Selama pengoperasian mesin gas, terdapat mode kegagalan produk: partikel logam mulia abnormal muncul di celah elektroda busi, menyebabkan penyempitan celah elektroda, yang mengakibatkan penurunan tegangan pengapian. Dalam kasus ekstrem, elektroda langsung korsleting ke tegangan 0. Hal ini tercermin dalam parameter panel kontrol mesin gas sebagai penurunan suhu silinder dan kegagalan pengapian.
![]()
![]()
![]()
Pengujian mengungkapkan bahwa material partikel abnormal terdiri dari material badan logam mulia elektroda busi.
Selama servis, elektroda busi mengalami lingkungan yang kompleks berupa suhu tinggi, oksigen, korosi listrik, korosi sulfur, dan uap air. Hidrogen sulfida (H₂S) dalam gas bahan bakar bereaksi dengan elektroda logam mulia di bawah pengaruh gabungan suhu tinggi dan busur listrik, membentuk lapisan reaksi tipis pada permukaan elektroda pada skala nanometer hingga submikron. Komponen utamanya adalah platinum sulfida (PtS) dan iridium sulfida (IrS₃), disertai sejumlah kecil platinum oksida (PtO₂) dan iridium oksida (IrO₂). Lapisan reaksi bersifat berpori dan rapuh, menunjukkan daya rekat yang sangat buruk pada substrat elektroda, yang merupakan alasan mendasar terlepasnya partikel logam mulia dari permukaan elektroda.
Pada saat lapisan reaksi logam mulia terkelupas dari permukaan elektroda, di bawah pengaruh suhu tinggi dan atmosfer pereduksi yang kuat (kaya akan CH₄, H₂, dan CO) di dalam mesin gas, lapisan reaksi yang terkelupas langsung direduksi menjadi unsur logam mulia. Reaksi reduksi inti adalah sebagai berikut:
PtS + H₂ → Pt (unsur) + H₂S↑
IrS₃ + H₂ → Ir (unsur) + H₂S↑
PtO₂ + CO → Pt (unsur) + CO₂↑
IrO₂ + CO → Ir (unsur) + CO₂↑
Unsur platinum/iridium yang baru direduksi berbentuk tetesan, dalam keadaan cair atau semi-cair. Didorong oleh pusaran di ruang pra-pembakaran, tetesan ini akan menempel kembali ke permukaan elektroda (efek pembasahan logam yang sama pada suhu tinggi membuat tetesan terikat sangat kuat pada elektroda). Jika tetesan kebetulan menempel pada celah elektroda, hal itu akan langsung menyebabkan kegagalan pengapian yang disebutkan di atas.
Sulfur memainkan peran penting dalam mempercepat korosi elektroda dan pengelupasan/pembentukan kembali partikel. Tingkat dampaknya ditentukan oleh kandungan sulfur selama pembakaran gas, yang umumnya dikontrol oleh industri di bawah 20 ppm. Selain sulfur, faktor kunci lain yang memicu pembentukan partikel logam mulia meliputi suhu elektroda yang tinggi dan ketukan mesin gas.
Suhu elektroda yang tinggi sering kali disebabkan oleh rentang panas busi yang terlalu rendah, mencegah pembuangan panas yang tepat waktu dari elektroda busi, masalah kompatibilitas produk. Saat menganalisis jenis kegagalan ini, kompatibilitas rentang panas busi harus diprioritaskan: jika sebagian besar pengguna unit yang sama tidak mengalami kegagalan ini, masalah desain busi dapat sebagian besar dikesampingkan; jika kegagalan meluas pada unit yang sama, optimasi desain diperlukan untuk mengurangi suhu elektroda (optimasi mencakup struktur pembuangan panas keramik, konstruksi elektroda, dll.).
Masalah kompatibilitas busi dan unit membuat kemungkinan kegagalan sangat berkorelasi dengan beban unit: jika unit beroperasi pada beban rendah untuk waktu yang lama, kegagalan pengapian yang disebabkan oleh partikel logam mulia umumnya tidak mungkin terjadi.
Sebagai respons terhadap jenis kegagalan ini, selain mengurangi suhu elektroda di sumbernya melalui optimasi desain, meningkatkan celah elektroda adalah tindakan sementara yang dapat diambil.
