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]

http://www.ravenol.de/produkte/verwendung/d/Product/show/p/ravenol-flj-sae-5w-30.html

Да все понятно, спасибо, но это не то.

С1 придумали не как средство от LSPI, а как средство для современных трехкомпонентных нейтрализаторов ОГ.

Я же говорю, нам нужно новое высокотехнологичное масло типа "GF6", у равенола оно есть, но я что-то очень все равно сомневаюсь в этом бренде. У них сейчас идет очень активная компания по продвижению нового продукта 0w16 (A3), я не сомневаюсь, что в партии для рекламной компании у него там все прекрасно, но что пойдет или уже идет в серию?

Этот бред ведет свою историю аж с 1946 года, но потом был много раз перекуплен, это знаете как: раскрутил бренд, продал, а потом новый владелец просто достаточно долгое время снимает сливки, пока клиент не просек. Потом опять - раскручвают, раскручивают и опять сливают.

В этом плане я Мобилу больше доверяю, для него репутация имеет долгосрочное значение!

Изменено 5 марта 2016 пользователем skylander521

[Палыч314 1 316]

@skylander521, да, но молибден в масла C1/4 стали добавлять только в 2012 году.

[kroligoff 2]

вертикальное расположение лучше, чем сбоку. Попробовать бы пособирать статистику сломавшихся моторов GDI и обратить внимание на расположение в них форсунок. 

 

Ecoboost 1.6

 

 

[ryb6 9]

Я немного погуглил эту тему. Чего я нарыл - вертикально форсунки стоят на Экобусте 1.6, 1.5, 1.0. На всех остальных GDI - T-GDI от KIA, Экобуст 2.0 от Форда, и 2.0 турбо от Лексуса, форсунки стоят с боку, причем угол разный. Вот теперь можно пособирать статистику по выходу из строя моторов с разрушением колец и перегородок на поршнях. Тогда, с определенной вероятностью можно порассуждать, какие конкретно моторы более подвержены LSPI. Если у кого есть какая информация, давайте собирать.

[swen 4]

Давно слежу за темой,для меня эта беда тоже актуальна.Постом выше автор почему то забыл упомянуть ВАГовские ДВС,к примеру на  1,4 TSI вот такое расположение форсунок,и несмотря на то,что сверху,впрыск бьёт всё равно на стенки цилиндра,там об этом написано.Как по вашему,на сколько велик риск LSPI при таком впрыске?

[ryb6 9]

Ага, чего-то совсем ВАГи упустил... Значит и по ним бы посмотреть статистику( но вроде не мало нареканий).... 

 

Но на видео на нем форсунка сбоку - 

 

 

Да и на Вашей картинке форсунка сбоку, внимательно посмотрите.:o)))

Изменено 9 марта 2016 пользователем ryb6

[swen 4]

Моё фото выше из программы самообучения и касается 1,4 TSI  122 л/с с одной турбиной,на них случаев LSPI не слышал.А видео выше-это и есть 150-сильный твинчарджер,на них поршни летят с удовольствием,но там двойной наддув,вернее турба+компрессор.Вот тут собака и закопана....

Изменено 9 марта 2016 пользователем swen

[ryb6 9]

Так вот если внимательно посмотреть на Вашу картинку - видно, что форсунка стоит не вертикально, а "соплом" на зрителя и с наклоном сверху вниз. Так что программа самообучения тоже тут не причем - впрыск идет сбоку, а не сверху.

 

А сверху- это как на фото Экобуста.

Изменено 9 марта 2016 пользователем ryb6

[Oilfan 115]

Моё фото выше из программы самообучения и касается 1,4 TSI  122 л/с с одной турбиной,на них случаев LSPI не слышал.А видео выше-это и есть 150-сильный твинчарджер,на них поршни летят с удовольствием,но там двойной наддув,вернее турба+компрессор.Вот тут собака и закопана....

Давайте вспомним условия для возникновения LSPI: низкие обороты, высокое давление (большой крутящий). Все это как раз и дает компресор. Все укладывается в логику процесса. На высоких оборотах, выше 3000 LSPI уже не возникает.

