Arus listrik tegangan tinggi dari distributor
menimbulkan (membangkitkan) bunga api dengan
temperatur tinggi diantara elektroda tengah dan
masa dari busi untuk menyalakan campuran udarabahan
bakar yang telah dikompresikan. Meskipun
konstruksi dari busi sederhana, tetapi busi tersebut
beroperasi pada kondisi yang sangat berat.
Temperatur elektroda busi dapat mencapai kirakira
2000°C (3632°F) selama langkah pembakaran
(kerja), tetapi kemudian akan turun drastis pada
langkah hisap karena didinginkan oleh campuran
udara dan bahan bakar. Perubahan yang sangat
cepat dari panas ke dingin tersebut terjadi berulangulang
kali pada setiap dua putaran crankshaft.
Lebih jauh lagi, tekanan di dalam cylinder juga
bervariasi antara 1 atm (760 mm Hg atau 29,92 in
Hg atau 101.33 kPa) pada saat langkah hisap, tetapi
kemudian naik mancapai 45 atm pada langkah
pembakaran (kerja). Busi harus bisa menjaga
kemampuan penyalaan untuk jangka waktu yang
lama, meskipun mengalami temperatur tinggi dan
perubahan tekanan, dan menjaga tahanan insulator
dari tegangan tinggi antara 10 sampai 30 KV.
Konstruksi
Komponen utama busi yaitu insulator, casing dan
elektroda tengah.
1) Insulator Keramik
Insulator keramik (ceramic insulator) berfungsi
untuk memegang elektroda tengah dan berguna
sebagai insulator antara elektroda tengah dan
casing. Gelombang yang dibuat pada permukaan
insulator keramik berguna untuk memperpanjang
jarak permukaan antara terminal dan casing untuk
mencegah terjadinya loncatan bunga api tegangan
tinggi.
Insulator terbuat dari proselen alumunium murni
yang mempunyai daya tahan panas yang sangat
baik, kekuatan mekanikal, kekuatan dielektrik pada
temperatur tinggi dan penghantar panas (thermal
conductivity).
1) Insulator Keramik
Insulator keramik (ceramic insulator) berfungsi
untuk memegang elektroda tengah dan berguna
sebagai insulator antara elektroda tengah dan
casing. Gelombang yang dibuat pada permukaan
insulator keramik berguna untuk memperpanjang
jarak permukaan antara terminal dan casing untuk
mencegah terjadinya loncatan bunga api tegangan
tinggi.
Insulator terbuat dari proselen alumunium murni
yang mempunyai daya tahan panas yang sangat
baik, kekuatan mekanikal, kekuatan dielektrik pada
temperatur tinggi dan penghantar panas (thermal
conductivity).
Nilai Panas
Yang dimaksud dengan nilai panas (heat range)
busi adalah kemampuan meradiasikan sejumlah
panas oleh busi. Busi yang meradiasikan panas
lebih banyak disebut “busi dingin", sebab busi
tersebut akan tetap dingin, sedangkan busi yang
meradiasikan panas yang sedikit disebut "busi
panas" karena busi tersebut menahan panas.
Batas operasional terendah dari busi adalah selfcleaning
temperatur (pada kondisi ini busi akan
bersih dengan sendirinya), sedangkan batas
tertinggi adalah pre-ignition temperature (pada
kondisi ini dapat terjadi pre-ignition). Busi akan
mempunyai kemampuan maksimum bila elektroda
tengahnya mempunyai temperatur antara 450°C
dan 950°C (842°F dan 1724°F).
●● Self-cleaning Temperature
Bila temperatur elektroda tengah kurang dari 450°C
(842°F), carbon akan terbentuk disebabkan adanya
pembakaran yang tidak sempurna yang menempel
pada permukaan penyekat (insulation) porselen,
yang akhirnya akan mengurangi tahanan penyekat
(insulation) antara insulator dan casing (rumah
busi). Akibatnya, tegangan tinggi yang diberikan
ke elektroda akan langsung ke casing (masa)
tanpa terjadinya Ioncatan api pada celah busi
dan disebut misfiring. Temperatur 450°C (842°F)
atau lebih diperlukan untuk menyempurnakan
pembakaran terhadap sisa (endapan) carbon pada
insulator nose. Temperatur ini disebut self-cleaning
temperature.
●● Pre-ignition Temperatur
Bila temperatur elektroda tengah lebih dari 950°C
(1742°F), maka elektroda sendiri akan merupakan
sumber panas yang dapat menimbulkan terjadinya
penyalaan sebelum busi bekerja. Ini disebut dengan
pre-ignition.
Bila pre-ignition terjadi, maka output mesin akan
menurun disebabkan oleh saat penyalaan yang
tidak tepat, dan elektroda atau piston mungkin akan
berlubang atau meleleh sebagian. Oleh sebab itu,
temperatur elektroda harus diusahakan di bawah
950°C (1742°F).