ISO 5163:2014

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 5163
Fourth edition
2014-06-01
Petroleum products — Determination
of knock characteristics of motor and
aviation fuels — Motor method
Produits pétroliers — Détermination des caractéristiques
antidétonantes des carburants pour moteurs automobiles et aviation
— Méthode moteur
Reference number
ISO 5163:2014(E)
©
ISO 2014

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ISO 5163:2014(E)

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ISO 5163:2014(E)

Contents Page
Foreword .v
Introduction .vi
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 2
4 Principle . 3
5 Reagents and reference materials . 4
6 Apparatus . 5
7 Sampling and sample preparation . 6
8 Basic engine and instrument settings and standard operating conditions .6
8.1 Installation of engine equipment and instrumentation . 6
8.2 Engine speed . 7
8.3 Valve timing . 7
8.4 Valve lift . 7
8.5 Intake valve shroud . 7
8.6 Carburettor venturi . 7
8.7 Direction of engine rotation . 8
8.8 Valve clearances . 8
8.9 Oil pressure . 8
8.10 Oil temperature . 8
8.11 Cylinder jacket coolant temperature . 8
8.12 Intake air temperature . 8
8.13 Intake mixture temperature . 8
8.14 Intake air humidity . 9
8.15 Cylinder jacket coolant level. 9
8.16 Engine crankcase lubricating oil level. 9
8.17 Crankcase internal pressure . 9
8.18 Exhaust back-pressure . 9
8.19 Exhaust and crankcase breather system resonance . 9
8.20 Belt tension .10
8.21 Rocker arm carrier support basic setting .10
8.22 Rocker arm carrier basic setting .10
8.23 Rocker arm and push rod length basic settings .10
8.24 Basic spark setting .10
8.25 Basic ignition timer transducer to rotor vane gap setting .10
8.26 Basic ignition timer control arm setting .10
8.27 Spark-plug gap .11
8.28 Basic cylinder height setting .11
8.29 Fuel-air ratio .12
8.30 Carburettor cooling .13
8.31 Knockmeter reading limits .13
8.32 Detonation meter spread and time constant settings .13
9 Engine calibration and qualification .13
9.1 General .13
9.2 Engine fit-for-use qualification .14
9.3 Fit-for-use procedure in the 79,6 MON to 94,7 MON range .14
9.4 Fit-for-use procedure below 79,6 MON and above 94,7 MON .15
9.5 Checking performance on check fuels .15
10 Procedure.16
10.1 General .16
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ISO 5163:2014(E)

10.2 Start-up .16
10.3 Calibration .16
10.4 Sample fuel .17
10.5 Primary reference fuel No. 1 .17
10.6 Primary reference fuel No. 2 .18
10.7 Additional measurement readings .18
10.8 Special instructions for ratings above 100,0 MON .18
11 Calculation .19
12 Expression of results .19
13 Precision .20
13.1 General .20
13.2 Repeatability, r . 21
13.3 Reproducibility, R . 21
13.4 Precision at lower barometric pressure . .22
13.5 Precision for fuels containing 15% to 25% (V/V) ethanol .22
14 Test report .22
14.1 Motor spark-ignition engine fuels .22
14.2 Aviation piston-engine fuels .22
Annex A (informative) Test variable characteristics .23
Bibliography .26
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ISO 5163:2014(E)

Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2. www.iso.org/directives
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of any
patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or on
the ISO list of patent declarations received. www.iso.org/patents
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation on the meaning of ISO specific terms and expressions related to conformity
assessment, as well as information about ISO’s adherence to the WTO principles in the Technical Barriers
to Trade (TBT), see the following URL: Foreword - Supplementary information
The committee responsible for this document is ISO/TC 28, Petroleum products and lubricants.
This fourth edition cancels and replaces the third edition (ISO 5163:2005). It also incorporates the
Technical Corrigendum ISO 5163:2005/Cor.1:2008. Besides improving the understanding of some of the
procedures, the main revision lays in the introduction of the so-called digital detonation meter. The
revision includes allowances both measurement systems:
a) the knock measurement system based on analogue technology, and
b) the XCP digital technology used in the digital detonation meter.
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Introduction
The purpose of this International Standard is to accord ISO status to a test procedure that is already used
in a standardized form all over the world. The procedure in question is published by ASTM International
as Standard Test Method D 2700-12. This International Standard is based on combining two former test
[1] [2]
methods for motor spark-ignition and aviation piston engine concepts
By publishing this International Standard, ISO recognizes that this method is used in its original text in
many member countries and that the standard equipment and many of the accessories and materials
required for the method are obtainable only from specific manufacturers or suppliers. To carry out the
procedure requires reference to annexes and appendices of ASTM D 2700-12. The annexes detail the
specific equipment and instrumentation required, the critical component settings and adjustments, and
include the working tables of referenced settings. The appendices provide background and additional
insight about auxiliary equipment, operational techniques and the concepts relative to proper
maintenance of the engine and instrumentation items.
The accumulated motor and aviation-type fuel data relating to knock characteristics determined in
many countries has, for many years, been based on the use of the CFR engine and the ASTM octane
test methods. Accepted worldwide, petroleum industry octane number requirements for motor and
1)
aviation-type fuels are defined by the motor method and associated CFR F-2 Octane Rating Unit , which
emphasizes the need for this method and test equipment to be standardized. The initiation of studies
to use a different engine for ISO purposes has therefore been considered an unnecessary duplication of
effort.
It is further recognized that this method for rating motor and aviation-type fuels, which does include
metric operating conditions, is nevertheless an exceptional case in that the CFR engine is manufactured
to inch dimensions and requires numerous settings and adjustments to inch dimensions. Application of
metrication to these dimensions and tolerances can only be accomplished by strict numerical conversion
which would not reflect proper metric engineering practice. Attempts to utilize metric measurement
instruments for checking component dimensions to the numerically converted metric values would only
introduce an additional source of test variability.
For these reasons, it has been considered desirable by ISO Technical Committee 28, Petroleum products
and lubricants, to adopt the ASTM D 2700 standard rewritten to comply with the ISO Directives, Part 2,
Rules for the structure and drafting of International Standards. However, this International Standard refers
to annexes and appendices of ASTM D 2700 without change because of their extensive detail. These
annexes and appendices are not included in this International Standard because they are published in
the Annual Book of ASTM Standards, Section 5.
Due to identified component obsolescence issues, the original, analogue control panel has been replaced
by the manufacturer by the new digital panel. Service parts availability for the analogue system will be
[8]
phased out in the future. Research work was executed by ASTM International to check whether there
was statistically observable systemic bias between the 501C and the new digital knock measurement
system.
With respect to precision ISO and ASTM technical committees concluded that there was numerically
comparable precision for repeatability between the 501C and new panel knock measurement systems,
and no statistically observable difference for reproducibility between the 501C and new panel knock
measurement systems. For Motor octane number results, the evaluation detected neither a statistically
observable bias between the two systems nor sample-specific bias, so the results obtained by the two
knock measurement systems are practically equivalent (as obtained, no bias correction required). This
means that the new CFR octane panel could be included in the test method.
1) The sole manufacturer of the Model CFR F-2 Octane Rating Unit is Waukesha Engine, Dresser, Inc., 1000 West
St. Paul Avenue, Waukesha, WI 53188, USA.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 5163:2014(E)
Petroleum products — Determination of knock
characteristics of motor and aviation fuels — Motor
method
WARNING — The use of this International Standard may involve hazardous materials, operations
and equipment. This International Standard does not purport to address of the safety problems
associated with its use. It is the responsibility of the user of this International Standard to
establish appropriate safety and health practices and determine the applicability of regulatory
limitations prior to use.
1 Scope
This International Standard establishes the rating of liquid spark-ignition engine fuel in terms of
an arbitrary scale of octane numbers using a standard single-cylinder, four-stroke cycle, variable-
compression ratio, carburetted, CFR engine operated at constant speed. Motor octane number (MON)
provides a measure of the knock characteristics of motor fuels in automotive engines under severe
conditions of operation. The motor octane number provides a measure of the knock characteristics of
aviation fuels in aviation piston engines, by using an equation to correlate to aviation-method octane
number or performance number (lean-mixture aviation rating).
This International Standard is applicable for the entire scale range from 0 MON to 120 MON, but the
working range is 40 MON to 120 MON. Typical motor fuel testing is in the range of 80 MON to 90 MON.
Typical aviation fuel testing is in the range of 98 MON to 102 MON.
This International Standard is applicable for oxygenate-containing fuels containing up to 4,0 % (m/m)
oxygen and for gasoline containing up to 25 % (V/V) ethanol.
NOTE 1 Although 25 % (V/V) of ethanol corresponds to approximately 9 % (m/m) oxygen, full applicability of
this test method for that oxygen range has only been checked for gasoline type of fuels.
NOTE 2 Work is under way to check the possibility to use the method for gasoline containing up to 85 % (V/V)
ethanol.
NOTE 3 This International Standard specifies operating conditions in SI units but engine measurements may
be specified in inch-pound units because these were the units used in the manufacture of the equipment, and thus
some references in this International Standard include these units in parenthesis.
NOTE 4 For the purposes of this standard, the terms “% (m/m)” and “% (V/V)” are used to represent the mass
fraction, µ, and the volume fraction, φ, of a material respectively.
2 Normative references
The following documents, in whole or in part, are normatively referenced in this document and are
indispensable for its application. For dated references, only the edition cited applies. For undated
references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 3170, Petroleum liquids — Manual sampling
ISO 3171, Petroleum liquids — Automatic pipeline sampling
ISO 3696, Water for analytical laboratory use — Specification and test methods
ISO 4787, Laboratory glassware — Volumetric instruments — Methods for testing of capacity and for use
ASTM D2700-12, Standard Test Method for Motor Octane Number of Spark-Ignition Engine Fuel
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3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
3.1
accepted reference value
ARV
value that serves as an agreed-upon reference for comparison, and which is derived as: a theoretical or
established value, based on scientific principles, an assigned or certified value, based on experimental
work of some national or international organization, or a consensus or certified value, based on
collaborative experimental work under the auspices of a scientific or engineering group
3.2
check fuel
fuel of selected characteristics that has a MON assigned reference value determined by round-robin
testing by multiple engines in different locations
3.3
cylinder height
relative vertical position of the CFR engine cylinder with respect to the piston at top dead centre (t.d.c.)
or the top machined surface of the crankcase
3.4
dial indicator reading
numerical indication of cylinder height, indexed to a basic setting when the engine is motored with the
compression ratio set to produce a specified compression pressure
Note 1 to entry: The dial indicator reading is expressed in thousandths of an inch.
3.5
digital counter reading
numerical indication of cylinder height, indexed to a basic setting when the engine is motored with the
compression ratio set to produce a specified compression pressure
3.6
detonation meter
knock signal conditioning instrumentation that accepts the electrical signal from the detonation pickup
and produces an output signal for display
Note 1 to entry: The meter is either analogue or digital.
3.7
detonation pickup
magnetostrictive-type transducer that threads into the engine cylinder to sense combustion-chamber
pressure and provide an electrical signal proportional to the rate-of-change of that cylinder pressure
3.8
firing
engine operation with fuel and ignition
3.9
fuel-air ratio for maximum knock intensity
proportion of fuel to air that produces the highest knock intensity for each fuel
3.10
guide table
tabulation of the specific relationship between cylinder height and octane number for the CFR engine
operated at standard knock intensity and a specified barometric pressure
2 © ISO 2014 – All rights reserved

