ANGKA OKTAN (OCTANE NUMBER) DALAM BAHAN BAKAR MESIN (BBM)
Kita sering mendengar bahwa premium adalah bahan bakar dengan RON 88, Pertalite dengan RON 90. Sebenarnya, apa itu RON? Lalu seberapa penting faktor RON dalam bahan bakar dan performa kendaraan?
Banyak masyarakat awam yang kurang memahami apa itu RON. Termasuk pentingnya mengetahui faktor RON dalam pemilihan bahan bakar yang cocok untuk kendaraan yang juga mempengaruhi performa mesin dan hasil buang pembakaran. Selama ini masyrakat lebih memilih premium (RON 88) karena leboh ekonomis. Lalu, apakah semua mesin bisa diisi dengan RON 88? Simak ulasannya di bawah ini.
 |
| Stasiun Pengisian Bahan Bakar Umum |
Kita mulai dari pengertian bilangan oktan. Bilangan Oktan adalah standar pengukuran dari performa mesin atau kualitas bahan bakar. Semakin tinggi nilai oktan, maka semakin besar bahan bakar tersebut bertahan dalam tekanan sebelum terbakar dalam siklus mesin Otto (mesin yang umum digunakan pada mobil dan motor). Di dalam mesin, campuran udara dan bahan bakar (yang telah dikabutkan oleh karburator atau injection system) mendapat tekanan oleh piston hingga volume campuran tersebut sangat mampat dan kemudian terbakar oleh percikan api dari busi.
Tekanan yang dihasilkan oleh piston dalam siklus geraknya juga mampu menyebabkan campuran tersebut terbakar secara spontan bahkan sebelum api busi keluar. Bila hal tersebut terjadi (campuran terbakar karena tekanan dan bukan karena api busi), maka peristiwa itu disebut knocking. Knocking dapat menyebabkan kerusakan pada piston dan engine yang semestinya kita wajib hindari. Di bawah ini adalah cuplikan proses di dalam mesin Otto.
Hidrokarbon rantai lurus cenderung menyebabkan knocking. Kenapa? Karena rantai lurus dalam hidrokarbon hanya perlu sedikit tekanan dan suhu rendah untuk membakarnya. Berbeda dengan hidrokarbon rantai bercabang baik siklik maupun aromatik yang cenderung bersifat anti knocking.
Nama Bilangan Oktan didasarkan pada nama hidrokarbon Oktana (Octane) yang memiliki delapan atom karbon, tak berwarna dan memiliki titik didih pada 125oC. Salah satu keluarga oktana yaitu iso-oktana adalah yang digunakan sebagai referensi pengukuran bilangan oktan. Lebih spesifik lagi, iso-oktana yang digunakan adalah dari rantai 2,2,4-trimetilpentana. Iso-oktana memiliki sifat kompresi yang baik, tidak terbakar hingga volume terkecil. Berbeda dengan heptana yang mudah sekali terbakar bahkan dengan kompresi yang kecil.
Iso-oktana murni memiliki bilangan oktan 100 dan heptana memiliki bilangan oktan 0. Bahan bakar dikatakan memiliki bilangan oktan X, dengan 0< X <100, bila kualitas pembakaran bahan bakar tersebut setara dengan kualitas pembakaran campuran x% volume iso-oktana dan (100-x)% volume n-heptana. Untuk bilangan oktan di atas 100 dirumuskan sebagai:
Pada bagian sebelumnya telah disebutkan bahwa iso-oktana memiliki bilangan oktan 100. Lalu bagaimana bisa ada bahan bakar yang memiliki angka oktan lebih dari 100?
Bahan bakar dengan bilangan oktan di atas 100 biasanya digunakan untuk mesin-mesin khusus seperti mesin balap dan jet pesawat. Membuat bahan bakar hingga mencapai nilai oktan di atas seratus adalah dengan menambahkan zat aditif semacam MTBE, ETBE, dan etanol.
Sebelum proses pengujian, untuk membuat bahan bakar tertentu dengan bilangan oktan yang diinginkan, maka produsen akan mencoba mencampurkan iso-oktana dengan n-heptana yang direpresentasikan oleh persen volume masing-masing. Misalkan, bahan bakar yang merupakan campuran 90% iso-oktana dan 10% n-heptana akan memiliki bilangan oktan sebesar 90. Angka 90 bukan berarti bahan bakar tersebut hanya terkomposisi oleh iso-oktana dan n-heptana karena bahan bakar yang dijual secara umum juga telah dicampur aditif dengan tujuan spesifik lainnya.
Bilangan oktan tidak merepresentasikan energi yang terkandung dalam bahan bakar. Angka tersebut hanya ukuran kemampuan bahan bakar untuk terbakar oleh keadaan yang terkendali (terkompresi sempurna dan terbakar oleh api busi) daripada terbakar oleh keadaan yang tak terkendali (terbakar karena kompresi dan bukan karena api busi).
Metode pengukuran atau pengujian bilangan oktan ada 6, seperti berikut:
1. Research Octane Number (RON)
Ini adalah cara yang paling umum digunakan di seluruh dunia. RON ditentukan dengan uji coba menggunakan test engine dengan variasi compression ratio. Hasilnya akan dibandingkan untuk mendapatkan campuran yang tepat untuk iso-oktana dan n-heptana.
