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]

@skylander521, думаете в эксперименте старое масло залили? Об этом не уточняется ведь))

Ну а как объяснить, что большинство автовладельцев ездят и ничего не происходит.

А кто-то где-то и до 200000 докатывал.

Нет, ну может быть этот эффект конечно добивает двигатель постепенно, и в результате усталости металла ломаются поршни.

Изменено 11 февраля 2016 пользователем skylander521

[Nordman 2 059]

А имеет ли значение сколько масла попадает в цилиндры? Я думаю одно дело если жрет его литрами как бмв или ваг или по капле. С одной стороны кажется если льет то этот эффект должен просто не прекращаться а с другой как в любом процессе должен быть баланс и что то прогоревших поршней на малокубовых бмв нет

[Зеленоградец 1 210]

Думаю вся эта шумиха несколько раздута. Я больше 120 тыков на своей турбобензокосилке наездил на полнозольных маслах с высоким содержанием кальция, в т.ч. на норде около 30 ткм. Режимы разные от тошнения на низких оборотах внатяг до тапки в пол с места и все в порядке.  Владельцы более объемных TSI жрущих масло тоже повально не встречаются с разваленными поршнями.

Изменено 11 февраля 2016 пользователем Зеленоградец

[Dimmy 11 105]

Для этого нужно сочетание факторов, видимо. Но для профилактики можно прислушаться к рекомендациям по зольности хотя бы, чтобы нагара меньше было на клапанах.

[dimcher 80]

Ну а как объяснить, что большинство автовладельцев ездят и ничего не происходит.

А кто-то где-то и до 200000 докатывал.

Нет, ну может быть этот эффект конечно добивает двигатель постепенно, и в результате усталости металла ломаются поршни.

ну вообще заявляется, что это super knock, даже одного такого детона может хватить, чтобы разрушить поршень. А уж в жару, да на 95-м не самого высшего качества, такое и правда должно происходить в больших объемах. Но видимо нужно много факторов в одном месте - и масло на поршне должно скопиться, и тапку в пол надо нажать на определенной передаче...

Слишком рано истерия поднялась, толком исследования со всеми выкладками никто не видел, но уже хотят молибден засыпать чуть ли не в бензобак. Мясо и сосиски кстати уже все прекратили кушать? 

[Dimmy 11 105]

 

 

Мясо и сосиски кстати уже все прекратили кушать?

От них троекратно увеличивается LSPI в желудке? 8P

Чайная ложка MoDTC на ночь...

[dimcher 80]

От них троекратно увеличивается LSPI в желудке? 8P

Чайная ложка MoDTC на ночь...

 

Оффтоп

уже доказана канцерогенность жаренного мяса, а само по себе красное мясо потенциально канцерогенно. Правда это посерьезнее LSPI будет? Здоровье не вернешь и не починишь

[Зеленоградец 1 210]

 

 

От них троекратно увеличивается LSPI в желудке?

Обычно чуть южнее  

[VAn12 2 294]

Оффтоп

Немного не по теме, но эта маздовская чудо компрессиия 14:1 очень дурно пахнет.. Не может быть у нормального серийного бензинового атмосферного двс для гражданского авто, геометрическая компрессия в 14:1, ему тогда и 98-го может не хватить..

 

Степень сжатия 14:1 от Мазды - компрессия 14 (авто новое).. Норма, при такой степени сжатия должна быть 17-18..

 

Так шо Сикай Актиф неимоверно "рулит"!

Оффтоп

Очень даже может! Геометрическая степень сжатия в skyactiv 14:1! Просто у этих моторов реализована изменяемая фактическая степень сжатия. При низких нагрузках двигатель работает по циклу Аткинсона: впускные клапаны закрываются позже, уже на такте сжатия, и часть воздуха выходит через них обратно во впускной коллектор. По сути, поршень проходит часть пути без сжатия воздуха. Это снижает фактическую СЖ и крутящий момент, но вместе с ними и насосные потери. А при средних и высоких нагрузках впускные клапаны закрываются раньше (привычный цикл Отто) и происходит полное наполнение цилиндров. СЖ снова доходит до 14 — и мотор выдает высокий крутящий момент. Прочитать подробнее можно тут: http://www.zr.ru/content/articles/748446-dvigateli-skyactiv-perestrojka/

или тут: http://mazda-city.ru/index.php/skyactiv/7-dvigatel-skyactiv-g

а вот вам картинка для оценки геометрической степени сжатия:

[skylander521 378]

Вот нашел еще маслице на ПАО базе 

Elf Solaris FE 5W-30 ( теперь уже называется Evolution Full-Tech FE)

http://www.oil-club.ru/forum/topic/8334-8334/

с 1047 кальция и конской дозой молибдена 394

 

А вот еще говорят 100 синтетика: ELF EVOLUTION 900 CRV 0W-30 - а допуски смотрите - ACEA A5/B5

VOLKSVAGEN: VW 503.00 / VW 506.00 / VW 506.01 (Это Как?)

Высококачественное, полностью синтетическое топливосберегающее моторное масло, созданное с использованием технологии ELF и предназначенное для всех типов бензиновых и дизельных двигателей легковых автомобилей. Cущественно снижает потребление топлива. Высокая степень защиты двигателя.

Интересно сколько кальция у него?