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3.11
knock
abnormal combustion, often producing an audible sound, caused by auto-ignition of the air-fuel mixture
3.12
knock intensity
measure of engine knock
3.13
knockmeter
indicating meter with a division scale that displays the knock intensity signal from the detonation meter
Note 1 to entry: The meter is either analogue or digital.
3.14
lean mixture aviation rating
indication of the knock resistance for a fuel operating in an aviation piston engine under lean fuel-air
ratio conditions
3.15
motoring
engine operation without fuel and with the ignition shut off
3.16
motor octane number
MON
numerical rating of knock resistance for a fuel obtained by comparing its knock intensity with that
of primary reference fuels of known motor octane number when tested in a standardized CFR engine
operating under conditions specified in this International Standard
3.17
oxygenate
oxygen-containing organic compound, such as various alcohols or ethers, used as a fuel or fuel supplement
3.18
primary reference fuel
PRF
2,2,4-trimethylpentane (iso-octane), n-heptane, volumetrically proportioned mixtures of iso-octane
with n-heptane, or blends of tetraethyl lead in iso-octane, which define the octane number scale
3.19
spread
sensitivity of the detonation meter expressed in knockmeter divisions per octane number
3.20
toluene standardization fuel blend
TSF blend
volumetrically proportioned blend that has MON accepted reference value and specified rating tolerances
4 Principle
A sample fuel, operating in a CFR engine at the fuel-air ratio that maximizes its knock, is compared to
primary reference fuel blends to determine that blend which, when operated at the fuel-air ratio that
maximizes its knock, would result in both fuels producing the same standard knock intensity when
tested at the same engine compression ratio. The volumetric composition of the primary reference fuel
blend defines both its octane number and that of the sample fuel.
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5 Reagents and reference materials
5.1 Cylinder-jacket coolant, consisting of water conforming to grade 3 of ISO 3696. Water shall be used
in the cylinder jacket for laboratory locations where the resultant boiling temperature is 100 °C ± 1,5 °C
(212 °F ± 3 °F). Water with commercial glycol-based antifreeze added in sufficient quantity to meet the
boiling temperature requirement shall be used when laboratory altitude dictates.
A commercial multi-functional water treatment material should be used in the coolant to minimize
corrosion and mineral scale that can alter heat transfer and rating results.
5.2 Carburettor coolan
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 5163
Quatrième édition
2014-06-01
Produits pétroliers — Détermination
des caractéristiques antidétonantes
des carburants pour moteurs
automobiles et aviation — Méthode
moteur
Petroleum products — Determination of knock characteristics of
motor and aviation fuels — Motor method
Numéro de référence
ISO 5163:2014(F)
©
ISO 2014

