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/

 

[Oilfan 115]

Друзья, специально перечитал статью (без гугл переводчиков).

Что бы не было споров приведу коротко самые важные моменты по присадкам влияющим на LSPI.

 

Двигатель предварительно погоняли на 4000 оборотов, что бы очистить от возможного нагара и потом специально перевели в режим максимально рисковый с точки зрения LSPI.

 

Базовое масло взяли стандарта Ilsac GF5

Итак, по пунктам:

1. Ca. Влияет на LSPI. В диапазоне от 0,1% до 0,2% увеличивает к-во LSPI до 3-х раз (в смысле в 3 раза больше). Но дальнейшее увеличение кальция не увеличивает LSPI.

2. Молибден в составе MoDTC (Molibdenum Di-Thio Carbamate). При концентрации до 0,07% устраняет LSPI

3. Фосфор в составе ZnDTP (Zink Di - Alkyl - Dithio -Phosphate). При концентрации до 0,15% устраняет LSPI. (то есть сам цинк не участвует)

4. Масло вообще без присадок имеет значительно меньше шансов на LSPI.

5. NOAK никак не влияет

 

Вопросы:

1. Из статьи не ясно, пункты 2 и 3 могут самостоятельно устранять LSPI или действуя только совместно.

 

Далее вопрос не к статье а к химиками и тем кто знает:

2. Что такое MoDTC (Molibdenum Di-Thio Carbamate)? Понятно, что молибден, но в какой форме? Желательно поподробнее, с примерами.

3. ZnDTP (Zink Di - Alkyl - Dithio -Phosphate) - это обычный пакет в маслах, верно?

Изменено 10 февраля 2016 пользователем Oilfan

[dimcher 80]

 

Двигатель предварительно погоняли на 4000 оборотов, что бы очистить от возможного нагара и потом специально перевели в режим максимально рисковый с точки зрения LSPI.

 

 

Мало того, важный момент!!!, намеренно изменили программу управления двигателем, чтобы чаще возникал LSPI.

Вот теперь вопрос, я уже озвучивал, насколько это все реалистично в товарном двигателе. Не зная деталей, это все гадание на гуще. Может чувакам надо было продвинуть свою идею, доказать существование эффекта, им ведь теперь его исследовать долгие годы. Нашли себе занятие

Оффтоп

Примерно так же издеваются над теми, кто пытается вести здоровый образ жизни. Сегодня одни продукты очень полезны, но завтра кто-то находит в них вред и надо полностью менять рацион)) Утрированно, но примерно так. Долги годы витаминки считались полезными, а теперь доктора говорят, что от них может быть больше вреда, чем пользы.

[skylander521 378]

 

 

Может чувакам надо было продвинуть свою идею, доказать существование эффекта

 

А как же многочисленные акции по перепрошивке блока у Фордовцев, да и у нас у LR недавно была спецакция Q511 (преждевременное зажигание).

А развалившиеся поршни непонятно от чего, дилеры разводят руками, "ну конечно же бензин виноват"!

[skylander521 378]

Надо пытать дилеров Lexus что это за спецмасло без кальция для новых Лексусов!

 

В общем позвонил я ОД Lexus поговорил с мастером - специалтстом.

Короче, они льют 0w30 (двадцатку не рекомендуют, это же Россия говорит) во все моторы подряд и вообще не в курсе про кальций, спецмасло и вообще по данной проблеме.

Вот так!

Как говорят "ученье свет а неученье тьма"

 

Надо было им еще сказать:

"У вас проблемы с новыми Турбо-бензиновыми двигателями были? Еще нет. Будут! "

Изменено 10 февраля 2016 пользователем skylander521

[lzsound 2 139]

Остаются только два 5-30 да спецпродукты типа Formula M и серия ESP.

ESP Formula M )))

http://www.oil-club.ru/forum/topic/7029-mobil-1-esp-formula-5w-40/

 

Molybdenum - 93

Boron - 207

Silicon - 4

Sodium - 3

Calcium - 1039

Magnesium - 6

Phosphorus - 749

Zinc - 813

 

SUS Viscosity @ 210 F - 69.7

cSt Viscosity at 100 C - 12.87

 

TBN - 5.5

 

Думаю что ПАО и Эстеры понемногу, но есть, как и в ESP 5W-30 Но "почтитридцатка" да и HTHS 3.8

Код 071924471016

В EMEX 100шт. по 800р.если без скидок

Изменено 10 февраля 2016 пользователем lzsound

[Oilfan 115]

2. Что такое MoDTC (Molibdenum Di-Thio Carbamate)? Понятно, что молибден, но в какой форме? Желательно поподробнее, с примерами.

3. ZnDTP (Zink Di - Alkyl - Dithio -Phosphate) - это обычный пакет в маслах, верно?

Уважаемые знатоки (в хорошем смысле слова (увы, в плохом смысле знатоков у нас на форуме гораздо больше))

Подскажите, по вопросам, пожалуйста. Это нам поможет найти правильное масло или присадки к нему.

[Nordman 2 063]

В общем позвонил я ОД Lexus поговорил с мастером - специалтстом.

