten. Es gab kaum noch Fahrzeuge, deren Ventilsitze für [[Blei]] im Kraftstoff ausgelegt waren.

Oft wird [[Methyl-tert-butylether|Methyl-''tertiär''-butylether]] (MTBE) zur Erhöhung der Klopffestigkeit zugegeben, erlaubt sind bis zu 15 %vol. Wegen schlechter Abbaubarkeit in Wasser ist MTBE als wassergefährdend ([[Wassergefährdungsklasse|WGK]]&nbsp;1 = schwach wassergefährdend) eingestuft. In etlichen Staaten der USA ist MTBE bereits wieder aus dem Benzin „verbannt“ worden.<ref>{{Webarchiv |url=http://tonto.eia.doe.gov/ftproot/service/mtbe.pdf |wayback=20090726013241 |text=MTBE ban |wayback=20090726013241}} (PDF; 226&nbsp;kB).</ref>

Heutzutage wird immer öfter [[ETBE|Ethyl-tertiär-butylether]] (ETBE) eingesetzt. ETBE bietet gegenüber MTBE aufgrund seines höheren Siedepunkts einige Vorteile und ist, da es unter anderem aus Bio-Ethanol gewonnen wird, als Kraftstoffkomponente steuerlich interessant. Wie MTBE hat auch ETBE den Nachteil, dass es sich im Grundwasser nur schlecht abbauen lässt.<ref>{{Literatur |Autor=Theodore L. Brown, Theodore L. Brown |Titel=Chemistry : the central science. |Auflage=9th ed. |Verlag=Prentice Hall |Ort=Upper Saddle River, NJ |Datum=2002 |ISBN=0-13-066997-0}}</ref>

Seit etwa 1912 wurde das unregelmäßige Zünden bei Motoren beobachtet. Das Geräusch wurde als „Klopfen“ bezeichnet, welches den Motor dann auch schnell zerstörte. Zunächst wurden als Ursache die neuen batteriebetriebenen, elektrischen Zündanlagen angenommen. Bei genaueren Untersuchungen stellte sich heraus, dass das Klopfen mit der Kompressionsrate zusammenhing, welche die Motoringenieure erhöhten, um mehr Leistung zu erzielen (Zusammenhang zwischen Zündtemperatur des Kraftstoffs und der Temperaturerhöhung des Kraftstoffs während der Reduktion des Volumens beim Verdichten., Siehesiehe [[Boylesches Gesetz]]). Es wurden verschiedene Messmethoden probiert, aufgrund der vielen Variablen (Kraftstoffzusammensetzung, Zündzeitpunkt, Verdichtung, Motortemperatur, Zylinderbauweise …) setzte sich allerdings keines der Messverfahren durch.

In Europa wird an den [[Tankstelle]]n meist als „Zapfsäulen-Oktanzahl“ die ROZ („Researched Oktanzahl“) angegeben, in den USA dagegen meist die AON ''(„AverageAverage Octane Number“Number)''. Die AON muss dabei relativ aufwendig nachist der FormelDurchschnitt AONaus = ([[#ROZ|ROZ]]+ und [[Motor-Oktanzahl|MOZ]]):2 berechnet werden<math>\tfrac{ROZ+MOZ}{2}</math>. Da die ROZ-Werte höher als die von MOZ oder AON und dazu noch einfacher zu berechnen sind, hat sich an den europäischen Tankstellen die ROZ-Zahl durchgesetzt.

=== {{Anker|ROZ}} Researched ''(Erforschte)''- Oktanzahl (ROZ) ===

Die ROZ wird mit dem [[Einzylinder-CFR-Prüfverfahren]] ermittelt (auch RON Research Octane Number).

Sowohl die MOZ als auch die ROZ werden im [[Einzylinder-CFR-Prüfverfahren|CFR-Motor]] (veränderliches Verdichtungsverhältnis) durch Vergleich mit einem Bezugskraftstoff aus [[Isooktan]] (OZ = 100) und [[N-Heptan|Normalheptan]] (OZ = 0) ermittelt. Der Volumenanteil an Isooktan des Bezugskraftstoffes, der die gleiche Klopfintensität hat wie der zu prüfende Kraftstoff, ist dessen Oktanzahl. Die MOZ ist meist niedriger als die ROZ, da sie bei höherer [[Drehzahl]] und [[Gemischvorwärmung]] auf ca. 149&nbsp;°C (300&nbsp;° FahrenheitF) ermittelt wird.

! class="unsortable "| Anmerkung

| [[N-Heptan|Heptan]]

| data-sort-value="Heptan n" |Heptan, auch ''n''-Heptan

| [[N-Butan|Butan]]

| data-sort-value="Butan n" | Butan, auch ''n''-Butan

| align="center" | <ref name="roempp">{{RömppOnline|Name=Oktanzahl|DatumAbruf=26. Dezember 2012-12-26|ID=RD-15-00458}}</ref> andernorts <br />ROZ 105 bis 111<ref name="Leitfaden Flüssiggas">[https://flaga.ch/wp-content/uploads/Leitfaden-Fluessiggas-L1-AK-LPG-Juni-2021.06.pdf ROZ- und MOZ-Werte]</ref>

| [[N-Pentan|Pentan]]

| data-sort-value="Pentan n" |Pentan, auch ''n''-Pentan

| align="center" | <ref name="roempp" />

| align="center" | <ref name="roempp" />

| [[N-Hexan|Hexan]]

| data-sort-value="Hexan n" |Hexan, auch ''n''-Hexan

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! width="25%" |Sorte

! width="15%" |

! width="10%" |ROZ

! width="10%" |MOZ

! width="10%" |AON

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| Super 95 [[E10 (Kraftstoff)|E10]]

| Kraftstoff mit bis zu 10 % [[Ethanol]]

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|

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| Flugbenzin, unverbleit<ref name=":0">{{Internetquelle |autor= |url=https://www.flugplatz-schoenhagen.aero/fileadmin/dms/Mayer-Total.pdf |titel=Kraftstoffe für die allgemeine Luftfahrt |werk= |hrsg= |datumformat=PDF |abruf=2019-12-11 |sprache=de}}</ref>

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| align="right" | 103-111103–111

| align="right" | 97-9997–99

| align="right" | 100-105100–105

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|[[Formel 1|Formel-1-]]-Benzin

In [[Österreich]] hat die [[OMV|OMV AG]] im Jahr 2004 Super Plus mit 100 ROZ eingeführt, in der [[Schweiz]] führt BP auch Super Plus mit 100 ROZ ein. Das ist auch in [[Deutschland]] in vielen Fällen bereits umgestellt, zusätzlich wird dort nun Ultimate102 geführt.

{{Wiktionary|Oktanzahl}}

* François GARIN: {{Webarchiv | url=http://www.ensic.inpl-nancy.fr/DCPR/Louvain/Files/FORMULATIONS%20OF%20FUELS%20Avril%202005.ppt | wayback=20051015014913 | text=FORMULATIONS OF FUELS |wayback=20051015014913}} (PPT).