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ISO 5163:2014(F)

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l’internet ou sur un Intranet, sans autorisation écrite préalable. Les demandes d’autorisation peuvent être adressées à l’ISO à
l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
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Publié en Suisse
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Sommaire Page
Avant-propos .v
Introduction .vi
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 2
4 Principe . 4
5 Réactifs et produits de référence . 4
6 Appareillage . 6
7 Échantillonnage et préparation des échantillons . 7
8 Réglages de base du moteur et des instruments et conditions opératoires de base .7
8.1 Installation de l’équipement et de l’instrumentation du moteur . 7
8.2 Régime de rotation du moteur . 7
8.3 Calage de la distribution . 7
8.4 Levée de soupape . 8
8.5 Déflecteur de la soupape d’admission . 8
8.6 Venturi du carburateur . 8
8.7 Sens de rotation du moteur. 8
8.8 Jeux aux soupapes . 8
8.9 Pression d’huile . 9
8.10 Température d’huile . 9
8.11 Température du liquide de refroidissement du cylindre . 9
8.12 Température de l’air à l’admission . 9
8.13 Température du mélange à l’admission . 9
8.14 Humidité de l’air à l’admission . 9
8.15 Niveau du liquide de refroidissement du cylindre .10
8.16 Niveau du lubrifiant du carter moteur .10
8.17 Pression interne dans le carter .10
8.18 Contre-pression d’échappement .10
8.19 Résonance de l’échappement et du reniflard du carter .10
8.20 Tension des courroies .10
8.21 Réglage de base des supports de porte-culbuteur .10
8.22 Réglage de base des porte-culbuteurs .11
8.23 Réglages de base des culbuteurs et des longueurs de tiges poussoirs .11
8.24 Réglage de l’avance à l’allumage de base .11
8.25 Réglage de l’entrefer entre le thyristor et la cible du rotor .11
8.26 Réglage de base du dispositif de variation d’avance à l’allumage .11
8.27 Écartement des électrodes de bougie .11
8.28 Réglage de base de la hauteur de cylindre .12
8.29 Rapport carburant/air .13
8.30 Refroidissement du carburateur .14
8.31 Limites de lecture de l’indicateur d’intensité de cliquetis .14
8.32 Réglage du gain et de la constante de temps de l’amplificateur électronique de signaux .14
9 Étalonnage et qualification du moteur .14
9.1 Généralités .14
9.2 Qualification du moteur .15
9.3 Procédure de qualification pour le domaine 79,6 MON à 94,7 MON .15
9.4 Procédure de qualification en dessous de 79,6 MON et au-dessus de 94,7 MON .16
9.5 Contrôle de la mesure avec des carburants de contrôle .17
10 Mode opératoire.17
10.1 Généralités .17
© ISO 2014 – Tous droits réservés iii

