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オクタン価(オクタンか)とは、ガソリンのエンジン内でのノッキングの起こりにくさ(耐ノック性・アンチノック性)を示す数値である。オクタン価が高いほどノッキングが起こりにくい。アンチノック剤の混合によりオクタン価は100以上のものが存在するとされるが、これは、厳密にはオクタン価とは内容が異なる(後述)。

軽油等のディーゼル燃料においては、耐ディーゼルノック性を示す数値としてセタン価が利用される。

◆ オクタン価

ガソリン成分中で耐ノック性が比較的高いイソオクタン(2,2,4-トリメチルペンタン)のオクタン価を 100、耐ノック性が低い n-ヘプタンのオクタン価を 0 とし、試料のガソリンと同一の耐ノック性を示すようなイソオクタンと n-ヘプタンとの混合物中に含まれるイソオクタンの割合(容量比)を、その試料のオクタン価とする。一般論を言えば、枝分かれの多い飽和炭化水素であれば耐ノック性は高い。また、ノックの原因となるヒドロキシルラジカル (•OH) の捕捉剤として、炭化水素のラジカルを発生するものを与えれば耐ノック性は向上する。

耐ノック性の測定は、混合気に着火した時の炎の伝播速度で測定する。伝播が遅いほどオクタン価が高い。

内燃機関に於いては、理論上シリンダー内のピストン位置が上死点で混合気に着火し、ピストンが下死点に移動した時点で爆発が終了するのが最も効率が良く、ノッキングも起こさないため。

燃焼エネルギーを一瞬で解放するよりも、ピストンの動きにつれてゆっくり解放した方が効率的と言うことである。

◆ 出力価

上記のように、耐ノック性が高いイソオクタンが上限であるため、オクタン価は100が最高値となるのだが、対ノック性の高い添加剤の性能アップによりそれだけで表すのが困難になってきたため、第二次世界大戦時、アメリカで研究された上で定められた出力価(パフォーマンス価とも呼ばれる)が航空機用ガソリンに利用される事となる。オクタン価が、単純に成分比率をあらわしたものであるのに対し、出力価は、ノッキング防止の添加物を含んだ燃料をあらわす単位である(表記は「グレード***/***」となる、*は数字)。左側はエンジンの巡航状態でイソオクタンに対してその燃料の出力比、右側は最大出力時をあらわしているもので、例えば、イソオクタン1ガロンあたり、テトラエチル鉛1.284cc混入した燃料の場合。イソオクタン単体での使用したときとの出力比較が100パーセントに、最大出力時は130パーセントとなるため、出力価での表記は「グレード100/130」となる。

なお、この出力価の数値を高めるためにテトラエチル鉛が使用されていた(有鉛ガソリン)が、鉛公害問題解決のためと排ガス規制の触媒の被毒を防ぐために廃止された。

太平洋戦争後のアメリカ軍での航空機のテストや、現在の自動車用「ハイオク」ガソリンなどの表記に100を超える値が記されていることがあるが、上記に記したように、オクタン価はガソリンそのものの、出力価はその燃料を使った際の出力での比較である。出力価がイソオクタンを基準としており、そこででる数値がイソオクタンとの数値に対する比較であるため、そこで表記されている数値はオクタン価と完全に無関係というわけではない。

◆ オクタン価向上剤

かつては四アルキル鉛など有機鉛化合物が使われていたが、環境・安全性の観点から市場から姿を消した。有機マンガン化合物であるメチルシクロペンタジエニールマンガントリカルボニルについても燃料中の安定性やエンジン内での堆積、またコストの問題から、使用は限定されている。現在ではこれらに代わり、下記のエーテル系をはじめとする含酸素化合物が中心となってきている。

・ メチルターシャリーブチルエーテル(MTBE)

・ エチルターシャリーブチルエーテル(ETBE)

・ ターシャリーアミルメチルエーテル(TAME)

◆ 関連項目

・高オクタン価ガソリン(ハイオクガソリン)

・セタン価

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