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]

@Немаслофан, Бесполезный спор.

Есть масса различных эффектов и процессов, происходящие в ДВС.

То, что вы делитесь своими знаниями по процессам работы двигателя, это замечательно, но здесь в теме обсуждаем LSPI!

 

Да собственно чего обсуждать.

Помимо гидроударов, детонации и еще много чего, есть т.н. эффект раннего зажигания, все производители лубрикантов и енжинов это давно уже признали.

Официально способов борьбы с этим эффектом никто не предлагает, да оно и понятно, чего панику разводить.

Какие выводы мы можем сделать:

1. Льем масла с допусками производителя, но желательно с наименьшим количеством кальция, желательно наличие PAO - компонента не менее 30%, органические модификаторы, содержащие  молибден и бор, не превышая интервалы 5-7 тыс. (после начинается деградация пакетов, повышая риск LSPI), 

2. не нагружаем двигатель на низкиз оборотах (это уже надо трясти представительства и дилеров, чтобы обновление соответствующее придумали и сделали) - у Фордов и LR такое обновление блоков PCM проводили.

3. Льем хороший проверенный бензин, желательно улучшенный моющий (для поддержания отложений на стабильном определенном уровне) с ОЧ 98, при этом не меняя различные заправки раз от раза (выбрали себе одну и заправляйтесь на ней всегда по возможности, присадки у всех разные, как они взаимодействуют никто не знает).

4. Поменьше толкаемся в пробках мегаполиса, даем машине про... на высоких оборотах иногда.

5. Следим за чистотой системы охлаждения и интеркуллера.

6.  что еще? (продать все на.. и купить нормальный атмосферный) или придерживаясь вышеуказанных рекомендаций непременно ждать и надеяться, что не отломится что-н еще (например турбина), или чего мы пока не знаем.

В современных авто есть еще масса всего того, чему ломаться, уж лучше отравиться газами из выхлопной трубы, чем постоянно думать об этом.

Оффтоп

Жизнь кайф!

Как классно жить!
Всю жизнь живу и не тужу!

Изменено 10 марта 2016 пользователем skylander521

[swen 4]

@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.  

А можно просто ссылку вместо всего этого текста?Хотелось бы почитать....эти движки были раньше с некоторыми отличиями,в частности ремённым приводом и т.д,и хотелось бы знать,о каком именно ДВС идёт речь.

Изменено 10 марта 2016 пользователем swen

[dimcher 80]

А можно просто ссылку вместо всего этого текста?Хотелось бы почитать....эти движки были раньше с некоторыми отличиями,в частности ремённым приводом и т.д,и хотелось бы знать,о каком именно ДВС идёт речь.

http://www.octavia-club.ru/f/A7/37805-razvalilsya-porshen-na-dvuhletnei/

[swen 4]

Там не понятно,о каком ДВС идёт речь,так и не нашёл.У него в профиле в одном месте написано 1,8 а ниже 1,4.Какой двигатель,буквенное обозначение?

Изменено 10 марта 2016 пользователем swen

[skylander521 379]

Future_Powertrain_Conf_2016_BP_dist.pdf
Опять во всем виноват кальций, фосфор в концентрации 800 помогает на все 100.

Так что же получается, что если фосфора в составе zddp больше 800 ppm, то получается что и лукойл генезис подходит, у него в анализе аж 960 ppm фосфора?


Volatility fuel - это испаряемость топлива.
Значит получается, что топливо с высокой испаряемостью, т.е легкое по фракционному составу (низкая температура кипения) или в составе которого есть легкие спирты, значительно снижает риск lspi!

Эмиссия: HC - гидрокарбоны, PI - pre-ignition.
FBP -Final Boiling Point температура выкипания.
Volume evaporated % — сколько процентов испаряется при определенной температуре.
Это пояснение к графикам, которые там в документе, чтобы понятно было.

На непрогретом двигателе риск LSPI выше. Это опять же кореллирует с испаряемостью топлива, т.к. на прогретом двигателе испаряемость лучше.

Идем дальше, блн хоть бы расшифровали свою терминологию.
Поди догадайся, что такое FM (радио-диапазон), нет, это friction modifications, понятно, да модификаторы трения это! :-)
Т.е получается, что с модификатором, что без, но если фосфора в составе zddp будет больше 800, то это очень хорошо.

Но с кальцием понятно, если больше 1000, это плохо, магний на вероятность lspi не влияет.

Ну что ж это не может не радовать.
У нас с Oilfan есть как минимум три оружия: низкий кальций (в Мобиле 1070), достаточное количество фосфора (в мобиле 750), сделана калибровка ЭБУ мотора, для обхода режимов риска высокой нагрузке на низких оборотах, немного изменен алгоритм переключения АКПП.
Нам бы еще бензин легкий с низкой температурой выкипания, лучше на спирту по типу европейских что-то там E10 и тд.и тп. Так что для нас МТБЭ это даже очень хорошо.