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ISO 5163:2014(F)

10.2 Démarrage .17
10.3 Étalonnage .17
10.4 Échantillon de carburant .18
10.5 Carburant de référence primaire n°1 .19
10.6 Carburant de référence primaire n°2 .19
10.7 Relevés additionnels des mesures .20
10.8 Instructions spéciales pour les mesures au dessus de 100 MON .20
11 Calculs .20
12 Expression des résultats.21
13 Fidélité .22
13.1 Généralités .22
13.2 Répétabilité (r) .23
13.3 Reproductibilité (R) .23
13.4 Fidélité à des pressions barométriques inférieures .24
13.5 Fidélité pour des carburants contenant 15 à 25 % (V/V) d’éthanol .24
14 Rapport d’essai .24
14.1 Carburants pour moteurs à allumage commandé .24
14.2 Carburants pour moteurs aviation à pistons .24
Annexe A (informative) Caractéristiques des variables d’essai .26
Bibliographie .29
iv © ISO 2014 – Tous droits réservés

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ISO 5163:2014(F)

Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux.
L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne
la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/CEI, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents
critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/CEI, Partie 2, www.iso.
org/directives.
L’attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant les
références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de l’élaboration
du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou sur la liste ISO des déclarations de brevets reçues,
www.iso.org/brevets.
Les éventuelles appellations commerciales utilisées dans le présent document sont données pour
information à l’intention des utilisateurs et ne constituent pas une approbation ou une recommandation.
Pour une explication de la signification des termes et expressions spécifiques de l’ISO liés à l’évaluation de
la conformité, aussi bien que pour des informations au-sujet de l’adhésion de l’ISO aux principes de l’OMC
concernant les obstacles techniques au commerce (OTC) voir le lien suivant: Foreword - Supplementary
information.
Le comité en charge de ce document est l’ISO/TC 28, Produits pétroliers et lubrifiants.
La présente quatrième édition annule et remplace la troisième (EN/ISO 5163:2005). Elle prend en
compte également le Corrigendum Technique ISO 5163:2005/Cor.1:2008. Outre l’amélioration de la
compréhension de certaines procédures, la révision principale porte sur l’introduction de l’amplificateur
électronique de signaux numériques. La révision comprend des prescriptions pour les deux systèmes de
mesurage du cliquetis:
a) le système basé sur une technologie analogique, et
b) le système à technologie numérique XCP utilisé dans l’amplificateur électronique de signaux
numériques.
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ISO 5163:2014(F)

Introduction
L’objet de la présente Norme internationale est d’accorder le statut ISO à une méthode d’essai qui est
déjà utilisée dans le monde entier sous une forme normalisée. La méthode en question est publiée par
«ASTM International» comme Méthode d’essai normalisée D 2700-12. La présente Norme internationale
est basée sur une combinaison de deux anciennes méthodes d’essai relatives aux moteurs automobile à
[1] [2]
allumage commandé et aux moteurs aviation à pistons.
En publiant la présente Norme internationale, l’ISO reconnaît que la présente méthode est utilisée dans
sa forme originelle dans beaucoup de pays membres et que l’appareillage de base ainsi que nombre des
accessoires et équipements nécessaires ne sont disponibles qu’auprès de fabricants et de fournisseurs
spécifiques. Pour la mise en œuvre de la méthode, il faut se référer aux annexes et appendices de
l’ASTM D 2700-12. Les annexes indiquent en détail les accessoires et l’instrumentation qui sont
nécessaires, les réglages et ajustements critiques, et comportent les tableaux à appliquer pour les
réglages de référence. Les appendices fournissent le contexte ainsi que des données complémentaires
sur l’appareillage auxiliaire, les techniques opératoires et des notions pour une bonne maintenance du
moteur et de l’appareillage.
Depuis de nombreuses années et dans de nombreux pays, un grand nombre de résultats ont été archivés
sur les caractéristiques antidétonantes des carburants pour moteur automobile et aviation, tous basés
sur l’utilisation du moteur CFR et des méthodes ASTM de mesure de l’octane. Acceptées dans le monde
entier, les exigences d’indice d’octane pour les carburants pour moteur automobile et aviation de
l’industrie pétrolière sont définies sur la base de la méthode moteur et du moteur «CFR F-2 Octane
1)
Rating Unit» qui lui est associé. Cela met en relief le besoin pour cette méthode et pour ce moteur d’être
normalisés. Il est apparu aussi que le lancement d’études de développement d’un nouveau moteur pour
l’ISO aurait représenté un double emploi inutile.
Par ailleurs, il est admis que la présente méthode de mesure sur des carburants pour moteurs automobile
et aviation, qui comprend des exigences opératoires en unités SI, est un cas exceptionnel car le moteur
CFR a par construction des dimensions en pouces, et requiert de nombreux réglages et ajustements
exprimés en pouces. L’application des unités SI à ces dimensions et tolérances ne pourrait donc se faire
que par une stricte conversion numérique, ce qui ne reflèterait pas une pratique en unités SI. Toute
tentative d’utilisation d’appareils de mesure en unités SI pour vérifier des dimensions de composants
converties numériquement en unités SI ne ferait qu’ajouter une source supplémentaire d’incertitude.
Pour l’ensemble de ces raisons, le comité technique ISO/TC 28 Produits pétroliers et lubrifiants a jugé
souhaitable d’adopter la norme ASTM D 2700 en la réécrivant de façon à la rendre conforme aux
Directives ISO, Partie 2, Règles de structure et de rédaction des Normes internationales. Cependant la
présente Norme internationale donne référence à des annexes et appendices de l’ASTM D 2700 sans
changement, car il s’agit de textes très détaillés. Ces annexes et appendices ne sont pas repris dans la
présente Norme internationale car ils existent dans le recueil annuel des normes ASTM, Section 5.
En raison de problèmes d’obsolescence de certains de ses composants, le panneau de contrôle analogique
d’origine a été remplacé par le constructeur par le nouveau panneau numérique. A l’avenir, les pièces
détachées pour le système analogique ne seront plus disponibles. Des travaux de recherche ont été
[8]
menés par «ASTM International» en vue de déterminer s’il existe un biais systémique observable
entre le système de mesurage 501C et le nouveau système numérique.
En ce qui concerne la fidélité, les comités techniques ISO et ASTM ont conclu que la fidélité était
numériquement comparable en termes de répétabilité entre les systèmes de mesurage, 501C et le
nouveau système numérique, et qu’il n’existe également pas de différence statistiquement observable
pour la reproductibilité. Pour les résultats d’indice d’octane moteur, l’évaluation n’a pas décelé de biais
statistiquement observable entre les deux systèmes, ni de biais lié aux échantillons. Les résultats
obtenus avec les deux systèmes de mesurage du cliquetis sont donc pratiquement équivalents (tels qu’ils
sont obtenus, sans correction de biais). Il en résulte que le nouveau panneau de contrôle du moteur CFR
peut être inclus dans la méthode d’essai.
1) Le seul fabricant du moteur modèle «CFR F-2 Octane Rating Unit» est Waukesha Engine, Dresser, Inc., 1000
West St. Paul Avenue, Waukesha, WI 53188, USA
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NORME INTERNATIONALE ISO 5163:2014(F)
Produits pétroliers — Détermination des caractéristiques
antidétonantes des carburants pour moteurs automobiles
et aviation — Méthode moteur
AVERTISSEMENT — L’utilisation de la présente Norme internationale peut impliquer
l’intervention de produits, d’opérations et d’équipements à caractère dangereux. La présente
norme internationale n’est pas censée aborder tous les problèmes de sécurité concernés par son
usage. Il est de la responsabilité de l’utilisateur de consulter et d’établir des règles de sécurité
et d’hygiène appropriées et de déterminer l’applicabilité des restrictions réglementaires avant
utilisation.
1 Domaine d’application
La présente Norme internationale spécifie une méthode de cotation des carburants liquides pour
moteurs à allumage commandé, exprimée sur une échelle arbitraire d’indice d’octane, en utilisant
un moteur monocylindre à quatre temps, à taux de compression variable, à carburateur, le moteur
CFR fonctionnant à vitesse constante. L’indice d’octane moteur (MON) constitue une mesure des
caractéristiques antidétonantes des carburants dans les moteurs pour automobiles dans des conditions
de fonctionnement sévères. L’indice d’octane moteur constitue une mesure des caractéristiques
antidétonantes des essences aviation dans les moteurs d’avion à pistons, en utilisant une équation pour
le corréler à l’indice d’octane méthode aviation, ou indice de performance (indice aviation mélange
pauvre).
La présente Norme internationale s’applique dans une gamme d’indices d’octane allant de 0 MON à
120 MON, mais les essais courants se font entre 40 MON et 120 MON. La gamme de mesure classique
pour les carburants moteurs va de 80 MON à 90 MON, tandis que pour les essences aviation elle va de
98 MON à 102 MON.
La présente Norme internationale est applicable aux carburants qui comportent des oxygénés et
contiennent au maximum 4,0 % (m/m) d’oxygène et aux essences contenant jusqu’à 25 % (V/V ) d’éthanol.
NOTE 1 Bien que 25 % (V/V) d’éthanol corresponde à approximativement 9 % (m/m) d’oxygène, l’applicabilité
complète de cette méthode d’essai à ce niveau d’oxygène n’a été vérifiée que pour les carburants de type essence.
NOTE 2 Des études sont actuellement en cours pour déterminer s’il est possible d’utiliser la méthode pour des
carburants contenant jusqu’à 85 % (V/V) d’éthanol.
NOTE 3 La présente Norme internationale définit les conditions opératoires en unités SI, mais les mesures
du moteur peuvent être spécifiées en unités «inch-pound», car ce sont les unités qui ont été utilisées pour la
construction de l’équipement, et ces unités sont quelquefois données entre parenthèses dans la présente Norme
Internationale.
NOTE 4 Pour les besoins de la présente norme, les expressions «% (m/m)» et «% (V/V)» représentent
respectivement la fraction massique,µ, et la fraction volumique, φ.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l’application du présent document. Pour
les références datées, seule l’édition citée s’applique. Pour les références non datées, la dernière édition
du document de référence s’applique (y compris les éventuels amendements).
ISO 3170, Produits pétroliers liquides — Échantillonnage manuel
ISO 3171, Produits pétroliers liquides — Échantillonnage automatique en oléoduc
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ISO 5163:2014(F)