2. Motor Octane Number (MON)
Cara lain untuk menetapkan bilangan oktan adalah MON. Metode ini dilakukan dengan engine test yang sama dengan RON namun menggunakan rotation per minute (rpm) yang lebih tinggi yaitu 900. RON menggunakan 600 rpm. Perbedaan lain adalah MON menggunakan pre-heated fuel dan variasi dari ignition timing.
3. Anti-Knock Index atau (R+M)/2
Beberapa negara seperti Australia, New Zealend, dan beberapa negara Eropa menggunakan RON. Tetapi negara seperti Canada, USA, Brazil dan beberapa lainnya menggunakan rata-rata dari RON dan MON, yang disebut Anti Knock Index (AKI), biasa ditulis sebagai (R+M)/2. Nama lainnya adalah PON (Posted Octane Number).
4. Observed Road Octane Number (RdON)
Metode lainnya adalah RdON yang didapatkan dengan menguji bahan bakar pada mesin multi silinder dengan throttle yang terbuka lebar. Metode ini dikembangkan pada tahun 1920 dan masih reliable hingga saat ini. Awalnya pengujian ini dilakukan pada mobil yang benar-benar berjalan di track namun dengan perkembangan teknologi, pengujian saat ini dapat dilakukan pada chassis dynamometer dengan parameter yang dapat dikontrol untuk mendapatkan konsistensi pengukuran.
Baca juga:
Iso-oktana murni memiliki bilangan oktan 100 dan heptana memiliki bilangan oktan 0. Bahan bakar dikatakan memiliki bilangan oktan X, dengan 0< X <100, bila kualitas pembakaran bahan bakar tersebut setara dengan kualitas pembakaran campuran x% volume iso-oktana dan (100-x)% volume n-heptana. Untuk bilangan oktan di atas 100 dirumuskan sebagai:
Bilangan Oktan = 100 + ((PN-100)/3),
dengan
PN (performance number) = 100 x (daya mesin yang dihasilkan bensin/daya mesin yang dihasilkan iso-oktana)
Pada bagian sebelumnya telah disebutkan bahwa iso-oktana memiliki bilangan oktan 100. Lalu bagaimana bisa ada bahan bakar yang memiliki angka oktan lebih dari 100?
Bahan bakar dengan bilangan oktan di atas 100 biasanya digunakan untuk mesin-mesin khusus seperti mesin balap dan jet pesawat. Membuat bahan bakar hingga mencapai nilai oktan di atas seratus adalah dengan menambahkan zat aditif semacam MTBE, ETBE, dan etanol.
Sebelum proses pengujian, untuk membuat bahan bakar tertentu dengan bilangan oktan yang diinginkan, maka produsen akan mencoba mencampurkan iso-oktana dengan n-heptana yang direpresentasikan oleh persen volume masing-masing. Misalkan, bahan bakar yang merupakan campuran 90% iso-oktana dan 10% n-heptana akan memiliki bilangan oktan sebesar 90. Angka 90 bukan berarti bahan bakar tersebut hanya terkomposisi oleh iso-oktana dan n-heptana karena bahan bakar yang dijual secara umum juga telah dicampur aditif dengan tujuan spesifik lainnya.
Bilangan oktan tidak merepresentasikan energi yang terkandung dalam bahan bakar. Angka tersebut hanya ukuran kemampuan bahan bakar untuk terbakar oleh keadaan yang terkendali (terkompresi sempurna dan terbakar oleh api busi) daripada terbakar oleh keadaan yang tak terkendali (terbakar karena kompresi dan bukan karena api busi).
Metode pengukuran atau pengujian bilangan oktan ada 6, seperti berikut:
1. Research Octane Number (RON)
Ini adalah cara yang paling umum digunakan di seluruh dunia. RON ditentukan dengan uji coba menggunakan test engine dengan variasi compression ratio. Hasilnya akan dibandingkan untuk mendapatkan campuran yang tepat untuk iso-oktana dan n-heptana.
2. Motor Octane Number (MON)
Cara lain untuk menetapkan bilangan oktan adalah MON. Metode ini dilakukan dengan engine test yang sama dengan RON namun menggunakan rotation per minute (rpm) yang lebih tinggi yaitu 900. RON menggunakan 600 rpm. Perbedaan lain adalah MON menggunakan pre-heated fuel dan variasi dari ignition timing.
3. Anti-Knock Index atau (R+M)/2
Beberapa negara seperti Australia, New Zealend, dan beberapa negara Eropa menggunakan RON. Tetapi negara seperti Canada, USA, Brazil dan beberapa lainnya menggunakan rata-rata dari RON dan MON, yang disebut Anti Knock Index (AKI), biasa ditulis sebagai (R+M)/2. Nama lainnya adalah PON (Posted Octane Number).
4. Observed Road Octane Number (RdON)
Metode lainnya adalah RdON yang didapatkan dengan menguji bahan bakar pada mesin multi silinder dengan throttle yang terbuka lebar. Metode ini dikembangkan pada tahun 1920 dan masih reliable hingga saat ini. Awalnya pengujian ini dilakukan pada mobil yang benar-benar berjalan di track namun dengan perkembangan teknologi, pengujian saat ini dapat dilakukan pada chassis dynamometer dengan parameter yang dapat dikontrol untuk mendapatkan konsistensi pengukuran.
Baca juga:
