Low Speed Pre Ignition (LSPI) - преждевременное воспламенение смеси в цилиндре.

[Oilfan 115]

Low Speed Pre Ignition (LSPI) - преждевременное воспламенение смеси в цилиндре.

 

Статья Infineum.(перевод гугл транслэйт)

LSPI и самовоспламенение масел.

 

Низкоскоростное предварительное зажигание ( LSPI ), форма ненормального сгорания, которая может привести к деструктивному супер-удару в двигателях меьшего размера, является серьезной проблемой для нескольких производителей оборудования. Доктор Сесиль Перо, Infineum, Performance Testing Лидер, обсуждает потенциальную связь между свойствами сгорания смазки и LSPI механизмами, которые она недавно представленными на UNITI Mineral Oil Technology конгресс.

 

LSPI усугубляется в двигателях с высокой удельной мощностью и является явлением, которое автомобильная промышленность изучает уже более десяти лет. Но, как это ни парадоксально, хотя LSPI не может быть устранен в двигателе, его непредсказуемая природа делает его чрезвычайно трудным для воспроизведения в управляемом тестовом двигателе.

Несмотря на то, что было выявлено несколько сложных взаимодействий, включая технологии двигателей, условия эксплуатации и свойства топлива и смазки, все еще нет единого мнения о механизме (механизмах) LSPI . В предыдущих статьях Insight были рассмотрены причины возникновения LSPI и некоторые воздействия компонентов добавок, включая моющие средства и антиоксиданты. Работа, рассмотренная на недавней конференции UNITI, была несколько иной, сосредоточив внимание на сгорающей части механизмов LSPI . Чтобы понять потенциальную роль смазки, ее склонность к самовоспламенению была измерена с помощью специального прибора для проверки качества зажигания.

Фокус горения

LSPI - это ненормальный цикл двигателя, наблюдаемый при высоких нагрузках и низких оборотах двигателя в двигателях с турбонаддувом и искровым зажиганием, чаще всего с прямым впрыском. LSPI включает три этапа, каждый из которых основан на конкретном процессе сгорания.

Шаг 1 - Предварительное зажигание, вызванное «горячими точками» в камере сгорания.
Источник предварительного возгорания не полностью известен. Некоторые группы исследований и разработок показали капли жидкого топлива / смазки, в то время как другие выделяли твердые отслаивающиеся отложения. Это предварительное зажигание происходит до момента зажигания, но само по себе не повреждает двигатель.

Шаг 2 - Последующее распространение пламени.
Эта стадия аналогична распространению пламени после нормального искрового события при нормальном сгорании и не приводит к повреждению двигателя. Проблема здесь в том, что его время не контролируется, что приводит к чрезмерному давлению в цилиндре и высокой температуре.

Шаг 3 - Индуцированный супер-стук в несгоревшей топливно-воздушной смеси.
Самовоспламенение очень похоже на общеизвестный стук, но гораздо более серьезное из-за более раннего (неконтролируемого) времени сгорания и того факта, что в нем задействована большая масса несгоревшей смеси.

LSPI включает три этапа, каждый из которых основан на конкретном процессе сгорания

Следуя теории сгорания ^1, можно охарактеризовать переход между безопасным распространением пламени и разрушительной детонацией в двигателе. Приведенная выше сложная диаграмма сочетает характеристики горячей точки (в зависимости от склонности к самовоспламенению топлива / смазочного материала), свойства сгорания топлива и реакцию двигателя через акустическую связь.

 

 

Дефлаграция на детонационный переход в современных двигателях

Диаграмма выше подчеркивает необходимость характеризации склонности к самовоспламенению топливно-масляных смесей. Тестер качества зажигания (IQT), устройство, используемое для измерения самовоспламенения дизельного топлива и авиационного топлива, был приспособлен для выполнения этой работы.

Тестер качества зажигания

IQT был использован для измерения абсолютного времени задержки воспламенения, в LSPI - движок-соответствующие условий, а также захватить часть физико-химического связывания гипотез , ответственную за LSPI . Горячие точки (шаг 1), создаваемые самовоспламенением смеси смазка / топливо, были целевыми. Измерение IQT, основанное на методе ASTM (D6890), потребовало нескольких повторных испытаний.

