Low Speed Pre Ignition (LSPI) - преждевременное воспламенение смеси в цилиндре.

[Oilfan 119]

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]

Да статей-то много, как говорится визгу много, а шерсти мало, да и визгу-то особо нет.

 

Может забить?

[Лис 249]

@VAn12, Проблема обнаружена, мы над ней работаем, ничего нового. 

[Oilfan 119]

Да статей-то много, как говорится визгу много, а шерсти мало, да и визгу-то особо нет.

 

Может забить?

А ты не верь в LSPI. Если в чего то не верить, то этого нет. Так многие тут делают.

[skylander521 379]

В первой статье сказано, что по нашей версии LSPI возникает из-за того, что форсунка бьёт струёй в стенку цилиндра, смывает с нее масло, и далее частички масла в ТВС являются запалом для преждевременного зажигания.

Вторая статья говорит о том, что не сцыте, мы эту проблему знаем и над её разрешением работаем.

Спасибо конечно за комментарии и аналитические выводы.

Но дальше то что? :-)

Нам не холодно-не жарко!

 

Новый регламент GF6 вступит в силу неизвестно когда.

И что мы имеем сейчас - единственный производитель, который смело признался, что знает эту проблему и даже учел ее в последних рецептурах своих масел - это наш любимый Ravi нол.

Ну и Мобил, это уже наши аналитические выводы, если верить всем этим статьям про кальций.

Больше ничего!

Вот так.

Изменено 30 апреля 2016 пользователем skylander521

[Oilfan 119]

В первой статье сказано, что по нашей версии  LSPI возникает из-за того, что форсунка бьёт струёй в стенку цилиндра, смывает с нее масло, и далее частички масла в ТВС являются запалом для преждевременного зажигания.

Вторая статья говорит о том, что не сцыте, мы эту проблему знаем и над её разрешением работаем.

Спасибо, просветили нас безграмотных! Вот только это я Вам еще несколько страниц назад толдычил, но все было бестолку.

И как Вы теперь со статьей спорить будете?

Изменено 30 апреля 2016 пользователем Oilfan

[angel 0]

добрый день, Вам в раздел Выбор моторного масла

[skylander521 379]

Вы наверное уже стали забывать тему, ну ничего вот вам хорошее видео, чтоб напомнить.

https://m.youtube.com/watch?v=tsiRnFkeg2E

 

Очень кстати рекомендую видео данного Автора, человек очень грамотно излагает.

Я не говорю, что он заблуждается, но каждый из нас склонен к этому.

Обратите внимание, что человек взывает к верю-не верю, что виновато масло.

Но тем не менее стоит признать, что это основная версия на текущий момент и об этом говорят не форумные делегаты вы уж простите меня, а ведущие инженеры мировых производителей, имейте это в виду.

 

С другой стороны, вывод правильный: не надо попадать в зону lspi!

Только блн, почему автовладелец должен об этом думать, может еще вспомним, первые доисторические двигатели, где на ходу нужно было самому менять угол зажигания ручкой или обогащать, обеднять смесь. Сейчас все это способны сделать автоматика, просто производителю нужно все правильно настроить, но в погоне, я бы сказал фанатичной погоне за экологией, они стали забывать об этом. В моей машине LR2 похоже производитель это сделал, проведя акцию q511, теперь коробка при нагрузке сбрасывает передачу, другое дело как быстро она сумеет это сделать. Думать наверное все равно самому придется.

[skylander521 379]

Не могу удержаться от лирических отступлений.

ВОт я тут вчера похвалил автора ролика за профессионализм, а сегодня посмотрел про дизель.

 

Автор утверждает, что прараметр BSFC (Brake Specific Fuel Consumption, удельный расход) для бензиновых моторов цикла Отто кардинально отличается тем, что разница между наиболее эффективной точкой BSFC и наименее (внизу и на низких нагрузках и высоких оборотах) чуть ли не в 4-5 раз, а у дизеля только в 2 раза.

Ну это откровенная ложь, это знаете такой излюбленный журналистский стиль современных блогеров среди 90% правды очень грамотно прятать 10% той самой правды, которая на самом деле может даже и ценней чем остальные 90%.

