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/

 

[ModeratorSigma 7 017]

@Немаслофан, читательский билет на выходные за неуважительное отношение к форуму. Хватит уже вещать ярлыки на форумчан. Вы были неоднократно предупреждены об этом.

[skylander521 378]

Приведу текст, возможно я не так понял, но на мой взгляд явления схожи

 

 

Автомобильнаяя пром-ть 1996 №12

 

А вообще интересно это все

http://azbukadvs.ru/jekonomichnost/1073-prezhdevremennoe-i-posledujuwee-kalilnoe-zazhiganie-chast-1.html#

В малолитражных двигателях ев­ропейских автомобилей часто причиной преждевременного ка­лильного зажигания являются головки выпускных клапанов, особенно при отложениях на них масляного нагара со следами присадок, содержащих соединения кальция и бария.

 

В общем как бы там не было, но этот кальций основной виновник.

[Oilfan 115]

1. С этим я не спорил. Я писал, что мало не может проникнуть в КС (камеру сжатия) во 2-м и 3-м тактах.

 

2. Здесь у вас не правильное понимание. Поршень "гонит" не "масляную плёночку", а топливо-воздушную смесь. В которой частицы масла могут являться запалом для возникновения очагов пламени до подачи искры свечой или после подачи.

3. Я не знаю, в курсе вы или нет, но обычно описанный вами двойной впрыск применяется при частичных нагрузках, когда в бензомоторах с внутренним смесеобразованием образуется гетерогенная смесь.

Но как я понял, возникновение LSPI чаще всего наблюдается при полном ходе педали акселератора. В этом режиме вся цикловая подача происходит в 1-м такте. 

Не уверен, что вы поймете изложенное, но упрошать упрощенное  не хочу

 

4. Повторю лишь свои ранние выводы:

1. Точного определения процесса LSPI на русском языке никто из аборигенов этой темы не привел;

2. Точного объяснения причин возникновения данного аномального сгорания никто не предоставил, одни лишь догадки и теории

В третий раз пишу Вам, что Вы не потрудились почитать не только тему, но даже мой предыдущий ответ! Все, что Вы тут написали не правильно. Зачем Вам тогда нужен этот спор, ради спора?

 

Отвечаю по пунктам:

 

1. Во 2-м такте масло остается на стенках с первого такта. В 3-м такте масло тоже  попадает в КС (как и при любом движении поршня вниз, вопрос только в количестве), но в этом такте оно не имеет значения.

2. Поршень гонит по стенке цилиндра именно масляную пленочку, а топливно-воздушную смесь он сжимает (только к чему Вы это тут пишите про смесь? Это и так понятно). Причем топлива в этой смеси очень мало, в основном воздух, впрыск основного топлива будет уже в конце такта.

3. Не верно!!! Практика и исследования показывает, что LSPI проявляется как раз чаще всего в устоявшихся режимах равномерного движения по трассе (часто на круизе) на малых оборотах, но высоком давлении и крутящем моменте (такое достижимо только на турбо). Не нужно путать с классической детонацией.

 

4. Советую Вам потратить полдня и прочесть эту тему, а так же документы и ссылки в ней, вместо написания по сути ничего не несущих полезного агрессивных споров. Потом приходите и высказывайте Ваше обоснованное мнение по существу.

 

Оффтоп

Агрессивное невежество - худшая форма из всех возможных форм невежества. Подумайте об этом на досуге.

Изменено 16 апреля 2016 пользователем Oilfan

[Oilfan 115]

Ну, да, а разве я с этим спорил?

Я поправил фразу

Как в такте "сжатие" в КС могут попасть капельки масла, если давление газов этому препятствует?

Приведите плиз обоснование из тех. литературы, где описывается такая особенность.

Коллега, "пленочку" поршень не гонит, он по ней скользит. "Гонит пленочку" только масляное кольцо, да и то не гонит, а срезает и далее оно отводится в дренаж.

 

Коллега, это конечно оф топ, но вы ошибаетесь. В современных автомоторах с внутренним смесеобразованием топливо впрыскивается не в конце 1-го такта, а в начале 2-го. Это позволяет работать на гомогенных смесях, что снижает выбросы сажи, что диктуют жестокие экологические требования.

С чего вы решили, что я путаю?

Это какая то бесконечная история...

  :facepalm:

 

Почитайте про смесеобразование в двигателях с непосредственным впрыском. http://systemsauto.ru/feeding/motronic_med.html

К этой статье можно добавить, что современных моторах с непосредственным впрыском топливо часто впрыскивается дважды (в зависимости от режима), в первый раз немного для охлаждения поршня и КС, а второй в конце такта сжатия.