Для соответствующих результатов без изменчивости топлива суррогат бензина был определен на основе эмуляции самовоспламенения и нескольких ключевых свойств топлива ² . IQT показал, что добавление смазки в топливо значительно способствует самовоспламенению.

Моющая химия

Влияние детергентов на основе кальция и магния на LSPI уже было предметом исследований Infineum. Было показано, что моющие средства на основе кальция сильно стимулируют LSPI, в то время как моющие средства на основе магния, по-видимому, почти не влияют на LSPI . Однако было обнаружено, что различные концентрации кальция и магния не имеют статистически измеримых различий в IQT для самовоспламенения газообразного топлива / масла / воздуха.

Перекись была смешана с маслом, чтобы сосредоточить исследование самовоспламенения IQT на разветвлении и цепи распространения процесса сгорания. Это добавление пероксида увеличивало реакционную способность, но снова не проявляло чувствительности к содержанию кальция или магния. Эти результаты, по-видимому, указывают на то, что кальций не играет роли ни в инициирующих, ни в разветвленных химических реакциях самовоспламенения масла в газовой фазе.

Выбор базового запаса

Наибольшее влияние на самовоспламенение, измеренное с помощью IQT, было вызвано общим химическим составом базового материала. В этом тесте различные качественные базовые запасы были добавлены к образцам топлива.

Выбор базового запаса оказывает значительное влияние на самовоспламенение

Испытания IQT показали, что склонность к самовоспламенению увеличилась с группы I до группы IV. Мы также отметили , что некоторые группы V препараты очень устойчивы к самовоспламенению (нет эффекта продвижения самовоспламенения по сравнению с чистым топливом), которые могут быть интересны для LSPI резистентных составов.

Выводы

LSPI - чрезвычайно сложное явление, включающее множество сложных муфт, причем горение является лишь одним из этих элементов. Тем не менее, многие вопросы остаются без ответа, в частности , почему кальций имеет  LSPI -promoting эффект , а магний не делает. Возможно, дальнейшая модификация IQT для обеспечения твердофазного самовоспламенения (самовоспламенение, катализируемое твердым отложением) может помочь ответить на этот вопрос.

Между тем, этот эксперимент позволил нам лучше понять роль базового запаса в механизмах LSPI . В зависимости от конкретных условий работы двигателя и типа LSPI , выбор базового запаса может быть существенным фактором при разработке смазок, устойчивых к LSPI.

 

Я хотел бы поблагодарить соавторов этой работы из Принстонского университета: доктора Санг Хи Вона, профессора Фредерика Драйера, доктора Фрэнсиса Хааса

Ссылки

1 Статьи по теории горения - [Norbert et al. SAE Paper 2013-01-1109] и [Bradley and Kalghatgi, Combust Flame 156, 2307-2318, 2009]

2 Суррогат бензина [Pera et al Fuel 96, 59-69, 2012].

 

https://www.infineuminsight.com/en-gb/articles/passenger-cars/lspi-and-lubricant-auto-ignition/

 

[skylander521 378]

Вот интересное маслице для VAG мало кальция, много фосфора

http://www.oil-texaco.ru/catalog/motornye_masla/maslolegtrans/havoline_ultra/

[swen 4]

А чем этот свежий шкодовский 1,4 140-150 л.с, значительно, отличается от САХА 1,4 122 л.с, кроме того что весь алюминиевый и облегченный (в т.ч поршни)? Только производительностью турбины?

Они вообще на разных платформах,САХА- EA 111 евро-4.а новые шкодовские-ЕА 211 и евро-5.Отличий до хрена,перечислять устану,гугл в помощь,к примеру вот https://www.drive2.ru/l/2171469/ и http://vwts.ru/pps/pps_511_nov_benz_dvig_ea211_rus.pdf .Вместо 122-сильной CAXA сейчас идут 125-сильные на новой платформе,отличия таковы,что пожалуй не одной общей детали!

Изменено 12 марта 2016 пользователем swen

[VladimirR 2 510]

А как вам это http://www.oil-club.ru/forum/topic/3752-3752/

[skylander521 378]

А как вам это http://www.oil-club.ru/forum/topic/3752-3752/

 

По моему просто отличное масло!

 

Очень жаль, что остальные в линейке с другими пакетами.

[VladimirR 2 510]

По моему просто отличное масло!

 

Очень жаль, что остальные в линейке с другими пакетами.

