OKTAN

Angka Oktan

Bilangan oktan adalah angka yang menunjukkan seberapa besar tekanan yang bisa diberikan sebelum bensin terbakar secara spontan. Di dalam mesin, campuran udara dan bensin (dalam bentuk gas) ditekan oleh piston sampai dengan volume yang sangat kecil dan kemudian dibakar oleh percikan api yang dihasilkan busi. Karena besarnya tekanan ini, campuran udara dan bensin juga bisa terbakar secara spontan sebelum percikan api dari busi keluar. Jika campuran gas ini terbakar karena tekanan yang tinggi (dan bukan karena percikan api dari busi), maka akan terjadi knocking atau ketukan di dalam mesin. Knocking ini akan menyebabkan mesin cepat rusak, sehingga sebisa mungkin harus kita hindari.
Nama oktan berasal dari oktana (C8), karena dari seluruh molekul penyusun bensin, oktana yang memiliki sifat kompresi paling bagus. Oktana dapat dikompres sampai volume kecil tanpa mengalami pembakaran spontan, tidak seperti yang terjadi pada heptana, misalnya, yang dapat terbakar spontan meskipun baru ditekan sedikit.
Beberapa angka oktan untuk bahan bakar:

87 → Bensin standar di Amerika Serikat
88 → Bensin tanpa timbal Premium
91 → Bensin standar di Eropa, Pertamax
92 → Bensin standar di Taiwan
91 → Pertamax
95 → Pertamax Plus

Angka oktan bisa ditingkatkan dengan menambahkan zat aditif bensin. Menambahkan tetraethyl lead (TEL, Pb(C2H5)4) pada bensin akan meningkatkan bilangan oktan bensin tersebut, sehingga bensin "murah" dapat digunakan dan aman untuk mesin dengan menambahkan timbal ini. Untuk mengubah Pb dari bentuk padat menjadi gas pada bensin yang mengandung TEL dibutuhkan etilen bromida (C2H5Br). Celakanya, lapisan tipis timbal terbentuk pada atmosfer dan membahayakan makhluk hidup, termasuk manusia. Di negara-negara maju, timbal sudah dilarang untuk dipakai sebagai bahan campuran bensin.
Zat tambahan lainnya yang sering dicampurkan ke dalam bensin adalah MTBE (methyl tertiary butyl ether, C5H11O), yang berasal dan dibuat dari etanol. MTBE murni berbilangan setara oktan 118. Selain dapat meningkatkan bilangan oktan, MTBE juga dapat menambahkan oksigen pada campuran gas di dalam mesin, sehingga akan mengurangi pembakaran tidak sempurna bensin yang menghasilkan gas CO. Belakangan diketahui bahwa MTBE ini juga berbahaya bagi lingkungan karena mempunyai sifat karsinogenik dan mudah bercampur dengan air, sehingga jika terjadi kebocoran pada tempat-tempat penampungan bensin (misalnya di pompa bensin) MTBE masuk ke air tanah bisa mencemari sumur dan sumber-sumber air minum lainnya.
Etanol yang berbilangan oktan 123 juga digunakan sebagai campuran. Etanol lebih unggul dari TEL dan MTBE karena tidak mencemari udara dengan timbal. Selain itu, etanol mudah diperoleh dari fermentasi tumbuh-tumbuhan sehingga bahan baku untuk pembuatannya cukup melimpah. Etanol semakin sering dipergunakan sebagai komponen bahan bakar setelah harga minyak bumi semakin meningkat.

Tugas oktan

Oktan dicampurkan ke dalam bensin bertugas mencegah agar jangan cepat terbakar! Lho kok gitu? Bukankah bensin yang mudah terbakar lebih oke? Tidak demikian pada mesin. Pada mesin, waktu pembakaran (pengapian) telah ditentukan berdasarkan siklus atau langkah kerja mesin.

Pembakaran terjadi ketika piston mendekati titik mati atas (TMA) pada langkah kompresi. Tidak boleh terlalu jauh atau maju atau terlambat. Apabila kemajuan, kerja mesin tidak efisien dan tenaga kurang. Sebaliknya, jika terlambat, mengakibatkan mesin menembak atau bahasa kerennya knocking.