ISO 3696, Eau pour laboratoire à usage analytique — Spécification et méthodes d’essai
ISO 4787, Verrerie de laboratoire — Instruments volumétriques — Méthodes de vérification de la capacité
et d’utilisation
ASTM D2700-12, Méthode d’essai normalisée pour la détermination de l’indice d’octane moteur des
carburants pour moteurs à allumage commandé
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s’appliquent.
3.1
Valeur de référence reconnue
ARV
Valeur servant de référence reconnue pour comparaison. Cette valeur est: une valeur théorique ou
établie basée sur des principes scientifiques, une valeur assignée ou certifiée basée sur des études
expérimentales d’une organisation nationale ou internationale ou valeur certifiée ou ayant fait l’objet
d’un consensus, basée sur des études expérimentales menées en collaboration et sous les auspices d’un
groupe d’ingénierie ou scientifique.
3.2
carburant de contrôle
carburant de caractéristiques choisies dont le MON constitue une valeur de référence qui a été déterminée
par un essai circulaire ayant mis en jeu différents moteurs dans différents lieux
3.3
hauteur de cylindre
position verticale relative du cylindre du moteur CFR par rapport au point mort haut (p.m.h.) du piston
ou à la surface usinée supérieure du carter
3.4
lecture au micromètre
indication numérique de la hauteur de cylindre rapportée à un réglage de base pour lequel le taux de
compression du moteur est réglé de façon à produire une pression de compression donnée
Note 1 à l’article: La lecture au micromètre est exprimée en millièmes d’inch.
3.5
lecture de compteur digital
indication numérique de la hauteur de cylindre, rapportée à un réglage de base pour lequel le taux de
compression du moteur est réglé de façon à produire une pression de compression donnée
3.6
amplificateur électronique de signaux
«detonation meter»
instrumentation de traitement du signal de cliquetis qui reçoit le signal électrique du capteur de
détonation et produit un signal de sortie pour l’affichage
Note 1 à l’article: Cet amplificateur est soit analogique soit numérique.
3.7
capteur de pression
transducteur de type magnétosensible qui se fixe dans le cylindre du moteur et qui, en réagissant à la
pression au sein de la chambre de combustion, envoie un signal électrique proportionnel à l’évolution de
cette pression de cylindre
3.8
allumage
fonctionnement du moteur alimenté en carburant et avec allumage
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ISO 5163:2014(F)

