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/

 

[VladimirR 2 517]

все же стоит видимо обратить внимание на то, что кальциево-магниевый пакет в основном встречается в маслах до 14 года выпуска. Анализы свежих масел показывает, в основном, кальциевый пакет. Так может быть нам что-то недоговаривают?

[Oilfan 118]

все же стоит видимо обратить внимание на то, что кальциево-магниевый пакет в основном встречается в маслах до 14 года выпуска. Анализы свежих масел показывает, в основном, кальциевый пакет. Так может быть нам что-то недоговаривают?

Пессимист об этом переживает, оптимист на это надеется.

Лично я надеюсь на это и вот почему. Как мы (кто читает эту ветку форума) видим, что все ведущие производители уже занялись проблемой и включили тестирование своих масел (по крайней мере тех, которые для бензиновых турбо) на LSPI. И уже поступает информация, что в масла стали добавляться органические соединения призванные бороться с детонацией масла. Как пример антидетонационная добавка, которая льется и в топливо так же может использоваться и с маслом. Видимо, как обычно, производителям проще еще чего нибудь добавить, какого-нибудь улучшителя, , чем сделать продукт идеальным и без добавок. Видимо кальций настолько прочно засел в маслах, что производители избирают пути не его уменьшения, а нейтрализации.

Остается найти документальные подтверждения таким маслам и можно расширять список наших безопасных масел!

[VladimirR 2 517]

а вот и возможное LSPI у ВАГов

http://forums.drom.ru/general/t1152137316.html

[lzsound 2 170]

все же стоит видимо обратить внимание на то, что кальциево-магниевый пакет в основном встречается в маслах до 14 года выпуска. Анализы свежих масел показывает, в основном, кальциевый пакет. Так может быть нам что-то недоговаривают?

Он просто дороже в пр-ве чем чисто кальциевый пакет. Отсюда и отказ, как и от эстэров. Сейчас всё построено на удешевлении пр-ва. Даж из газа масло делать научились - вот что экономия и жажда наживы с людьми делает

Изменено 25 марта 2016 пользователем lzsound

[skylander521 379]

Он просто дороже в пр-ве чем чисто кальциевый пакет. Отсюда и отказ, как и от эстэров. Сейчас всё построено на удешевлении пр-ва. Даж из газа масло делать научились - вот что экономия и жажда наживы с людьми делает

Но из газа это не дешево вовсе.

Экономить, насколько позволяет здравый смысл, которого все меньше, экономят конечно.

Везде экономят сейчас и дурят конечно, это нужно понимать.

С другой стороны все производство сейчас унифицированно, ничего кардинально не изобретается уже на протяжении многих десятилетий (верней просто держат в секрете), а просто строится из наработок прошлого, как  кирпичики в модульную конструкцию.

Все стремится в единообразию - это и есть глобализм - «Novus ordo seclorum».

Мы и так по сути все рабы (torcon не даст соврать), меняется лишь инструмент порабощения.

Изменено 25 марта 2016 пользователем skylander521

[skylander521 379]

а вот и возможное LSPI у ВАГов

http://forums.drom.ru/general/t1152137316.html

Возможно.

Если следов оплавления и эрозии нет, а просто облом, то вероятнее всего это он.

Он в смысле LSPI (он мой).

Нет, не мой конечно, в смысле, что мне он нафиг не нужен и никому не советую его иметь.

Изменено 25 марта 2016 пользователем skylander521

[dimcher 80]

Вот не дает покоя мне такой момент. Автомобиль с автоматом, едем допустим 100 кмч на верхней (пусть 6й) передаче, обороты порядка 1800-1900. Едем по ровной без уклонов дороге, минимальный газ для поддержания скорости. Допустим еще и на круизе! Сама по себе такая ситуация не должна вызывать LSPI, т.к. нагрузка относительно небольшая, подача топлива небольшая.

Допустим начинается не очень крутой подъем, автомобиль сам увеличивает подачу топлива для поддержания скорости и не переходит на низшие передачи! Да и без круиза, на самом-то деле, тоже самое - до определенной степени держит передачу, вниз не переключает, газ при этом на 1/4-1/3 нажат, вроде как нам кажется нагрузка небольшая? Но ведь в том то и прикол, что нагрузка на двигатель на высшей передаче уже может быть довольно большая и двигатель работает в той самой зоне LSPI! Педаль газа электронная, так что прямой зависимости между нажатием и подачей топлива может и не быть - в рассматриваемом случае мы лишь увеличивая нажатие немного говорим, что хотим поддерживать данную скорость, но может быть для этого двигателю уже надо работать у "полки" момента на данной передаче, а переключаться вниз он будет лишь при существенном продавливании педали, для ускорения. Так что если не рассматривать неумелую езду на МКПП (5/6-я передача, 60 кмч, газ в пол), то как раз на автомате получается больше шансов получить LSPI, если только производитель об этом не позаботился и алгоритмы управления двигателем предусматривают такие ситуации.