так новый замес уже на другом пакете, к сожалению. Это масло 12 года

[Oilfan 115]

По моему просто отличное масло!

 

Очень жаль, что остальные в линейке с другими пакетами.

Масло то хорошее, нет вопросов, вот только кальция там почти 1400, а желательно подбирать масла от 1000 и ниже.

[VladimirR 2 510]

@Oilfan,а можете пример такого привести с 502 или 504 допуском вага 

[skylander521 378]

Масло то хорошее, нет вопросов, вот только кальция там почти 1400, а желательно подбирать масла от 1000 и ниже.

Зато фосфора больше 800 и база - твой любимый ПАО больше 50%

[Oilfan 115]

@Oilfan,а можете пример такого привести с 502 или 504 допуском вага 

 

К сожалению подходящих малокальцеевых масел столь мало, что уже не до допусков.

[Oilfan 115]

Зато фосфора больше 800 и база - твой любимый ПАО больше 50%

Положительное влияние фосфора однозначно не доказано. Одно исследование говорит, что фосфор это хорошо, другое что никакой разницы. Но все говорят однозначно, что чем меньше кальция тем лучше и самый резкий рост риска LSPI (по всем исследованиям) приходится примерно на диапазон от 1000 до  2000. А у этого масла 1400. Да и у нашего Мобила 1х1 который мы залили кальция порядка 1100.

Первое самое главное это мало кальция. Все остальные добавки, типа фосфора и молибдена признаются как уменьшающие LSPI только частью исследователей.

Тот Амсойл, который я выше приводил пока самое лучшее из масел для предотвращения LSPI, но купить его крайне затруднительно и по вязкости не всем подойдет.

[skylander521 378]

Положительное влияние фосфора однозначно не доказано. Одно исследование говорит, что фосфор это хорошо, другое что никакой разницы. Но все говорят однозначно, что чем меньше кальция тем лучше и самый резкий рост риска LSPI (по всем исследованиям) приходится примерно на диапазон от 1000 до 2000. А у этого масла 1400. Да и у нашего Мобила 1х1 который мы залили кальция порядка 1100.

Первое самое главное это мало кальция. Все остальные добавки, типа фосфора и молибдена признаются как уменьшающие LSPI только частью исследователей.

Тот Амсойл, который я выше приводил пока самое лучшее из масел для предотвращения LSPI, но купить его крайне затруднительно и по вязкости не всем подойдет.

Покажи где написано, что от фосфора толку нет?

ИМХО соединения фосфора, бора, цинка, молибдена помимо функции в качестве модификаторов трения выполняют еще и функции антиоксидантов, см. лоу сапс масла.

А потом, если бы кальций был настолько вреден, то мы бы имели массовый отказ аналогичных моторов, но он не совсем массовый, такое впечатление, что производитель запрограммировал ресурс до выхода из строя после гарантийного срока. В большинстве гсм на рынке баланс стандартного (больше 2000) кальциевого пакета и модификаторов на основе фосфора, цинка и бора и молибдена у нового свежего масла не будет вызывать предпосылок к lspi, но по мере срабатывания, баланс нарушается и вероятность возрастает. И эта вероятность очевидно будет конечно меньше у тех масел, у которых изначально с новья кальция меньше, но это не значит, что и другие (классические) масла не подходят, просто для них надо учитывать и более ответственно подходить к срокам замены и выбору топлива.

Но кальций, да, это основной виновник, лучше было бы вместо него на основе магния или натрия, но видимо есть большие трудности в перестроении промышленных мощностей под эти требования, вот и тянут резину насколько можно тянуть, предлагая лишь компромисный вариант - кардинально болезнь лечить не будем,а будем лишь лекарствами не доводить ее до тотальноо исхода.

Изменено 12 марта 2016 пользователем skylander521

[skylander521 378]

Давай попробуем смоделировать процесс:

Сначала я покупаю новый автомобиль, мне менеджер закатывает вату про то, что это сверхлегкий экономичный, мощный мотор. О да, мне очень нравится, как машина легко разгоняется, как будто она вообще ничего не весит.

