Vấn đề: đánh lửa trước và gõ

Trong một động cơ đánh lửa theo chu kỳ Otto bình thường, hỗn hợp nhiên liệu không khí được làm nóng do bị nén và sau đó được kích hoạt bởi bugi để đốt cháy nhanh chóng. Trong quá trình đốt cháy này, nếu phần không cháy của nhiên liệu trong buồng đốt bị đốt nóng (hoặc nén) quá nhiều, các túi nhiên liệu không cháy có thể tự bốc cháy (kích nổ) trước khi ngọn lửa chính chạm tới chúng. Sóng xung kích được tạo ra bằng cách kích nổ có thể gây ra áp lực cao hơn nhiều so với các bộ phận động cơ được thiết kế và có thể gây ra âm thanh "gõ" hoặc "ping". Việc gõ này có thể gây ra thiệt hại lớn cho động cơ nếu nghiêm trọng.

Các hệ thống quản lý động cơ được sử dụng điển hình nhất được tìm thấy trong ô tô ngày nay có cảm biến tiếng gõ để theo dõi nếu tiếng gõ được tạo ra do nhiên liệu được sử dụng bị nén. Trong các động cơ điều khiển máy tính hiện đại, thời điểm đánh lửa sẽ được hệ thống quản lý động cơ tự động thay đổi để giảm tiếng gõ xuống mức chấp nhận được.

Isooctan như là một tiêu chuẩn tham khảo

Octan là một họ hydrocarbon là thành phần tiêu biểu của xăng. Chúng là những chất lỏng không màu, đun sôi khoảng 125 °C (260 °F). Một thành viên của họ octan, isooctan, được sử dụng làm tiêu chuẩn tham khảo để chuẩn hóa xu hướng của nhiên liệu xăng hoặc LPG để chống lại việc tự bốc cháy.

Chỉ số octan của xăng được đo trong động cơ thử nghiệm và được xác định bằng cách so sánh với hỗn hợp 2,2,4-trimethylpentane (iso-octan) và heptane có khả năng chống va đập tương tự như nhiên liệu được thử nghiệm: phần trăm, tính theo thể tích, của 2,2,4-trimethylpentane trong hỗn hợp đó là số octan của nhiên liệu. Ví dụ, xăng có cùng đặc tính gõ như hỗn hợp 90% iso-octan và 10% heptane sẽ có chỉ số octan là 90.[2] Xếp hạng 90 không có nghĩa là xăng chỉ chứa iso-octan và heptane ở những tỷ lệ này nhưng nó có đặc tính kháng kích nổ tương tự (nói chung, xăng được bán cho sử dụng chung không bao giờ chỉ bao gồm iso-octan và heptane; nó là hỗn hợp của nhiều hydrocarbon và thường là các chất phụ gia khác). Bởi vì một số nhiên liệu có khả năng chống gõ mạnh hơn iso-octan tinh khiết, định nghĩa đã được mở rộng để cho phép số octan lớn hơn 100.

Chỉ số Octane không phải là chỉ số về hàm lượng năng lượng của nhiên liệu. (Xem Hiệu ứng bên dưới và Nhiệt của quá trình đốt cháy). Chúng chỉ là thước đo cho xu hướng đốt cháy nhiên liệu một cách có kiểm soát, thay vì bùng nổ một cách không kiểm soát.[3] Khi số octan tăng lên bằng cách pha trộn ethanol, hàm lượng năng lượng trên mỗi thể tích sẽ giảm. BTU Ethanol có thể được so sánh với BTU xăng trong nhiệt của bảng đốt cháy.

Nhiên liệu có thể có chỉ số octan nghiên cứu (RON) hơn 100, vì iso-octan không phải là chất chống va đập mạnh nhất hiện có. Nhiên liệu đua, avgas, LPG và nhiên liệu cồn như methanol có thể có chỉ số octan là 110 hoặc cao hơn đáng kể. Các chất phụ gia xăng "tăng cường octan" điển hình bao gồm MTBE, ETBE, isooctan và toluene. Chì dưới dạng tetraethyllead đã từng là một chất phụ gia phổ biến, nhưng việc sử dụng nó làm nhiên liệu cho phương tiện giao thông đường bộ đã dần bị loại bỏ trên toàn thế giới, bắt đầu từ những năm 1970.[4]