 

У себя в спорт режиме ставил эксперимент - при езде на круизе автомобиль все равно быстренько запрыгивает на 6-ю передачу. Хотя без круиза он бы держал 5-ю на данной скорости. Стоит опять же лишь чуть коснуться газа при включенном круизе и спорт режиме, как переходит на 5-ю передачу.

Изменено 27 марта 2016 пользователем dimcher

[Oilfan 118]

У себя в спорт режиме ставил эксперимент - при езде на круизе автомобиль все равно быстренько запрыгивает на 6-ю передачу. Хотя без круиза он бы держал 5-ю на данной скорости. Стоит опять же лишь чуть коснуться газа при включенном круизе и спорт режиме, как переходит на 5-ю передачу.

Ага,  тоже такое замечал  в спорт режиме.

В целом, не даром LSPI считается в первую очередь трассовой проблемой. Движение равномерное, автомат/круиз выбирает наивысшую возможную передачу. Не будь турбины и почти дизельной тяги на трассовых скоростях автомат атмосферника давал бы выше обороты. А тут он держит в самом экономичном режиме в начале полки крутящего почти как и дизель в такой же ситуации, обороты низкие, давление высокое. В таком режиме равномерного движения проигрыш дизелю по экономичности может быть всего 10% в отличие от 30% городского трафика.

[skylander521 379]

Ну что, никто не мерил ELM 327 себе в режиме obd mode6 (результаты испытаний самодиагностики) пропуски зажигания (misfire count).

У меня сегодня за пробег 120км по цилиндрам соответственно: 4,4,33,13.

3 и 4 определенно больше сбоят.

Хотя я помню, что у меня и на небольших пробегах, когда мотор еще был совсем новый, тоже были эти пропуски. Еще мне мастер в сервисе говорил, что на эвоках бензиновые движки очень неустойчиво работают, особенно на холостых.

Так, что хороший мотор мы себе купили, конструкторы придумали непосредственный впрыск и утверждали, что детонация с ним в принципе не возможна, но получили другую, еще большую детонацию с большей разрушительной силой.

Что не делается - все к «лучшему».

[Oilfan 118]

Ну что, никто не мерил ELM 327 себе в режиме obd mode6 (результаты испытаний самодиагностики) пропуски зажигания (misfire count).

У меня сегодня за пробег 120км по цилиндрам соответственно: 4,4,33,13.

3 и 4 определенно больше сбоят.

Хотя я помню, что у меня и на небольших пробегах, когда мотор еще был совсем новый, тоже были эти пропуски. Еще мне мастер в сервисе говорил, что на эвоках бензиновые движки очень неустойчиво работают, особенно на холостых.

Так, что хороший мотор мы себе купили, конструкторы придумали непосредственный впрыск и утверждали, что детонация с ним в принципе не возможна, но получили другую, еще большую детонацию с большей разрушительной силой.

Что не делается - все к «лучшему».

Ой да ладно, время покажет. Не смотрел бы в свою ЕЛМ и ездил бы на 98-м и не чувствовал никаких проблем. Уже почти 3 года ездишь, тьфу-тьфу-тьфу но просто ездишь и не в сервис. Не удивлюсь, что и у других авто, даже атмосферных, бывают пропуски зажигания, просто никто этого не замечает.

[VladimirR 2 517]

 

 

У меня сегодня за пробег 120км по цилиндрам соответственно: 4,4,33,13

а бензин какой?

[skylander521 379]

а бензин какой?

98 G-Drive - отличный бензин, у меня машина на нем по ощущениям очень ровно и уверенно работает начиная от реакции на газ и заканчивая гипер-ускорением с перегрузом.

[skylander521 379]

Ой да ладно, время покажет. Не смотрел бы в свою ЕЛМ и ездил бы на 98-м и не чувствовал никаких проблем. Уже почти 3 года ездишь, тьфу-тьфу-тьфу но просто ездишь и не в сервис. Не удивлюсь, что и у других авто, даже атмосферных, бывают пропуски зажигания, просто никто этого не замечает.