Больше всего МТБЭ в рязанском бензине РНПЗ - 98 БП 13%.
Причем надо смотреть, чтобы с рязанского был, там массовая доля кислорода 2.53, против 1.5 с ярославского ЯНОС.
Можно наверное и самому добавлять МТБЭ дополнительно, он вроде недорогой эфир.
Не такой уж и не дорогой, как минимум 45р л, может тогда лучше ацетон? :-)

 

И еще что важно!

Значит нельзя топить на непрогретом двигателе!

 

А у нас большинство как делает, завелись, 2 минутки подождали максимум и давай жарить.

А надо так, завелись, 2 -5 минуток подождали, стрелка температуры сдвинулась, поехали потихоньку и минуток эдак через 20-30 можно начинать топить.

Изменено 11 марта 2016 пользователем skylander521

[dimcher 80]

Там не понятно,о каком ДВС идёт речь,так и не нашёл.У него в профиле в одном месте написано 1,8 а ниже 1,4.Какой двигатель,буквенное обозначение?

посмотрите какой 1.4 140 лс ставился на октавии А7 до 2016 м.г. Сейчас в принципе он же но 150 лс. Вот о нем и речь

[Сергей Локтионов 1]

Я тут упоминался, вернее, мой случай с Йети 1,8 CDAB 75 тыс. км. Клиническая картина совпадает с LSPI, то есть это вполне себе реальность. Прочитал всю эту ветку - хочу сказать спасибо участникам. Как потерпевший, почувствовал даже некую гордость за то что буквально рядом есть люди, которые стараются обезопаситься от косяков, изобретенных штатными экспериментаторами больших автоконцернов. В общем, спасибо!

 

Придется еще раз прочитать ветку, чтобы найти, как именно должно называться масло, чтобы замененный на 2/3 движок все-таки проехал побольше

 

Вот мой случай http://www.club-yeti.ru/forum/showpost.php?p=690165&postcount=35

Изменено 10 марта 2016 пользователем Сергей Локтионов

[VladimirR 2 517]

@Сергей Локтионов, а вы какое масло заливали?

[AndreyArb 53]

skylander521

а про какой мобил вы пишите и есть ли он 5W20?

Изменено 11 марта 2016 пользователем AndreyArb

[skylander521 379]

skylander521

а про какой мобил вы пишите и есть ли он 5W20?

 

Да любой Mobil1 0w20, 5w20, 5w30 - берите вязкость, которая вам нужна.

ИМХО лучше 5w30 - погуще, для турбины лучше будет, черт с ней с экономией этой.

Можете и AFE 0w20 взять, если так двадцатка нужна.

 

Можете и на любом другом, у которого фосфора больше 800, только имейте ввиду, что после срабатывания присадки ZDDP риск увеличится, а значит гонять до 10, а тем более 15т не стоит.

И не топите на непрогретом авто.

Зимой по возможности берите бензин с низкой температурой конца кипения - менее 190 градусов.

Больше МТБЭ (массовая доля кислорода чтоб была больше 2, но не превышала 2.7 по нормативу, иначе лямбда взбесится).

Изменено 11 марта 2016 пользователем skylander521

[skylander521 379]

 

 

Вы странный товарисч.

Оффтоп

Я очень странный!

[Сергей Локтионов 1]

@Сергей Локтионов, а вы какое масло заливали?

 

Скорее всего, дилер заливал Castrol H professional 0w30.

[VladimirR 2 517]

 

 

Castrol H professional 0w30.

интересно сколько в нем кальция

[skylander521 379]

Скорее всего, дилер заливал Castrol H professional 0w30.

Я бы вам лучше посоветовал ESP 0w30 или 5w30

А лучше 

PRODUCT IDENTIFIER

Product Name:     MOBIL 1 0W-40

Product Description:       Synthetic Base Stocks and Additives

Product Code:                 201510101010,   481499-60

 

 

CALCIUM HYDROXIDE

1305-62-0

215-137-3

NE

 0.1 - < 1%

STOT SE 3 H335,

Skin Irrit. 2 H315,

Eye Dam. 1 H318

[sergun 610]

 

 

Вот мой случай http://www.club-yeti...65&postcount=3

Подробные фотки поршня бы увидеть. Из того что видно на фотках - эрозия жарового пояса поршня, т.е. края, оплавленные. По каким признакам видно, что этот случай строго относится к обсуждаемой теме, а не является обычной детонацией?