Вот график нашего экобуста

https://drive.google.com/file/d/0B_QNAbeCrH85MGllMUxTQW1zdUk/view?usp=drivesdk

взято отсюда 2015-01-1266-1.pdf

 

Но я не мог на этом остановится и решил сам все проверить на примере своего мотора.

Записал Логи программой Dashcommand

Параметры MAF, умножив на коэффициент 1.23 можно получить приблизительную мощность.

И параметр расхода топлива в л/ч

 

Как известно BSFC https://en.wikipedia.org/wiki/Brake_specific_fuel_consumption

 

Вот мои логи:

мгновенный расход в матрице абсолютной нагрузки и оборотов

И массовый расход воздуха

 

 

1 точка - высокая нагрузка при наиболее низких оборотах

1600RPM, 135ABS - 17.7 л/ч*0.720 (плотность бензина)=12.744 кг/ч*1000=12744 г/ч

MAF 52.2*1.23=64.206 л/с*0,735499=47.2234 квт

BSFC= 12744/47.2234=269 (g/kwh)

 

2 точка - 

3200rpm, 80 ABS - 20.6*720=14832 g/h

maf 58.2*1.23=71.586*0,735499=52.6514 квт

BSFC=281  (g/kwh)

 

Ну и где в 5 раз?

Экобуст - хороший мотор!

 

Берем еще самую мощную точку:

maf 191.5*1.23=235 л/с=173.2 квт

81.4*720=58608 г/ч

BSFC=338 (не оптимально конечно, но не в 2 раза)

так, что мухлюет автор ролика.

Изменено 16 мая 2016 пользователем skylander521

[skylander521 379]

И еще я не согласен с формулировкой, что раз дизельное топливо более калорийно, а бензин видишь ли менее, а особенно 98, потому, что у него там ароматика и мтбэ. Автор бред пишет, что значит артматика и мтбэ, он или знает, но специально в таком эмоциональном ключе говорит, расчитывая, что собеседник проглотит наживку или же сам не знает глубоко этот материал.

Причем здесь калорийность вообще, 98 бензин как раз наоборот более энергоемок, и не в калорийности его дело, а в том, что благодаря ему эбу может использовать наиболее оптимальные топливные карты и зажигание, увеличивая тем самым рабочее кпд мотора. Здесь важно не тепло, а работа (расширение газов).

Но «поет красиво»! :-)

[VladimirR 2 518]

Как думаете, а не может быть этот эффект LSPI на самом деле связан немного с другим - http://bmwservice.livejournal.com/210450.html ?

 

Изменено 16 мая 2016 пользователем VladimirR

[skylander521 379]

Как думаете, а не может быть этот эффект LSPI на самом деле связан немного с другим - http://bmwservice.livejournal.com/210450.html ?

 

Я читал!

Все может быть, но это уже не LSPI.

Вообще существует на самом деле целая куча факторов, приводящих к разрушению двигателя, LSPI один из них.

Вы понимаете, были случаи разрушения у людей на совершенно смешных пробегах и именно в режиме круиза, так что не зря инженеры кипешь подняли. Хотя я конечно понимаю маркетологов, им бы очень не хотелось выносить сор из избы.

Действительно заигрались в экологию и даунсайзинг.

Изменено 16 мая 2016 пользователем skylander521

[sergun 611]

Как думаете, а не может быть этот эффект LSPI на самом деле связан немного с другим - http://bmwservice.li...com/210450.html ?

 

Ты видишь что-нибудь общее между этими картинками:

 

 

 

Я нет. Слева - ЛСПИ (перемычки выломаны): справа - ТСИ (поршень оплавлен, все как у Смирнова)

Так что оставим эту тему владельцам экобустов.

[VladimirR 2 518]

@sergun, вот более удачная картинка

но обрати внимание на твоей картинке с ЛСПИ кольца тоже выстроились канавками в ряд

[sergun 611]

 

 

но обрати внимание на твоей картинке с ЛСПИ кольца тоже выстроились канавками в ряд

Не понял, на моей картинке с ЛСПИ колец вообще нет..

Края острые, резкие т.е. кусок выломан высоко-энергетическим воздействием, в другом случае края плавные, сглаженные металл выплавлен из-за воздействия высоких температур.

[skylander521 379]

@VladimirR, Здесь оплавление, при LSPI - отлом, причем как видите в самом слабом месте, где у поршня выступ.

Изменено 16 мая 2016 пользователем skylander521