Penarafan oktana

Penarafan oktana adalah suatu pengukuran rintangan penyalaan sendiri bagi petrol dan bahan api lain yang digunakan di dalam  enjin pembakaran dalaman jenis enjin penyalaan bunga api. Ia merupakan satu pengukuran anti-letusan suatu petrol atau bahan api. 

Nombor oktana adalah nombor yang memberikan peratusan, dalam isipadu, bagi iso-oktana di dalam campuran iso-oktana dan heptana, yang memberikan kapasiti anti-ketukan yang boleh dipertimbangkan. Contohnya, petrol dengan perwatakan ketukan enjin yang setara dengan yang menggunakan campuran 90% iso-oktana dan 10% heptana akan mempunyai nombor oktana 90.

Definisi penarafan oktana
Penarafan oktana bagi bahan api enjin penyalaan bunga api adalah tahap ketahanan daripada ketukan berbanding campuran iso-oktana (2,2,4-trimetilpentana,  isomer bagi oktana) dan n-heptana. Daripada definisi tersebut, iso-oktana disetkan nombor oktananya kepada 100 manakala heptana pula bernilai sifar. Petrol oktana 87 contohnya menghasilkan penarafan anti-ketukan yang sama dengan campuran 87% (bagi isipadu) iso-oktana dan 13% (bagi isipadu) n-heptana. Ini bukanlah semestinya bermaksud petrol tersebut betul-betul mengandungi pecahan campuran sedemikian, hanya sifat anti-ketukannya sahaja yang sama dengan campuran yang telah diterangkan tadi. 

Kecenderungan untuk menyala sendiri, atau penarafan oktana yang rendah, tidak dikehendaki pada enjin pembakaran bunga api tetapi amat dikehendaki pada enjin diesel. Piawaian bagi kualiti pembakaran minyak diesel ialah nilai setana. Minyak diesel yang mempunyai angka setana yang tinggi mempunyai kecenderungan tinggi untuk menyala sendiri, seperti yang dikehendaki.

Harus diingatkan bahawa nilai oktana tidak ada kaitan dengan kandungan tenaga di dalam bahan api, ataupun kelajuan bagi api palam pencucuh untuk sampai merentasi kebuk pembakaran. Ia hanya ukuran ketahanan bahan api terhadap nyalaan sendiri. Atas sebab inilah satu bentukisomer bercabang bagi oktana (2,2,4-trimetilpentana) mempunyai (mengikut definisi) nilai oktana 100, manakala n-oktana (lihatoktana), yang mempunyai susunan lurus 8 atom karbon, mempunyai nilai oktana -10, walaupun kedua-duanya mempunyai formula kimia yang sama serta nilai haba dan kelajuan api yang hampir serupa.

Kaedah pengukuran

Bilangan Oktana Penyelidikan/Research Octane Number (RON)
Kebanyakan jenis yang biasa bagi penarafan oktana sedunia adalah Bilangan Oktana Penyelidikan/Research Octane Number (RON).  RON dinilai dengan menjalankan bahan api di dalam satu ujian  enjin dengan satu pembolehubah  ujian mampatan di bawah kawalan, dan membandingkan keputusannya dengan mereka yang bercampur di antara iso-oktana dan n-heptana.

Bilangan Oktana Motor/Motor Octane Number (MON)
Terdapat jenis penarafan oktana yang lain, called Bilangan Oktana Motor/Motor Octane Number (MON), atau penarafan penerbangan oktana kering, yang mana merupakan pengukuran yang lebih baik bagaimana bahan api bertindakbalas  apabila di bawah beban, disebabkan oleh ianya dinilai pada kelajuan enjin  900 rpm , sebaliknya pada 600 rpm bagi RON. Ujian MON menggunakan ujian enjin yang serupa dengan ujian yang digunakan di dalam ujian RON, tetapi dengan campuran bahan api yang dipanaskan sebelumnya, dan  pemboleh ubahmasa pencucuhan untuk lebih memberi tekanan kepada rintangan pengetuk bahan api tersebut. Bergantung kepada komposisi bahan api, MON bagi suatu minyak moden akan menjadi kira-kira 8 hingga 10 mata lebih rendah daripada RON, walau bagaimanapun tiada kaitan di antara RON dan MON.  Biasanya, spesifikasi bahan api memerlukan kedua-dua RON dana  MON yang minimum.

Indeks Anti-Pengetuk/Anti-Knock Index (AKI)
Di dalam kebanyakan negara, termasuklah Australia dan semua mereka di Eropah,  "tajuk utama" penarafan oktana yang ditunjukkan di pam adalah RON, tetapi di Canada, Amerika Syarikat dan beberapa negara lain, seperti Brazil, bilangan tajuk utama adalah purata RON dan MON, dinamakan Indeks Anti-Pengetuk/Anti-Knock Index (AKI, dan selalu ditulis pada pam sebagai (R+M)/2).  Kadangkala ia juga dipanggil sebagai  Bilangan Pam Oktana/Pump Octane Number (PON).

Perbezaan di antara RON dan AKI
Oleh kerana perbezaan di antara 8 hingga 10 mata yang dinyatakan di atas, penarafan oktana yang ditunjukkan di Amerika Syarikat adalah 4 hingga 5 mata lebih rendah daripada penarafan yang ditunjukkan di tempat lain di seluruh dunia bagi bahan api yang sama. Sila lihat jadual di seksyen berikut untuk satu perbandingan.

Bilangan Oktana Cerapan Jalan/Observed Road Octane Number (RdON)
Jenis penarafan oktana yang akhir, dipanggil sebagaiBilangan Oktana Cerapan Jalan/Observed Road Octane Number (RdON). Ia diambil daripada pengujian minyak di dalam dunia enjin multi-silinder yang sebenar, biasanya pada pendikit buka penuh. Ia dibangunkan pada 1920-an dan ia masih boleh dipercayai pada hari ini. Unian asal telah dilakukan di dalam kereta-kereta di atas jalan raya tetapi sebagai teknologi membangunkan ujian telah dialihkan ke casis-casis dinamometer dengan kawalan persekitaran untuk ketekalan.

Contoh penarafan oktana
RON dan MON bagi n-heptana dan iso-oktana mengikut definisi adalah secara tepatnya 0 dan 100.  Jadual berikut menyenaraikan penarafan oktana bagi pelbagai bahan api lain.

*Hydrogen does not fit well into the normal definitions of octane number. It has a very high RON and a low MON, so that it has low knock resistance in practice, due to its low ignition energy (primarily due to its low dissociation energy) and extremely high flame speed.  These traits are highly desirable in rocket engines, but undesirable in Otto-cycle engines.  However, as a minor blending component (e.g. in a bi-fuel vehicle), hydrogen raises overall knock resistance.  Flame speed is limited by the rest of the component species; hydrogen may reduce knock because of its high thermal conductivity.

Rujukan

Lihat juga 
 Petrol
 Petrol RON92
 Petrol RON95
 Petrol RON97

Pautan luar
Penarafan oktana bagi sebahagian hidrokarbon

dan Arang Batu
Petrol dan Ujian

Maklumat am

 Soalan lazim Petrol
 Bagaimana Oktana Berfungsi di HowStuffWorks.com
116 dengan Suntikan AirAlcoholinjectionsystems.com

Letusan dengan Suntikan AirAlcoholinjecionsystems.com

Khoo, Kenny K. Understanding Octane and its Related Components. Yellowknife: Smithsonian Press, 2006.

Petroleum
Unit ukuran