Изменено 18 апреля 2016 пользователем Oilfan

[sergun 608]

И у него совсем иначе работает система ГРМеханизма? Система впрыска и вообще Система подачи топлива - не изменяет принцип работы ДВС. Клапан на выпуске отработанных газов открывается всегда! навстречу вверх летящему поршню, а не на такте рабочего хода когда поршень летит вниз после воспламенения

 

У автомоторов выпускные клапаны открываются в такте "рабочий ход"

 

Ну и подкрепим графикой:

 

Изменено 19 апреля 2016 пользователем sergun

[VladimirR 2 510]

а покритикуйте масло Ssang Yong Motor Oil 5W-30 http://www.oil-club.ru/forum/topic/11289-ssangyong-5w-30-svezhee/ с точки зрения возникновения эффекта LSPI?

[power1 33 340]

Цитата

Коллега, это конечно оф топ, но вы ошибаетесь. В современных автомоторах с внутренним смесеобразованием топливо впрыскивается не в конце 1-го такта, а в начале 2-го. Это позволяет работать на гомогенных смесях, что снижает выбросы сажи, что диктуют жестокие экологические требования.

 

коллега, ну вы уж лапшу на уши людям не вешайте, в современных моторах впрыск происходит как во 2-м так и в первом такте, в зависимости от оборотов, нагрузки и т.д.

 

http://www.kfztech.de/kfztechnik/motor/otto/fsi.htm

 

Цитата

Меня интересует когда по вашему мнению возникает LSPI: при полной подаче топлива или частичной?

 

а тему почитать в лом? уже помоему неоднократно выставляли, или вам эта графика нu очем не говорит?

 

кстати у амиков уже запатентован метод борьбы с LSPI

 

и еще, топливо так-же может играть определенную роль в возникновении LSPI

 

"Lube formulations are a current focus, but in time attention may turn to fuels. There have been some published results that indicate different fuels, whether due to regional variations, tank aging, or other factors, could have an impact. This can be of particular concern to OEMs that might, for instance, be selling products in China at a time when the government mandates a change in fuel composition – perhaps as part of an effort to reduce CO2 emissions.

 

“You can get a wide range of severity of the problem, depending on the fuel,” said Briggs"

 

http://fuelsandlubes.com/fli-article/lspi-a-knock-on-the-newest-engines/

[Oilfan 115]

power1

 

Оффтоп

Не советую поддаваться на эту уловку. Я по наивности думал, что ему можно что то объяснить. Увы. Только зря время терять. Ему не нужна истина, ему нужно самоутвердиться, спор ради спора. Он сам лучше всех все знает.   А похамить он сам большой любитель, просто сейчас включил "овечку".

Изменено 20 апреля 2016 пользователем Oilfan

[VladimirR 2 510]

а покритикуйте масло Ssang Yong Motor Oil 5W-30 http://www.oil-club.ru/forum/topic/11289-ssangyong-5w-30-svezhee/ с точки зрения возникновения эффекта LSPI?

спрошу еще раз

[power1 33 340]

Коллега, был бы вам признателен, если бы вы в своих постах удерживались от хамства.

 

 

я лично считаю хамством сознательное  введение коллег в заблуждение, и призываю отказатся от подобной практики

 

Где на этом рис. вы углядели положение педали подачи топлива?

 

 

а положение ручника вам не нужно случайно?

 коллега, вы вроде позиционировали себя как грамотного инженера, а задаете вопросы ответ на которые, по моему, знает любой механик, Contours [g/kWh] вам ничего не говорит? -

Удельный расход топлива

 

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A3%D0%B4%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D1%80%D0%B0%D1%81%D1%85%D0%BE%D0%B4_%D1%82%D0%BE%D0%BF%D0%BB%D0%B8%D0%B2%D0%B0

[power1 33 340]

Вы мне предлагаете угадать положение педали подачи топлива по удельному расходу топлива?

 

я вам предлагаю не задавать идиотских вопросов, и занятся самообразованием,

[Лис 245]

@Немаслофан,  в описании к диаграмме говорится что: "К сожалению, наиболее экономичный диапазон работы двигателя в большей степени подвержен LSPI" , полагаю он и выделен на рисунке.  Думаю что вряд ли двигатель работает с максимальной подачей топлива, поскольку  это должен быть "наиболее экономичный" режим работы. 

Изменено 22 апреля 2016 пользователем Лис

[dimcher 80]

забавно https://www.lubrizolspecialtyproducts.com

[Лис 245]

@dimcher, а что конкретно вам показалось забавным? эта  аббревиатура  не имеет никакого  отношения к теме. 

[VAn12 2 294]

Может кому будет полезно, не знаю было уже в теме или нет, две статьи от Infineum, одна совсем свежая, от текущего месяца:

http://www.infineuminsight.com/insight/may-2015/investigating-low-speed-pre-ignition

http://www.infineuminsight.com/insight/apr-2016/controlling-low-speed-pre-ignition