Изменено 9 марта 2016 пользователем Oilfan

[GVA 1 101]

А видео выше-это и есть 150-сильный твинчарджер,на них поршни летят с удовольствием,но там двойной наддув,вернее турба+компрессор.Вот тут собака и закопана....

Коллега по работе на 1.4 с турбой и компрессором накатал за 200 тыс.км. Мотор пока цел.

Масло использует всегда 504-го допуска, 5w30, Shell в последнее время.

Бенз льет 98.

[dimcher 80]

@swen, есть случаи поломок поршней на 1.4 122лс, октавия А7 (см. форум октавия клуба например). Случаев правда всего два, т.е. явно не массовая трагедия, как с некоторыми другими моторами. И как минимум один случай на 1.8 TSI CDAB 

[skylander521 378]

Случаев правда всего два, т.е. явно не массовая трагедия

Ну вот с этим утверждением я бы не согласился, учитывая, что на тематических форумах "сидит" лишь приблизительно небольшой процент (не более 5%) автовладельцев.

Конечно поломки поршней происходят не сразу, а статистически уже после потери гарантии, производители авто по всей видимости эту вероятность просчитали.

По мере накопления депозитов в межпоршневом пространстве вероятность возникновения увеличивается.

Какие-то экземпляры моторов выдерживают больше этих циклов, прежде чем сломаются, какие-то больше.

У кого-то может быть вообще этого не происходит, если эксплуатируют авто в щадящем не городском режиме трассы.

Изменено 10 марта 2016 пользователем skylander521

[Oilfan 115]

Коллеги, бытует мнение, что моторы ВАГ приканчивает вовсе не LSPI, а старая добрая детонация.

Ибо конструкторы заложили слишком большой порог запаздывания реагирования на ее возникновения.

А еще поршни часто разрушаются из-за отказа или засорения масляных форсунок, охлаждающих поршень.

Поэтому людям, волей судьбы связавшим себя с современной продукцией ВАГ, я могу посоветовать использовать бензин с ОЧИ не ниже 95, и стараться реже выводить двигатель на режим макс. мощности, т.е. избегать разгонов с полной подачей топлива 

 

Сколько людей, столько и мнений. Тут в теме несколько выше наоборот рекомендуют вжаривать регулярно на высоких оборотах, что бы очищать камеру сгорания.

Так как же лучше?

[skylander521 378]

приканчивает вовсе не LSPI, а старая добрая детонация.

Откуда такая уверенность?

Между прочим LSPI - это тоже своего рода разновидность детонации, только намного более разрушительная. Если классическая детонация вызывает лишь локальные нагрузки в определенных областях поршневого пространства - как молоточки точечно разбивает (эрозия), то LSPI просто с неимоверной силой давит и бьет по всей поверхности поршня в противоположную сторону вниз во время движения поршня вверх (откалывает кусками иногда гнет и ломает шатуны).

Между прочим ИМХО ОЧ тоже в не меньшей мере влияет на вероятность LSPI, нежели в случае с классической детонацией.

На 98 бензине вероятность намного ниже - больше оксигенатов МТБЭ, выше порог самовоспламенения.

Да и что гадать на кофейной гуще, все проверяется логами - в случае с классической детонацией - отскоки (ретарды), в случае с LSPI, ретарда нет, будет зафиксирован пропуск зажигания в конкретном цилиндре (обычно 3 или 4).

Можете еще посмотреть результаты испытаний бортовой системы самодиагностики OBD II Mode 7 Test results, пропуски зажигания по цилиндрам (misfire), если в одном каком-то цилиндре насчитает этих пропусков больше, то с высокой долей вероятности это LSPI.

Изменено 10 марта 2016 пользователем skylander521

[skylander521 378]

Сколько людей, столько и мнений. Тут в теме несколько выше наоборот рекомендуют вжаривать регулярно на высоких оборотах, что бы очищать камеру сгорания.

Так как же лучше?

В качестве профилактики - да, если мотор, вернее кольца еще не совсем грязные, это наверняка поможет, но если двигатель уже достаточно загажен, нужно конечно ИМХО раскоксовку делать.