Selama pengoperasian mesin gas, terdapat mode kegagalan produk: partikel logam mulia abnormal muncul di celah elektroda busi, menyebabkan penyempitan celah elektroda, yang mengakibatkan penurunan tegangan pengapian. Dalam kasus ekstrem, elektroda langsung korsleting ke tegangan 0. Hal ini tercermin dalam parameter panel kontrol mesin gas sebagai penurunan suhu silinder dan kegagalan pengapian.
![]()
![]()
![]()
Pengujian mengungkapkan bahwa material partikel abnormal terdiri dari material badan logam mulia elektroda busi.
Selama servis, elektroda busi mengalami lingkungan yang kompleks berupa suhu tinggi, oksigen, korosi listrik, korosi sulfur, dan uap air. Hidrogen sulfida (H₂S) dalam gas bahan bakar bereaksi dengan elektroda logam mulia di bawah pengaruh gabungan suhu tinggi dan busur listrik, membentuk lapisan reaksi tipis pada permukaan elektroda pada skala nanometer hingga submikron. Komponen utamanya adalah platinum sulfida (PtS) dan iridium sulfida (IrS₃), disertai sejumlah kecil platinum oksida (PtO₂) dan iridium oksida (IrO₂). Lapisan reaksi bersifat berpori dan rapuh, menunjukkan daya rekat yang sangat buruk pada substrat elektroda, yang merupakan alasan mendasar terlepasnya partikel logam mulia dari permukaan elektroda.
Pada saat lapisan reaksi logam mulia terkelupas dari permukaan elektroda, di bawah pengaruh suhu tinggi dan atmosfer pereduksi yang kuat (kaya akan CH₄, H₂, dan CO) di dalam mesin gas, lapisan reaksi yang terkelupas langsung direduksi menjadi unsur logam mulia. Reaksi reduksi inti adalah sebagai berikut:
PtS + H₂ → Pt (unsur) + H₂S↑
IrS₃ + H₂ → Ir (unsur) + H₂S↑
PtO₂ + CO → Pt (unsur) + CO₂↑
IrO₂ + CO → Ir (unsur) + CO₂↑
Unsur platinum/iridium yang baru direduksi berbentuk tetesan, dalam keadaan cair atau semi-cair. Didorong oleh pusaran di ruang pra-pembakaran, tetesan ini akan menempel kembali ke permukaan elektroda (efek pembasahan logam yang sama pada suhu tinggi membuat tetesan terikat sangat kuat pada elektroda). Jika tetesan kebetulan menempel pada celah elektroda, hal itu akan langsung menyebabkan kegagalan pengapian yang disebutkan di atas.
Sulfur memainkan peran penting dalam mempercepat korosi elektroda dan pengelupasan/pembentukan kembali partikel. Tingkat dampaknya ditentukan oleh kandungan sulfur selama pembakaran gas, yang umumnya dikontrol oleh industri di bawah 20 ppm. Selain sulfur, faktor kunci lain yang memicu pembentukan partikel logam mulia meliputi suhu elektroda yang tinggi dan ketukan mesin gas.
Suhu elektroda yang tinggi sering kali disebabkan oleh rentang panas busi yang terlalu rendah, mencegah pembuangan panas yang tepat waktu dari elektroda busi, masalah kompatibilitas produk. Saat menganalisis jenis kegagalan ini, kompatibilitas rentang panas busi harus diprioritaskan: jika sebagian besar pengguna unit yang sama tidak mengalami kegagalan ini, masalah desain busi dapat sebagian besar dikesampingkan; jika kegagalan meluas pada unit yang sama, optimasi desain diperlukan untuk mengurangi suhu elektroda (optimasi mencakup struktur pembuangan panas keramik, konstruksi elektroda, dll.).
Masalah kompatibilitas busi dan unit membuat kemungkinan kegagalan sangat berkorelasi dengan beban unit: jika unit beroperasi pada beban rendah untuk waktu yang lama, kegagalan pengapian yang disebabkan oleh partikel logam mulia umumnya tidak mungkin terjadi.
Sebagai respons terhadap jenis kegagalan ini, selain mengurangi suhu elektroda di sumbernya melalui optimasi desain, meningkatkan celah elektroda adalah tindakan sementara yang dapat diambil.