Nah, bensin yang disedot oleh mesin (disemprotkan oleh injektor) dikompresi atau dimampatkan pada langkah kompresi sekaligus dicampur dengan udara. Pada saat inilah terjadi kenaikan suhu dan tekanan bensin di dalam. Suhu tersebutlah bisa memicu bensin bisa terbakar dengan sendirinya, yang disebut juga autoignition. Ya, terbakar sendiri alis swabakar!

Nah, bisa dibayangkan, kalau swabakar terjadi sebelum busi memercikkan bunga api. Akan terjadi dua ledakan besar. Pertama, swabakar bensin dan kedua akibat disulut oleh busi. Kalau keseringan, dipastikan akan merusak mahkota piston, kubah kepala silinder, klep, busi dan kalau mesin modern sekarang adalah injektor (injeksi langsung).

Apabila kedua ledakan beradu dan sering terjadi, umur mesin pendek. Mesin juga loyo, boros bensin, dan menimbulkan polusi tinggi.

Nah, untuk mencegah swabakar itu, ke dalam bensin ditambahkan oktan yang dibuat dari berbagai macam bahan (dulu timbal atau Pb). Makin tinggi nilai oktan, tambah hebat kemampuan mencegah swabakar. Waktu pengapian yang lebih dekat ke TMA membuat pembakaran lebih efisien, ledakannya lebih kuat.

Kendati demikian, masih ada berbagai faktor lain yang menentukan pemilihan oktan ini. Misalnya, suhu, putaran dan beban mesin, dan ketinggian tempat.

Pada mesin-mesin modern, terutama sistem injeksi, untuk mencegah swabakar atau menembak, dilengkapi dengan knock sensor yang bertugas memantau kerja mesin. Kalau terjadi gejala menembak, sensor akan melaporkan ke komputer, waktu pengapian dimajukan untuk mencegah gejala menembak atau swabakar!

Mengenal Hubungan Kompresi dan Nilai Oktan

 Pertanyaan yang banyak muncul sekarang ini di antara pemakai kendaraan bermotor adalah apa akibatnya apabila menggunakan bensin premium atau beroktan lebih rendah. Pasalnya, harga bensin beroktan tinggi sekarang ini semakin cepat menguras kantong!

Sebelumnya menjawab pertanyaan tersebut, pemilik mobil dan sepeda motor ”harus” mengetahui salah satu spesifikasi mesin, yaitu perbandingan kompresi (compression ratio).

Perbandingan kompresi adalah perbandingan ruang yang tercipta di atas piston ketika berada di titik terendah atau bawah (TMB) dan tertinggi atau titik mati atas (TMA). Lihat gambar!

Tren mesin sekarang, perbandingan kompresinya makin tinggi. Malah kini ada mesin bensin dengan perbandingan kompresi 14: 7. Adapun mesin lama bisa saja 7–8 : 1. Sekarang ini kebanyakan perbandingannya 9–10,5 : 1. Mesin yang lebih canggih sekitar 11- 12. Tujuan mesin dibuat dengan perbandingan kompresi tinggi adalah untuk meningkatkan efisiensi (irit bahan bakar) dan menurunkan kadar emisi.

Untuk membuat mesin bekerja dengan perbandingan kompresi tinggi, syarat utamanya adalah harus menggunakan bensin dengan oktan lebih tinggi. Kendati demikian, tidak semua mesin harus atau lebih baik menggunakan bensin beroktan tinggi. Mesin dengan kompresi rendah, jika diberi bensin oktan tinggi, hanya menyebabkan pemborosan uang. Tenaga mesin juga tidak naik dan tetap saja boros.

Kendati demikian, pada sebagian mesin sekarang, apalagi yang menggunakan dua busi atau busi menyala dua kali secara berurutan, penggunaan bensin beroktan lebih rendah masih bisa ditoleransi.

Sebenarnya para ahli yang berkecimpung di laboratorium mesin sudah mengeluarkan data hubungan antara perbandingan kompresi dan oktan bahan bakar seperti berikut.