Живу и радуюсь, живу и не тужу, заливаю дилерское второсортное масло кастрол с приставкой про, специально разработанное для стран третьего эшелона, для которых это про значит намного больше, чем вообще чего было ни было. Для фордовцев с аналогичным мотором дилеры вообще еще дальше пошли - пересадили всех с еджа про (второсортного) на магнатек про форд Е (опять е, ё, абвгдеёж, ёмобиль, ёбанк чтоб их всех) вообще третьесортный гидрокряк с псевдодопуском 948 эксклюзивно предназначенным для еще более новых трехцилиндровых еше более легких моторов.

Так вот, живу значит я и не тужу год, второй, а депозиты от этих чудо дилерских масел в межпоршневом пространстве все накапливаются, все накапливаются, я и детонацию словил раз, словил два, но нет уж буду ездить лучше на 98 бензине от греха. А бензинчик-то крутой, дорогой отечественный импортозамещенный на супер-пупер передовом пакете присадок, любезно нам поедоставленный компанией Афтон Хемикал, хай тек прямо ух. И эти присадки наверняка работают, контролируют б этот нагар там.

И тут я случайно в теме про лексус наталкиваюсь на такую странную приписочку, что да лексус наконец тоже решился вступить в клуб даунсайзных моторов - даунсайзинга, но предлагает для них какое-то спецмасло, в котором нету кальция, иначе будет кирдык (кнок) эволюшн! :-)

Вот и задумаешся: жить и не тужить дальше ни о чем не подозревая или брать себя и машину в руки и спасать ее от даунсайзинга этого.

LSPI - я тебя победю, все равно машину не продам никому, буду 20 лет на ней ездить, америку открывать! :-)

 

Ну в общем я что хотел сказать, что этот эффект появляется не в одночасье, а статистически спустя 2-3 года в основном и начинает потихоньку поиканчивать доунсайзинг движок, а им этого и надо, вот и тянут они с этими новыми стандартами, чтобы дебет с кредитом подольше продержать.

Время-деньги, пока на волне тренда.

ЗЫ

Я не пьян, а просто слегка безумен!

Хаха! :-)

Изменено 12 марта 2016 пользователем skylander521

[Oilfan 115]

1. Про фосфор и прочие присадки. Ты читаешь то, что сам же находишь и выкладываешь? Там все написано. Хорошо, я найду время и способ как вырезать из графического PDF файла кусок текста и картинки, если тебе лень самому открыть и почитать.

 

2. Депозиты тут явного влияния не оказывают на процесс. Более того, перед испытаниями (там где это были реальные двигатели, а не установка) специально выжигались возможные депозиты. В лабораторной установке их попросту не было. Не нужно путать LSPI с классическим калильным зажиганием (хотя общее тут конечно есть).

 

3. Наш дилерский Кастрол это не Магнатек, а относится к топовой линейке Кастрол. Другой вопрос, что кальция там тоже много.

[Oilfan 115]

Покажи где написано, что от фосфора толку нет?

 

Вот графики из самого детального описанного научного исследования LSPI проведенного в Массачусетском Институте Технологии в 2015 году. По крайней мере они явно и напрямую не связаны с производителями масел и авто. Я скопировал в вордовский файл, нет у меня проги для обработки PDF (Все исследование (скан) весит чуть больше 10 Мб.).

Пояснение, чем выше значение Oil Ignition Delay, тем ниже риск LSPI.

Что вызывает вопросы из этих графиков?

 

Графики.docx

Изменено 12 марта 2016 пользователем Oilfan

[Oilfan 115]

Вот графики из самого детального описанного научного исследования LSPI проведенного в Массачусетском Институте Технологии в 2015 году. По крайней мере они явно и напрямую не связаны с производителями масел и авто. Я скопировал в вордовский файл, нет у меня проги для обработки PDF (Все исследование (скан) весит чуть больше 10 Мб.).

Пояснение, чем выше значение Oil Ignition Delay, тем ниже риск LSPI.

Что вызывает вопросы из этих графиков?

 

Графики.docx

Сразу добавлю, что ни NOACK, ни PP, ни Фосфор, ни FP, ни вязкости масел при 100 и при 40 градусов не оказывают никакого влияния. Молибден оказывает, но очень и очень слабое, видно по графику. Каждая точка это результат одного из масел. Однозначно и четко кальций оказывает вредное влияние и чем его меньше, тем меньше шансов на LSPI.

 

Ну и концентрация масла в смеси тоже оказывает влияние (этот график я не скопировал). Чем больше масла, тем выше риск LSPI.

Изменено 12 марта 2016 пользователем Oilfan