今さら聞けない『オクタン価』！理系がわかりやすく解説！

突然ですが、

と思っているのではないでしょうか？

・『オクタン』とは？

・ガソリンエンジンの仕組み→ノッキングとは？

この2点を抑えれば、『オクタン価』について完全理解することが出来ます！

また、同時に『セタン価』についても理解できますよ！

この記事では、化学系出身である筆者が『オクタン価』についてがっつり解説していきます！

そもそも『オクタン』って何？

皆さんは、『オクタン』という単語を聞いて何を連想するでしょうか？

タコ型のポケモン？もしくは、APEXに登場するキャラクター？

ここで、

『オクタンと言ったらあの化合物でしょ！』

と思った方はご名答です。

結論としては、

『オクタン価』の『オクタン』とは物質(化合物)の1種

です。

もちろん、何それ？と思う方もいると思います。

そういった方でも『メタンガス』や『プロパンガス』ならなんとなく聞いたことあるでしょうか。

『オクタン(octane)』は、そんな『メタン(methane)』や『プロパン(propane)』の仲間です。

化合物を分類するとき、語尾が同じだと同じ種類の化合物となります。

実際、”octane”, “methane”, “propane”はいずれも語尾に”ane”というのがついていますよね。

例えば、アルコールに分類される『メタノール(methanol)』や『エタノール(ethanol)』なんかもそうです。

『メタン』・『プロパン』・『オクタン』と同種の化合物を一覧にすると下図のようになります！

図　『アルカン』の一覧

上記のような、炭素(C)と水素(H)から成っており、かつ1本の結合で結ばれている化合物は『アルカン』と呼ばれています。

つまり、

オクタンは『アルカン』かつ炭素(C)の数が8の化合物

です。

ところで、炭素数7~10の接頭辞である

“hept”、”oct”、”non”、”dec”

を並べて読んでみると、どこかで聞いたことがあるフレーズだと思いませんか？

実は、7~10の接頭辞は、september(9月)、october(10月)、november(11月)、december(12月)から来ており、これらの接頭辞は(月の数)-2になっています。

つまり、オクタンという単語の接頭辞は”october”と由来が同じです！

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『オクタン価』って何？

『オクタン価』を理解するためには、ガソリンエンジンの仕組みについて知っておくことが不可欠です。

普段自動車に乗っている方でも、仕組みはよく知らないという方も多いのではないでしょうか？

その仕組みは、簡単にまとめると『➀吸気、②圧縮、➂爆発・膨張、④排気』の4つのプロセスから構成されます。

https://rentacar.carlifestadium.com/blog/trivia/138

「これで自動車博士！車の構造と仕組みを知ろう」　カースタレンタカー　(2024年10月27日引用)

これらの4つの過程を1サイクルとして、皆さんが乗っている自動車のエンジンが機能しています。

ここで、『②圧縮』の過程で混合気は圧縮されていますが、この過程で混合気の温度はどうなるかわかりますか？

実は、

圧縮すると混合気の温度は上昇します。

つまり、混合気をどんどん圧縮するとどうなるかというと、

混合気をどんどん圧縮→混合気の温度がどんどん上昇→混合気が発火する(自己着火する)

のように、最終的に発火する(自己着火する)わけです。

この

自己着火=『ノッキング』(→エンジンにダメージ)

を表しています。

オクタン価は、『ノッキングのしにくさ(アンチノック性)を表す数値』とよく言われます。

つまり、

いかに自己発火によってエンジンにダメージを与えることがないか

をオクタン価は表しているんですね！

したがって、オクタン価はある程度高い値の方が望ましいということになります。

では、その数値はどのように決まっているのでしょうか？

それは、以下のような『イソオクタン』と『ヘプタン』が基準にされています。

イソオクタンはオクタンと同じく炭素の数が8個ですが、オクタンと違って枝分かれがあります。

『オクタン価なのに、「イソオクタン」と「ヘプタン」が基準なの？』

と思いますが、そういう定義なんだと納得してほしいです。

それで、このオクタン価の違いによって、『ハイオク』と『レギュラー』に分類されています。

JIS規格によると、

です。

これらを知っておけば、『ハイオク』という名前が『オクタン価が高い(high)』から来ていることが分かりますね！

ちなみに、一般にイソオクタンのように分岐があるような化合物の方が、ヘプタンのような分岐のない直鎖型の化合物よりもオクタン価が高いです。

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セタン価との違いは？

皆さんは「セタン価」というのを聞いたことはあるでしょうか？

こちらは先ほどのガソリンエンジンではなく、トラックなどの大型車のように燃料として軽油を使うディーゼルエンジンに対して適用される概念です。

ところで、ガソリンエンジンの仕組みとディーゼルエンジンの仕組みは似ていますが微妙に違いがあります。

先ほどご紹介したように、ガソリンエンジンでは混合気を圧縮し、それを点火して発火させていましたよね。

しかし、ディーゼルエンジンでは混合気ではなく空気を圧縮し、その高温の空気に軽油を噴霧して発火させます。

つまり、軽油を噴霧することで発火してほしいので、自己着火しやすい方が良いということになります。

ここで導入された指標が『セタン価』です。

具体的には、

というように、セタン価はいかに自己着火しやすいかを表しています。

つまり、オクタン価とセタン価は全く逆の指標と言えますね！

ちなみに、セタンというのは、オクタンが炭素が8個つながった化合物だったのと比べて、こちらは炭素が16個つながった化合物です。

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最後に

この記事では、『オクタン価』について理系目線から徹底解説してきました。

オクタンという化合物はなかなか馴染み深いものではないと思いますが、一種の「常識」としてこの機会に頭に入れて置くといいかもしれません！

ぜひ参考にしてみてくださいね！