Ладно пропуски, но почему такой явный разброс по цилиндрам?

4 в первом и 33 в третьем - это большая разница.

 

вот описание алгоритма misfire monitor OBD

 

взято отсюда: https://www.motorcraftservice.com/FreeResources/OBD

 

Misfire Monitor

 

There are two different misfire monitoring technologies used in the 2009 MY. They are Low Data Rate (LDR), and

 

High Data Rate (HDR). The LDR system is capable of meeting the FTP monitoring requirements on most

 

engines and is capable of meeting “full-range” misfire monitoring requirements on 4-cylinder engines. The HDR

 

system is capable of meeting “full-range” misfire monitoring requirements on 6 and 8 cylinder engines. All

 

software allows for detection of any misfires that occur 6 engine revolutions after initially cranking the engine. This

 

meets the OBD-II requirement to identify misfires within 2 engine revolutions after exceeding the warm drive, idle

 

rpm.

 

Low Data Rate System

 

The LDR Misfire Monitor uses a low-data-rate crankshaft position signal, (i.e. one position reference signal at 10

 

deg BTDC for each cylinder event). The PCM calculates crankshaft rotational velocity for each cylinder from this

 

crankshaft position signal. The acceleration for each cylinder can then be calculated using successive velocity

 

values. The changes in overall engine rpm are removed by subtracting the median engine acceleration over a

 

complete engine cycle. The crankshaft acceleration is then processed by two algorithms. The first is optimized for

 

detection of sporadic and single cylinder patterns of misfire; the second is optimized for multi-cylinder patterns. The

 

resulting deviant cylinder acceleration values are used in evaluating misfire in the “General Misfire Algorithm

 

Processing” section below.

 

High Data Rate System

 

The High Data Rate (HDR) Misfire Monitor uses a high data rate crankshaft position signal, (i.e. 18 position

 

references per crankshaft revolution). This high-resolution signal is processed using two different algorithms. The

 

first algorithm is optimized to detect “hard” misfires, i.e. one or more continuously misfiring cylinders. The low pass

 

filter filters the high-resolution crankshaft velocity signal to remove some of the crankshaft torsional vibrations that

 

degrade signal to noise. Two low pass filters are used to enhance detection capability – a "base" filter and a more

 

aggressive filter to enhance single-cylinder capability at higher rpm. This significantly improves detection capability

 

for continuous misfires on single cylinders up to redline. The second algorithm, called pattern cancellation, is

 

optimized to detect low rates of misfire. The algorithm learns the normal pattern of cylinder accelerations from the

 

mostly good firing events and is then able to accurately detect deviations from that pattern. Both the hard misfire

 

algorithm and the pattern cancellation algorithm produce a deviant cylinder acceleration value, which is used in

 

evaluating misfire in the “General Misfire Algorithm Processing” section below.

 

Due to the high data processing requirements, the HDR algorithm may be implemented by the PCM in a separate

 

chip. The chip performs the HDR algorithm calculations and sends the deviant cylinder acceleration values to the

 

PCM microprocessor for additional processing as described below. The chip requires proper operation of the crank

 

and cam sensor inputs. A P1336 will be set if the chip detects noise on the crank sensor input, or if the chip is

 

unable to synchronize with the missing tooth location.. A P1336 points noise present on the crank sensor input or a

 

lack of synchronization between the cam and crank sensors.

Изменено 31 марта 2016 пользователем skylander521

[Сергей Локтионов 1]

Можно попросить мудрого совета? После ремонта, вызванного, по многим симптомам LSPI, движок снова как бы на гарантии. Дилер говорит, что производитель одобряет только масла 0W30 с допуском 502. Есть такое масло с низким содержанием кальция? У дилера набор такой: Castol Edge Professional 0w30, Shell 0w30 и их ваговское масло.   Где найти анализы масел? Или где можно посмотреть, какие масла имеют допуск VW502?

[VladimirR 2 517]

@Сергей Локтионов,

 Shell http://www.oil-club.ru/forum/topic/14974-shell-helix-ultra-ect-0w-30-svezhee/

Castrol http://www.oil-club.ru/forum/topic/5791-5791/

 судя по 0w40 пакет примерно тот же в ном масле будет (http://www.oil-club.ru/forum/topic/20079-castrol-edge-titanium-fst-0w-40-svezhee/)

присмотритесь к Mobil1 esp formula 5w30 http://www.oil-club.ru/forum/topic/6709-6709

дилер не вправе отказать залить вам привезенное масло