 

смотрим MSDS

I

Benzene, mono-C10-13-alkyl derivs., fractionation bottoms, heavy ends, sulfonated, calcium salts*** - no data available 148520-84-7 <0.99 Skin Sens. 1 (H317)

 

Benzene sulfonic acid, mono-C16-24-alkyl derivatives, calcium salts*** 274-263-7 01-2119492616-28 70024-69-0 <0.19 Skin Sens. 1 (H317)

 

ПРИМЕНЕНИЕ Бензиновые и дизельные двигатели Прямой впрыск

 

 

NGN Sinergy 

кальция 1373

Магния - 1009

Фосфора - 954

http://www.oil-club.ru/forum/topic/5790-ngn-synergy-0w-40-cvezhee/

 

 

QUARTZ 9000 FUTURE NFC 5W-30 

http://www4.total.fr/asia-oceania/australia/Technical%20Data%20Sheets/TOTAL/TOTAL%20Automotive/01%20-%20Passenger%20Car%20Engine%20Oil/03%20-%20Full%20Synthetic/QUARTZ%209000%20FUTURE%20NFC%205W30%20MSDS.pdf

Calcium long chain alkylsalicylate <1.5

TOTAL QUARTZ 9000 FUTURE NFC 5W-30 рекомендуется для турбированных, мультиклапанных двигателей и двигателей с прямым впрыском.

Изменено 11 февраля 2016 пользователем skylander521

[Oilfan 115]

Ну а как объяснить, что большинство автовладельцев ездят и ничего не происходит.

А кто-то где-то и до 200000 докатывал.

Нет, ну может быть этот эффект конечно добивает двигатель постепенно, и в результате усталости металла ломаются поршни.

 

Как выяснилось, LSPI не всегда и не обязательно убивает движок при первом же появлении, этот процесс все таки накапливает деструкцию в поршне и кольцах. В примеры тому владельцы у которых еще поршень работает, но компрессия в цилиндре уже не та и микрокамера показывает наличие повреждений. Косвенное тому подтверждение, что разрушение поршней случалось в интернет примерах на пробегах как правило от 40 тыс и пик к 80-100 тыс км. Хотя есть экземпляры, кто прошел за 150 тыс без поломок.

На форумах сидит 1% от всех автовладельцев, для большинства это "пустая болтовня". если у них в гарантийный срок что то ломается они просто ремонтируют по гарантии и думают это из-за плохого топлива. Отлично помню мужика с мондеофорума, который менял масло каждые 6 тыс км и потом сокрушался, что все его лишние расходы пропали зря и это не уберегло его от той же участи, что и тех, кто менял раз в 15 тыс.

LSPI тоже, думаю, отличаются по воздействию в зависимости от момента, когда это происходит. Если совсем близко к зажиганию или одновременно,  может это будет не столь болезненно для движка.

 

В общем миром правит вероятность, в нем нет ничего однозначного. Если, гипотетически, движок выдержит 100 LSPI, то если свести количество LSPI к 10 в год, то к моменту, когда разрушится поршень движок уже будет достаточно изношен и возможно будет и так близок к капиталке. Поэтому если в наших силах уменьшить вероятность LSPI, то это следует сделать.

Изменено 11 февраля 2016 пользователем Oilfan

[skylander521 378]

Как выяснилось, LSPI не всегда и не обязательно убивает движок при первом же появлении, этот процесс все таки накапливает деструкцию в поршне и кольцах. В примеры тому владельцы у которых еще поршень работает, но компрессия в цилиндре уже не та и микрокамера показывает наличие повреждений. Косвенное тому подтверждение, что разрушение поршней случалось в интернет примерах на пробегах как правило от 40 тыс и пик к 80-100 тыс км. Хотя есть экземпляры, кто прошел за 150 тыс без поломок.

На форумах сидит 1% от всех автовладельцев, для большинства это "пустая болтовня". если у них в гарантийный срок что то ломается они просто ремонтируют по гарантии и думают это из-за плохого топлива. Отлично помню мужика с мондеофорума, который менял масло каждые 6 тыс км и потом сокрушался, что все его лишние расходы пропали зря и это не уберегло его от той же участи, что и тех, кто менял раз в 15 тыс.

LSPI тоже, думаю, отличаются по воздействию в зависимости от момента, когда это происходит. Если совсем близко к зажиганию или одновременно,  может это будет не столь болезненно для движка.

 

В общем миром правит вероятность, в нем нет ничего однозначного. Если, гипотетически, движок выдержит 100 LSPI, то если свести количество LSPI к 10 в год, то к моменту, когда разрушится поршень движок уже будет достаточно изношен и возможно будет и так близок к капиталке. Поэтому если в наших силах уменьшить вероятность LSPI, то это следует сделать.

Поэтому либо продаем машины с этим долбанным впрыском или находим подходящие для него масла!

Чего мы собственно и делаем сейчас!

Изменено 11 февраля 2016 пользователем skylander521

[Nordman 2 059]

Я может пропустил а система контроля детонации разве не вмешивается в работу мотора? По идее должа проийти коректировка зажигания, до тех пор пока детонация не прекратится, но тк зажигание на прямую не связано с этим ффектом то вполне возможно будет и корекция по топливу

[skylander521 378]

Я может пропустил а система контроля детонации разве не вмешивается в работу мотора? По идее должа проийти коректировка зажигания, до тех пор пока детонация не прекратится, но тк зажигание на прямую не связано с этим ффектом то вполне возможно будет и корекция по топливу

нет не будет, а даже если и будет коррекция (по зажиганию), то это все равно не поможет

[Зеленоградец 1 210]

 

 

NGN Sinergy  кальция 1373 Магния - 1009 Фосфора - 954 http://www.oil-club....-0w-40-cvezhee/

Этот анализ уже не актуален.

http://www.oil-club.ru/forum/topic/21994-21994/