Короче, они льют 0w30 (двадцатку не рекомендуют, это же Россия говорит) во все моторы подряд и вообще не в курсе про кальций, спецмасло и вообще по данной проблеме.

Вот так!

Как говорят "ученье свет а неученье тьма"

 

Надо было им еще сказать:

"У вас проблемы с новыми Турбо-бензиновыми двигателями были? Еще нет. Будут! "

На форуме по 200т в штатах тоже никто не слышал про 0-20 директ турбо масло,од льет гф5 0-20

[VAn12 2 294]

По-моему, некоторые в этой теме, говоря о концентрации молибдена, при котором LSPI эффект исчезает, неправильно пересчитывают, ведь 0,07% концентрации это не 70 а 700ppm, а таких масел не так уж и много.

Вот кстати еще кое что нашел по этой теме:

http://papers.sae.org/2015-01-0758/

http://papers.sae.org/2014-01-1212/

 

А вот статья об отложениях на впускных клапанах и камере сгорания в том числе в GDI двигателях:

http://archiwum.inig.pl/INST/nafta-gaz/nafta-gaz/Nafta-Gaz-2014-04-04.pdf

 

А вообще меня больше всего интересует вопрос, имеет ли место быть этот эффект в нетурбированных двигателях с непосредственным впрыском, например Skyactiv? Ведь геометрическая степень сжатия там 14:1, а разбавление масла топливом зимой имеет место быть у многих. Уж не поэтому ли в оригинальном масле Мазда 0W-20 молибдена 600-700 ppm? Ведь даже Тотал делает его по такой же рецептуре, что и Idemitsu. А Zepro, возможно, и создавалось в том числе и как масло для DI моторов.

[skylander521 378]

ведь 0,07% концентрации это не 70 а 700ppm,

Вы правы!

Я балда 

 

 

А вообще интересно как влияют еще моющие присадки в бензине - ведь они с одной стороны разрыхляют отложения с поверхности поршенй, т.к. струя прямо на них как душ поливает, но с другой стороны сгорают ли они полностью без остатков, по всей видимости нет. Но сдругой стороны они смывают определенную часть нагара, но нагар все равно после рабочего такта остается уже из за них - ну в общем это называется у них контрольнагара, т.е. поддержание (стабилизация) концентрации депозитов на одном и том же уровне (некритичном я так понимаю).

 

Короче - во гемор мы себе взяли на свою з!

Были же нормальные моторы и карбюраторы были, ну нафига нужно был все это выкраивать.

Не зря говорят, что "Кроилово ведет к попадалову" 

Изменено 10 февраля 2016 пользователем skylander521

[dimcher 80]

Double injection during intake stroke (DII) is an efficient way to suppress super-knock in test engine. The simulated results indicate that DII can shorten spray penetration, suppress fuel droplet attached on piston top and cylinder liner.

 

у моего TSI как раз в зоне LSPI идет двукратный впрыск. Как-то спокойнее стало, может ВАГиновцы все-таки учли этот момент и могут бороться с LSPI правильным управлением впрыском

[VAn12 2 294]

@skylander521, По моему это очевидно, ведь 1 ppm (parts per million) = 0,0001%. Соответственно 0,07% = 700 ppm, 0,15% = 1500 ppm и т.д.

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B8%D0%BB%D0%BB%D0%B8%D0%BE%D0%BD%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D0%B4%D0%BE%D0%BB%D1%8F

[Dimmy 11 129]

В первую очередь, нужно разобраться с цифрами. Что за 0.1%, 0.2%, 0.07%, 0.15%.

На мой взгляд, это 1000, 2000, 700 и 1500 ppm.

Что получается для снижения эффекта LSPI согласно статье:

1. Нужно порядка 700 ppm МоDTC;

2. Нужно не более 1000 ppm Кальция, т.е. нужен кальциево-магниевый пакет;

3. Нужно ZDDP на уровне 1500 ppm на Цинк и Фосфор вместе.

[Gaffer 3 259]

Открыто новое дважды магическое ядро кальция

 

http://a.msn.com/r/2/BBpkRkg?a=1&m=RU-RU

[skylander521 378]

@skylander521, По моему это очевидно, ведь 1 ppm (parts per million) = 0,0001%. Соответственно 0,07% = 700 ppm, 0,15% = 1500 ppm и т.д.

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B8%D0%BB%D0%BB%D0%B8%D0%BE%D0%BD%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D0%B4%D0%BE%D0%BB%D1%8F

Оффтоп

Да, я уже понял свою ошибку!

Спасибо!

[skylander521 378]

Открыто новое дважды магическое ядро кальция

 

http://a.msn.com/r/2/BBpkRkg?a=1&m=RU-RU

Оффтоп

По "Магическими" ядрами это у нас Руслан ​из Ормекса специалист большой! Кстати чего-то его не видно в этой теме, а то может нам присадочку какую-н полезную предложил бы!

 

Нуклоны, протоны, барионы, кварки, гамма, сингулярность, черные дыры!

"Макароны-катлеты, венегрет"

Изменено 10 февраля 2016 пользователем skylander521