ガソリンでレギュラーとかハイオクとか軽油とかありますがなにがちがうのですか？ 値段が違うとか言わないでください

Question

補足

てことはハイオクは速度の速いフェラーリやポルシェとかにつかうのですか？

Answer 1

第一に、軽油はガソリンじゃ無い。

貴殿は自動車の燃料をすべてガソリンと把握しているようだが、エンジンの種類によってガソリンか軽油かが変わる。軽油はディーゼルエンジンを採用している自動車の燃料。ディーゼルエンジン自動車は軽油しか使えない。同様にガソリンエンジン自動車に軽油を入れたら、エンジンは止まる。

ガソリンの種類として、レギュラーとハイオクがある。相違点はオクタン価の違い。オクタン価が高い燃料は、高圧縮比に耐えることが出来るので、一般的に高出力エンジン専用の燃料として扱われる。
火を付けたときの単純な発熱量は、レギュラーだろうがハイオクだろうが大した違いは無く、引火性も変わるものでは無い。

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補足より。
速度が速いかどうかでハイオクを使うかどうかは決まりませんが、フェラーリやポルシェのガソリンエンジンモデルならまず間違いなくハイオク指定でしょうねぇ。
ポルシェも車種によってはディーゼルエンジンを採用したモデルがある。日本には正規輸入されてないはずですが、ポルシェパナメーラやポルシェカイエンにはディーゼルエンジン搭載グレードがある。当然ながらポルシェでもディーゼルなら軽油。

日本車でも、インプレッサWRXやランサーエボリューションなどのようにエンジン性能第一に開発されたモデルはハイオク専用エンジンだったりする。

天邪鬼な例では、アウディやプジョーは、レーシングカーでも軽油を使用するディーゼルエンジンを採用したりしています。ルマン24時間ではここ数年ディーゼルエンジン車しか優勝してませんし。

Answer 2

●ガソリンには2種類あります
オクタン価という指標の違いで，下記の2種類があります。ここでオクタン価は「実勢値」です。

・ハイオク ＝ プレミアムガソリン （オクタン価＝100）
・レギュラーガソリン （オクタン価＝91）

●オクタン価の違いとガソリンの組成は？

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★材料による分類 … ここで，（ ）内は，オクタン価

★ハイオクの成分 （例）
ヘビーリフォーメート 50% （105）
ライトFCCガソリン 30% （95）
アルキレート 10% （96）
ブタン 5% （98）
ライトリフォーメート 5% （80）

★レギュラーの成分 （例）
FCCガソリン 50% （92）
ライトリフォーメート 20% （80）
ヘビーリフォーメート 15% （105）
ライトナフサ 10% （69）
ブタン 5% （98）

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★構成する炭化水素の違いは？
ガソリンは200～300種類の炭化水素の集合体です。ここでハイオクとレギュラーでは下記のような違いがあります｡

・炭素数 … ハイオクの方が少ない。炭素が少ない炭化水素ほど，オクタン価が高いため
例）
炭素数２（エタン） 112
炭素数３（プロパン） 110
炭素数４（ブタン） 96
炭素数６（ヘキサン） 23

・炭化水素の形状 … ハイオクほど，直線上（直鎖）より，輪（環：リング）状が多い。ハイオクほど，炭素の位置の分岐が多い。これも環や分岐が多いほど，オクタン価が高いためです

●どうやってガソリンを作るのか？
数十年前までは，石油の蒸留温度で分類していましたが，この方法では効率的にオクタン価の高いガソリンをつくれません。このため現在は，オクタン価を高めるため，ガソリン以外の成分を改質して，ガソリンにしたり，オクタン価を高めるために改質しています。つまり炭化水素の分解と合成をおこなってつくります。

●どうしてハイオクは高いのか？

ハイオクが高価なのは、製造工程で手間（特に下記の★印）がかかっているためです。

■プレミアムガソリン成分
・脱ベンゼン改質ガソリン … ナフサ→脱硫→接触改質装置（★）
・イソガソリン … ナフサ→脱硫→分留
・アルキレートガソリン … 常圧残油→脱硫→接触分解→アルキレーション装置（★）

■レギュラーガソリン成分
・軽質分解ガソリン … 常圧残油→蒸留→脱硫→接触分解装置（★）
・脱ベンゼン改質ガソリン （ハイオクと共通）
・軽質・異性化ナフサ … （ナフサ→脱硫→分留）あるいは（ナフサ→脱硫→異性化装置）
・分解ガソリン … 常圧残油→脱硫→接触分解

●どうしてオクタン価を高める必要があるのか？
ガソリンエンジンは，点火プラグで点火し，その時生まれた火炎が燃焼室内に広がっていきます。ところがエンジンの圧縮比が高かったり，エンジンが十分冷却されていないと，火炎が混合気に届く前に燃焼を始めることがありました。これを「自発火（じはっか）」といいます。
これは燃焼室の隅にある混合気が周囲の熱と圧力で勝ってに燃焼開始することです。この燃焼は非常に短時間におこなわれるため，急激な圧力上昇があります。この時，燃焼室の壁面にある温度境界層（200℃以上の温度差）を破壊します。つまり燃焼した高温ガスが壁面に直接触れます。壁面は200℃くらいで強度が半分以下になり，600℃くらいで溶融し始めますので，エンジンが破損します。この現象を「ノッキング」といいます。
ノッキング時，キンキンとかカンカンという金属音がするので，「ノック」とか「ノッキング」と呼ばれます。多少のノックでは，エンジンは破損しませんが，常時，発生したり，高回転時に発生すると，確実に破損します。
このノッキングを抑える指標を「オクタン価」といいます。高いほど，ノックを抑えることができます。
スポーツカーのエンジンは高出力なので，高い圧縮比のエンジンであり，ノッキングしやすい状態です。このためオクタン価を高めたハイオクを使うことで，ノックを抑えつつ，高出力を実現しています。

●燃費差は？
ハイオクの方が，発熱量は1.7%多いのですが，いちばん効くのは，圧縮比向上による熱効率の改善です。だいたい圧縮比が1.0～1.5上昇します。これにより熱効率は，2～3%向上し，最大出力も大きくなります。

●軽油とガソリンの違いは？
燃焼開始温度が異なります。

・発火点比較 （火炎がないとき，燃焼にいたる温度）
ガソリン＝456℃
軽油＝240℃ ～ 軽油の方が低い

・引火点比較 （火炎があるとき，燃焼状態にいたる温度）
ガソリン＝約－30℃ ～ ガソリンの方が低い
軽油＝約47℃

→ 加圧して高い圧力，温度にして発火しやすいのは，軽油
→ 火花で点火して，発火しやすいのは，ガソリン

つまり高い圧縮で火がつきやすいのは「軽油」の方です。このためディーゼルエンジンでは，高い圧縮比が必要です。ちなみにディーゼルエンジンにガソリンを入れても，一般に燃焼しません。

簡単ですが，ご参考になれば幸いです。