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

[Oilfan 118]

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 379]

Копипаста:

"Определение BMEP звучит таким образом: среднее (mean) давление, которое равномерно воздействует на поршень во всём диапазоне его хода, от верхней до нижней части каждого рабочего такта и производит измеренную (brake) выходную мощность.

Следует учесть, что BMEP только теоретическое понятие и никак не связано с актуальным давлением цилиндра. Это просто инструмент для оценки эффективности данного двигателя в производстве крутящего момента от заданного объёма."

 

BMEP (psi) = 150.8 x TORQUE  (lb-ft) / DISPLACEMENT (ci)

(Equation 8-a, 4-Stroke Engine)

 

Считаем для ВАЗ 21126 (степень сжатия - 11). Момент - 145, объем - 1,6

BMEP (bar) = (150.8 x 106.9 / 97.4) / 14.5 = 11.4

Это очень хорошо, что вы поисковиками пользоваться умеете!

Обороты какие?

с 1000 - 2500 какой у ВАЗа какой BMEP будет?

 

Может не будем уходить в сторону, я конечно понимаю, что никому больше добавить нечего, все итак уже в основной массе переварили.

 

Меня все-таки интересует, а есть ли на самом деле это бескальциевое масло Lexus 0w-20, как указывалось в пресс-релизах.

[skylander521 379]

@Oilfan,не совсем поняла, катализатором чего является масло с кальцием, "текучести сквозь кольца", детонации или того и другого? Видимо и я не совсем понимаю что именно имеют в виду под lspi.

Прочтите ветку внимательно, будьте любезны, ну не можем мы каждый раз все начинать с начала и объяснять на пальцах!

Тут и картинки и графики, все есть. Перекряхтели уже все от и до!

[skylander521 379]

Это очень примитивная формулировка, не отражающая суть процесса.

Я бы начал так: " LSPI вид аномального сгорания в бензиновых двигателях, заключающегося в возникновении калильного зажигания от..."

Далее сами продолжайте.

Как капельки масла могут "просочиться" в КС в такте "сжатие", когда давление наоборот гонит его вниз?

Я смотрю в этой проблеме  LSPI теорий много, но однозначных выводов о процессе до сих пор нет.

Есть лишь выводы о факторах, влияющих на LSPI, в частности о его прогрессировании при появлении кальция в результате сгорания масла

Ну придумайте тогда свою теорию, сделайте свои тесты и опубликуйте. Защитите диссертацию. станьте знаменитым!

Назовите этот эффект своим именем - "Немаслофанэффект"! как хотите.

Что, где и как, все написали, ссылки, картинки все есть - информации масса, делайте вывод  вот и все.

Просто хотите поговорить на философские вопросы, ИМХО не по адресу!

Изменено 15 апреля 2016 пользователем skylander521

[skylander521 379]

@Oilfan,не совсем поняла, катализатором чего является масло с кальцием, "текучести сквозь кольца", детонации или того и другого?

Чем вызван ваш интерес к данному вопросу?

У вас машина с непосредственным впрыском и турбонаддувом?

[так нельзя]

Вы уж извините за мою прямоту!

Изменено 15 апреля 2016 пользователем ModeratorSigma
предупреждаю

[sergun 610]

Это очень хорошо, что вы поисковиками пользоваться умеете!

Обороты какие?

с 1000 - 2500 какой у ВАЗа какой BMEP будет?

 

Может не будем уходить в сторону, я конечно понимаю, что никому больше добавить нечего, все итак уже в основной массе переварили.

 

Меня все-таки интересует, а есть ли на самом деле это бескальциевое масло Lexus 0w-20, как указывалось в пресс-релизах.

Давайте посмотрим вместе.

http://www.autoholding.net/userfiles/5715.jpg

При 2500 - примерно 130 момент будет, соотв.: BMEP (bar) = (150.8 x 95,8 / 97.4) / 14.5 = 10,2. Что весьма близко к зоне риска.. При 2750 об, уже гарантировано будет в зоне поражения.

Изменено 15 апреля 2016 пользователем sergun

[Oilfan 118]

Как капельки масла могут "просочиться" в КС в такте "сжатие", когда давление наоборот гонит его вниз?

Я смотрю в этой проблеме  LSPI теорий много, но однозначных выводов о процессе до сих пор нет.

Есть лишь выводы о факторах, влияющих на LSPI, в частности о его прогрессировании при появлении кальция в результате сгорания масла

А кто говорит про такт сжатия? Зачем додумывать и искажать то, что не написано. Кстати, говоря совсем формально часть масла просачивается через кольцо при любом направлении движения поршня, иначе в камеру никогда бы не попадало масло в первом случае и в масляную систему никогда бы не попадало топливо с маслом во втором случае. Подумайте об этом, почитайте принципы работы 4-х тактного двигателя и попробуйте сказать, что это не так.

[sergun 610]

Все, началось, сейчас будет несколько страниц бесполезного дискуса!

