ハイオクとレギュラー

ハイオクとレギュラー


原油はそのままでは自動車の燃料としては使うことができません。一般的な石油精製行程では、原油蒸留装置(常圧蒸留装置)に送られ、そのときの沸点の差で石油ガス留分、ナフサ留分、灯油留分、軽油留分、常圧残流に分けられます。
そのうちのナフサ留分が水素化精製装置で硫黄分を除去され、軽質ナフサと重質ナフサに分けられます。
軽質ナフサは、ガソリンの基材や石油化学用の原料となり、重質ナフサは接触改質装置によって処理されて高オクタン価のガソリン基材となります。

原油が蒸留や精製されてレギュラーガソリンやハイオクガソリンへ変身!

このガソリン基材は、接触分解装置、アルキレーション装置、異性化装置などからも精製されます。このようにしてできたガソリン基材が調合されることによってレギュラーガソリンとハイオクガソリンができ上がります。
一般的には、高性能エンジンは出力を高くするために圧縮比を高くし、点火時期も早められることが多いのですが、熱効率が上がる反面、圧縮の過程で完全に混合気を圧縮する前に燃焼室ではないところで異常燃焼が起こりやすくなります。
本来であればスパークプラグに火花が飛んで、その火花がガソリンに引火して爆発を起こし、この爆発力でピストンを押し下げた力が動力になるのですが、スパークプラグに火花が飛ぶ前に、高圧縮で高温になってしまったためにガソリンが自然発火してしまうのです。これをノッキングと言います。
マニュアル車を運転していて経験したことがあるかと思いますが、上り坂などでアクセルを踏み込み、エンジンに高負荷をかけたときにエンジン内部で「キンキン」「カリカリ」という異音がすることで気がつきます。

ハイオクは自然発火しにくいために高圧縮でもノッキングを起こしにくい

この様なノッキングを防止するためにハイオクガソリンが有効になります。
ガソリンのオクタン価が高いとノッキングが起こりにくいのですね。つまり、言い換えれば、ハイオクガソリンは自然発火しにくいのです。
そのため、圧縮比を高くしても異常燃焼が起こりにくいため、ハイオクガソリンは高圧縮比エンジンに適しています。スポーツタイプの車のガソリンがハイオク指定が多いのはこのような理由からなのです。
ですから、レギュラー仕様のエンジンにノイオクガソリンを入れることにメリットはありません。(エンジン自体が高圧縮比ではないため)
エンジンのことなどよく知らない大学生の頃、助手席に女の子を乗せてガソリンスタンドに入ったときにカッコつけて「ハイオク満タンで!」とか言っていた自分が恥ずかしい・・・
ま、それ以前に女の子はハイオクが何なのか知ってるわけもないのですが・・・

ハイオク仕様のエンジンにレギュラーガソリンを入れても動かないわけではありませんが、ノッキングを起こしやすくなり、シリンダーヘッドやピストンを痛める可能性があります。
また、最近では高圧縮にもかかわらずレギュラーガソリン仕様のエンジンが登場しました。
これはピストンの形状の工夫やシリンダーやピストンに直接燃料を吹き付ける直噴構造により、ガソリンによる冷却が行なわれるようになったことに一因があります。
直噴は、高温のピストンに向けて燃料を噴射するので、燃焼室内の冷却効果があるのです。
これで高圧縮でもノッキングが起こりにくくなっているのです。

ガソリンは枝分かれ炭化水素のブレンド品

ガソリンは、炭素数が5~10程度で枝分かれの多い飽和炭化水素と芳香族化合物の混合物です。
「オクタン価」が高いいイソオクタンに近い構造のものを多く含むものが品質の良いガソリンとされています。4サイクルエンジン(吸入・圧縮・爆発・排気)において、燃料に求められる性能は「高温下で少し時間を置いた後に力強く燃焼する」ことです。
この性能は、「自己着火のしにくさ」あるいは「エンジンのノッキングの起こりにくさ」と表現でき、オクタン価と言う数値で定められています。オクタン価が大きい燃料はノッキングが起こりにくいとされます。
オクタン価0とオクタン価100の基準物質は、それぞれn-ペンタンとイソオクタンと定められています。
実際のガソリンのオクタン価は、標準テストエンジンでノッキングを起こす値を試験して測定し、この値がイソオクタン70%とn-ペンタン30%の混合物と同じ値を示せば、このガソリンのオクタン価は70となります。オクタン価は、パラフィン<オレフィン<芳香族の順に高くなりますが、ガソリンの主原料となる重質ナフサは直鎖構造なので、イソオクタンのように枝分かれ構造にするためには、分子構造を改造する必要があります。
この工程が「接触改質」と呼ばれている工程で、枝分かれ化と同時に石油化学工業の重要な原料であるベンゼンなどの芳香族化合物と水素が生成されます。
また、ガソリンの量不足を補うために重質軽油を分解し、炭層数を減少させるのが「接触分解」と呼ばれる工程で、石油精製で最も重要なプロセスです。
さらに、石油ガスの炭素数4のイソブタンと炭素数4のブチレンから酸触媒を用いて炭素8の枝分かれの多いオクタンを合成するやり方が3番目の方法です。
この方法でつくられたものをアルキレートガソリンといいます。
ガソリンはこれら三つの方法で製造されたものをブレンドして製造されています。

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