3.9
dosage carburant/air produisant l’intensité maximale de cliquetis
proportion de carburant par rapport à l’air qui produit l’intensité maximale de cliquetis, ceci pour
chaque carburant
3.10
tableau guide
expression sous forme de tableau de la relation spécifique entre la hauteur de cylindre et l’indice d’octane
pour un moteur CFR fonctionnant avec l’intensité de cliquetis standard et à une pression barométrique
déterminée
3.11
cliquetis
combustion anormale, provoquant souvent un son perceptible, causée par l’auto-inflammation du
mélange carburant/air
3.12
intensité de cliquetis
mesure du cliquetis du moteur
3.13
indicateur d’intensité de cliquetis
«knockmeter»
Indicateur affichant le signal d’intensité du cliquetis issu de l’amplificateur électronique de signaux
Note 1 à l’article: Cet indicateur est soit analogique soit numérique.
3.14
indice aviation déterminé en mélange pauvre
indication de la résistance au cliquetis pour un carburant qui alimente un moteur aviation à pistons
dans des conditions de mélange pauvre
3.15
entraînement par la génératrice
fonctionnement du moteur sans carburant et allumage coupé
3.16
indice d’octane moteur
MON
cotation numérique de la résistance au cliquetis d’un carburant, mesurée sur un moteur CFR fonctionnant
dans les conditions spécifiées dans la présente Norme internationale, en comparant l’intensité de
cliquetis qu’il provoque à celle d’un carburant de référence primaire d’indice d’octane moteur connu
3.17
oxygéné
produit oxygéné
composé organique contenant de l’oxygène, tel que différents alcools ou éthers, utilisé comme carburant
ou comme adjuvant au carburant
3.18
carburant de référence primaire
CRP
2,2,4-triméthylpentane (iso-octane), n-heptane, mélange volumétrique d’iso-octane et de n-heptane,
ou mélange de plomb tétraéthyle dans l’iso-octane, l’ensemble de ces produits définissant l’échelle des
indices d’octanes
3.19
gain
sensibilité de l’amplificateur électronique de signaux exprimée en nombre de graduations de
galvanomètre par point de variation d’indice d’octane
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