 

Что началось то? Что конкретно не так, с расчетом ВМЕР для ВАЗа 21126?

Изменено 15 апреля 2016 пользователем sergun

[Жанна 59]

@skylander521,да в семье машина с непосредственным впрыском и турбонаддувом.

[sergun 610]

Разобрался с диаграммой - там зона риска в левом верхнем углу, ВАЗ 21126 немного не дотягивает (на их счастье)

[skylander521 379]

Разобрался с диаграммой - там зона риска в левом верхнем углу, ВАЗ 21126 немного не дотягивает (на их счастье)

не дотягивает не то слово, если бы хотя бы дотягивала, цены бы вазовскому мотору не было!

Оффтоп

ладно, все ушел, мне работать надо!

[sergun 610]

15.04.2016 в 15:02, skylander521 сказал:

не дотягивает не то слово, если бы хотя бы дотягивала, цены бы вазовскому мотору не было!

 

ладно, все ушел, мне работать надо!

1,8 новый надо проверить

[Oilfan 118]

Я комментировал тот текст, что привел, согласно написанному, читал буквально

Не знаю, как формально, но считается что масло в КС в основном попадает в 1-м такте из-за разряжения в КС.

Но попадает в мизерном количестве при резком сбросе нагрузки, иначе бы угар масла был бы колоссальный.

И потом вы же сами в ветке приводили результаты исследования, что поршни были без нагара, но при этом  LSPI наблюдалось.

Следовательно версию провоцированием   LSPI капельками масла, "залетающими" в КС можете смело отбросить

Масло в виде струи, там где есть отдельные форсунки или облака покрывает стенки цилиндра следуя за поршнем на его пути к клапанам всегда. Если в этот момент на стенках камеры есть топливо или остатки масла от предыдущего хода поршня, то они просачиваются в масло. Далее при движении поршня вниз масло обратно собирается со стенок масло съемными кольцами и гонится вниз. Но масло остается на стенках всегда, вопрос в его количестве, количество масла попадающего в камеру сгорания зависит от того, как эффективно работают маслосъемные кольца.

Это было отступление.

 

А теперь про LSPI. При движении поршня вниз на такте всасывания на стенках цилиндра остается тонкая пленка масла. Форсунка впрыскивает немного топлива в камеру, что бы ее остудить, это может выбивать микрокапли масла со стенок в камеру (ФАКТОР 1), далее при обратном движении поршня (а масляная пленка со стенок никуда не девалась) поршень гонит эту масляную пленочку вверх, собирая масло на своих краях, давление растет, в наивысшей точке поршень останавливается, а капельки масла продолжают свое движение вверх отрываясь от краев поршня (там фаска) (ФАКТОР2) и где то в этот момент впрыскивает форсунка (давление до 200 бар) во второй раз, так же выбивая микрокапли масла (ФАКТОР3).

 

То, что Немаслофан задает такие вопросы говорит только о том,то он не читал эту тему, многочисленные документы и презентации, где весь этот процесс детально описан. А его основная цель потролить в теме!

Изменено 15 апреля 2016 пользователем Oilfan

[Жанна 59]

Какая? Марка, двигатель?

если Pajero 4 3.8 / Polo sedan 1.6 - то не по адресу.

Audi a3 2.0 (ccza).Тему почитаю для начала, пока не могу уловить связь масла и детонации при нагрузке с низов. Пока мне кажется все это больше смахивает на раздув, продвижение новых допусков/масел. Изменено 15 апреля 2016 пользователем Жанна

[skylander521 379]

Audi a3 2.0 (ccza).Тему почитаю для начала, пока не могу уловить связь масла и детонации при нагрузке с низов. Пока мне кажется все это больше смахивает на раздув, продвижение новых допусков/масел.

тогда да. Но у вас я скажу степень форсировки все-же небольшая,  и ИМХО вам не о чем беспокоится.

А вот, если чиповать надумаете, тогда имейте ввиду!

Изменено 15 апреля 2016 пользователем skylander521

[skylander521 379]

Audi a3 2.0 (ccza).Тему почитаю для начала, пока не могу уловить связь масла и детонации при нагрузке с низов. Пока мне кажется все это больше смахивает на раздув, продвижение новых допусков/масел.

Не соглашусь с вами.

Если был раздув, то где тогда этот новый регламент ilsac gf6?, где спецтребования на lspi?

ИМХО как раз наоборот пытаются замять эту проблему, свалив все на плохой бензин и неправильную эксплуатацию. Я и уловил-то это случайно, прочитав аннотацию к новуму двигателю лексус 200t, про якобы какое-то безкальциевоеммасло, чтобы предотвратить нок еволюшн, который впоследствии оказался лоу спид пре-игнишн.

 

У нас только равенол самый честный признает, что знают о данной проблеме и якобы учитывают уже данное требование в своих маслах двадцатой вязкости. А до мобила я случайно додумался, случайно увидев анализ с уменьшенной вдвое долей кальция.

Изменено 15 апреля 2016 пользователем skylander521