Kiến thức chung về xăng (P4: Hai chỉ số Octan: RON và MON)

Giữa những năm 20 của thế kỷ trước, vào thời điểm General Motors quyết định thương mại hoá sản phẩm chất phụ gia "chì tetraetyl", hãng nhận ra sự cần thiết phải có một thông số định lượng xác định tính chất chống kích nổ của xăng.

Một thiết bị đo chỉ số Octan.

Thông số này phải dễ hiểu, dễ xác định và hơn hết phải có độ chính xác cao vì nó được dùng làm cơ sở hàng đầu để phân loại, định giá cho các sản phẩm xăng thương mại, cũng như là yếu tố đóng một vai trò quan trọng đối với các nhà phát triển động cơ.

Năm 1927, Graham Egar đã hoàn tất những nghiên cứu của Thomas Midgley khi ông giới thiệu phương pháp xác định khả năng chống kích nổ của nhiên liệu thoả mãn tất cả các điều kiện của Detroit, dựa trên tỷ số thể tích của hai chất n-heptan và iso-octan và tên gọi “chỉ số Octan” bắt nguồn từ đây. Hiện nay, sau gần 80 năm ra đời, phương pháp do Edgar đề nghị vẫn là phương pháp xác định chỉ số chống kích nổ duy nhất được dùng trong các phòng tiêu chuẩn, phòng kiểm định chất lượng xăng trên thế giới.

Trải qua nhiều thập niên, có rất nhiều phương pháp đo chỉ số Octan được giới thiệu, ngoài sự phong phú về thiết kế của động cơ còn có cả sự phong phú về các điều kiện vận hành. Giai đoạn 1950-1960, người ta cố gắng thiết lập một phương pháp đo chỉ số Octan tiêu chuẩn mang tính toàn cầu, nhằm giảm thiểu sự tồn tại của quá nhiều phương pháp đo, quá nhiều tiêu chuẩn đánh giá riêng của mỗi nước, ảnh hưởng xấu đến sự phát triển của ngành thương mại dầu khí.


Trong bối cảnh đó, phương pháp do ASTM (American Society for Testing Materials - Hiệp hội thử nghiệm vật liệu Hoa Kỳ) đề nghị dần trở nên thông dụng và cuối cùng các nhà kiểm định chất lượng đã thống nhất dùng MON (Motor Octane Number - chỉ số Octan động cơ) và RON (Research Octane Number - chỉ số Octan nghiên cứu).

Điều kiện đo của phương pháp MON rất khắc nghiệt, tốc độ động cơ cao và duy trì trong một thời gian dài, mang tải trọng lớn. Do vậy, thông số này thích hợp đối với các loại xe vận tải đường trường, tốc độ vận hành cao và ổn định.

Ngược lại, phương pháp RON vận hành ở điều kiện nhẹ nhàng hơn, không thích hợp với các trường hợp mang tải trọng lớn. RON phù hợp cho các loại xe chạy trong thành phố, thường xuyên thay đổi tốc độ và tải trọng nhẹ.

Giai đoạn 1940-1960, các kết quả đo RON trở thành một chỉ tiêu quan trọng đánh giá chất lượng xăng do nó có sự tương ứng với chỉ số Octan mà các nhà thiết kế động cơ yêu cầu. Nhưng, những năm cuối của thập niên 60 thế kỷ trước, các nhà chế tạo động cơ Đức khám phá ra rằng động cơ của họ tự phá huỷ khi chạy trên các xa lộ dài, thậm chí ngay cả khi chỉ số RON vẫn nằm trong yêu cầu kỹ thuật.

Thiết kế của động cơ có ảnh hưởng đáng kể đến yêu cầu về chỉ số Octan tối ưu của động cơ đó (cả về RON và MON). Những năm 1930, hầu hết các phương tiện giao thông vận tải có sự nhạy cảm đặc biệt với chỉ số RON, và người ta quên đi thông số MON. Trong khi đó, từ năm 1990, động cơ cần cả hai thông số này, điều đó có nghĩa là động cơ không thể làm việc bình thường chỉ với một thông số độc lập (RON hoặc MON) khi mà sự thay đổi RON sẽ kéo theo sự thay đổi MON.

Ngày nay, ở các loại xăng thương mại dùng cho các dòng xe hơi cao cấp, bên cạnh RON, MON, thông số RON - MON = “độ nhạy” cũng được đưa vào chỉ tiêu kỹ thuật khi động cơ vận hành. Nguyên nhân đưa ra khái niệm “độ nhạy” là do hai phương pháp này được tiến hành ở hai điều kiện khác nhau, đặc biệt là nhiệt độ hỗn hợp khí nạp và tốc độ động cơ. Loại nhiên liệu nào nhạy với sự thay đổi trong quá trình vận hành sẽ có sự chênh lệch lớn giữa RON và MON. Các nhiên liệu hiện nay thường có độ nhạy nằm trong khoảng 10.
Xăng không chì US 87 (87= (RON+MON)/2) của Mỹ được đề nghị có mức MON tối thiểu là = 82, tránh cho việc xăng có độ nhạy quá cao. Còn với các loại xăng bán ở Việt Nam như A90, A92 (chữ A do các nhà cung cấp xăng dầu Việt Nam đặt tên cho sản phẩm của mình), Mogas90, Mogas92 (Mogas - viết tắt của Motor Gasoline, một cách gọi phổ biến trên thế giới), chỉ số Octan được tính bằng giá trị nhỏ nhất của RON và giá trị MON được quy định không nhỏ hơn 82.