Un numero di ottano è una designazione che si riferisce alla resistenza alla detonazione di una particolare miscela di carburante. Esistono due principali sistemi di valutazione degli ottani e un terzo è una media dei primi due. Le valutazioni sono determinate nei motori di prova controllando prima le caratteristiche di detonazione di una miscela di carburante e poi confrontandole con vari rapporti di iso-ottano ed eptano. Una miscela di carburante con un numero di ottano di 80 avrebbe caratteristiche di detonazione simili a una miscela di 80% di iso-ottano e 20% di eptano. In alcune circostanze, un carburante può avere un rating superiore a 100, poiché alcune sostanze hanno una migliore resistenza alla detonazione rispetto all’isoottano puro.
In un tipico motore a combustione interna, la miscela aria/carburante è destinata ad accendersi e bruciare in un processo controllato noto come deflagrazione. La detonazione si verifica quando la miscela aria/carburante si accende in modo incontrollato al di fuori del fronte di fiamma che inizia dalla candela. Il processo di detonazione è talvolta indicato come battito in testa o rumore metallico e può causare un aumento della pressione del cilindro e gravi danni al motore. I motori a compressione più elevata sono sia più efficienti che con maggiori probabilità di causare detonazioni, quindi può essere necessario che il carburante abbia caratteristiche antidetonanti.
Per creare un punto di riferimento in base al quale misurare i combustibili, è stato scelto l’iso-ottano per la sua resistenza alla detonazione. Poiché l’eptano aumenta la probabilità di detonazione, questa sostanza viene generalmente miscelata durante i test. I due principali metodi di prova per determinare il numero di ottano sono rappresentati dal numero di ottano di ricerca (RON) e dal numero di ottano del motore (MON). Il RON di un carburante è determinato bruciando un carburante in condizioni controllate in un motore che ha una compressione variabile a 600 giri al minuto (RPM). Per ottenere il MON, che utilizza anche una miscela aria/carburante preriscaldata e tempi di accensione variabili, vengono utilizzate velocità superiori a 900 giri/min.
Il terzo tipo di numero di ottano è l’indice antidetonante (AKI), che è la media di RON e MON per un particolare carburante. Ciascuno di questi numeri indica come un carburante si confronta in termini di resistenza alla detonazione con una miscela di iso-ottano ed eptano e può essere utile per prevedere come reagirà nei moderni motori ad alta compressione. Molti motori hanno un numero di ottano minimo suggerito per il carburante e qualsiasi valore inferiore può provocare detonazioni e danni al motore.
I valori di ottano si riferiscono solo alle qualità antidetonanti e non indicano necessariamente la capacità energetica o altro. Nonostante le sue eccellenti proprietà antidetonanti, l’isoottano ha un contenuto energetico inferiore rispetto a molti altri combustibili. La potenza che è spesso associata a un alto numero di ottano si riferisce tipicamente all’alta compressione. I motori moderni con rapporti di compressione elevati tendono ad essere più potenti e richiedono carburante ad alto numero di ottani per evitare la detonazione. Anche se il carburante stesso ha un contenuto energetico relativamente basso in relazione al suo volume, come la benzina miscelata con etanolo, un motore ad alto rapporto di compressione può comunque produrre una potenza eccezionale.