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]

 

 

Посмотрите у Воинова описание КЗН - калильное зажигание от частичек нагара. На мой взгляд это и есть LSPI.

Это не может быть так, хотя бы потому, что LSPI - это LSPI, а зажигание от нагара - это зажигание от нагара.

Вы не поверите, но существует масса способов самовоспламенения и самоподрыва!

Не надо мешать все в одну кучу!

За книгу спасибо, но не думайте что вы или я умнее всех!

Тоже мне открытие сделали.

хихи!

 

 

Не может противодавление согнуть шатун - байки это. При проектировании шатунов закладывается как минимум двойной запас прочности по макс. давлению цикла.

может- не может, но гнет!

[skylander521 378]

 

 

Я предложу еще один: запрограммировать датчики детонации на выявление  LSPI на ранних стадиях возникновения.

Это как, если акустических возмущений не возникает. Датчик давления засунуть в цилиндр?

Да вы не беспокойтесь, производители уже приняли меры и увели опасные режимы за пределы зоны риска.

 

К тому же гипотетически ЭБУ все же как-то может выявлять аномалии, у меня например в диагностической системе есть параметры воспламенения от сжатия и результат теста баланс оф поуэр на компрессию в цилиндре.

Так что все нормально, все пучком!

[va_ja 32]

https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-22664/Kallmeyer_Diss.pdf

 

http://www.emitec.com/fileadmin/user_upload/Bibliothek/Vortraege/5tes_dresdener_motorenkolloquium_5_6_06_2003.pdf

 

http://www.iap.tu-darmstadt.de/fileadmin/nlq/theses/Masterthesis_Frank_B%C3%BCchler.pdf

а вы можете привести подобные работы на английском?

[swen 4]

Самый простой яндекс переводчик,к примеру, https://translate.yandex.ru ,перевод не очень конечно,но понять можно что к чему.

Упс,я прочёл не правильно,там "привести".а я прочёл "перевести".

Изменено 31 мая 2016 пользователем swen

[va_ja 32]

Самый простой яндекс переводчик,к примеру, https://translate.yandex.ru ,перевод не очень конечно,но понять можно что к чему.

Упс,я прочёл не правильно,там "привести".а я прочёл "перевести".

просто на английском я читаю почти свободно а так все равно придется вдумываться, что имелось в виду

[power1 33 220]

а вы можете привести подобные работы на английском?

 

к соожалению в моей pdf библиотеке переводов нет,

 

могу рекомендовать довольно свежую книгу российских авторов по двигателям вн. сгорания, у меня она в pdf варианте, но Dумаю найти не сложно

 

 

Не надо мешать все в одну кучу!

За книгу спасибо, но не думайте что вы или я умнее всех!

Тоже мне открытие сделали.

 

поддержу, Воинов лиш обобщил работы в плане процессов горения (окисления) многочисленных авторов к тому времени (70е годы,) когда моторов склонных к LSPI и в помине небыло, тем более в СССР,

те же амики лиш недавно озаботились проблемой LSPI при переходе от многолитровых моторов- монстров к более компактным-высоконагруженным

 

https://lubrizol.mediaspace.kaltura.com/media/Low+Speed+Pre-Ignition+%28LSPI%29/1_6m4nio0c

 

проблема заключается в том что LSPI  возникает как-раз в наиболее экономически эффективной зоне оборотов двигателя и "вырезание" этой зоны приведет к резкому ухудшению показателей двигателя

 

https://open.uct.ac.za/bitstream/item/16804/thesis_ebe_2015_rockstroh_manuel_tobias.pdf?sequence=1

 

к тому-же явление LSPI замеченно и в многтопливных дизелях при работе на газе

 

http://papers.sae.org/2014-01-2688/

 

было уже, но еще раз читайте внимательно -

 

https://dspace.lboro.ac.uk/dspace-jspui/bitstream/2134/15652/1/SI%20Downsize_Shanghai_2013.pdf

[va_ja 32]

к соожалению в моей pdf библиотеке переводов нет,

 

могу рекомендовать довольно свежую книгу российских авторов по двигателям вн. сгорания, у меня она в pdf варианте, но Dумаю найти не сложно

 

 

спасибо :up:

оказывается, это в моем городе издали. приятно, что наши ученые не отстали на века

Изменено 1 июня 2016 пользователем va_ja

[senseynv 1]

Подборы масла в первом разделе форума

[dimcher 80]

Кстати, перестали двигатели ломаться то? :) до лета отдыхаем?...

[c400 723]

Интересная тема. Может достаточно добавлять LM Cerratec? Для минимизации вероятности LSPI?

 

http://www.oil-club.ru/forum/topic/21101-castrol-edge-titanium-fst-0w-40-svezhe-prisadka-liqui-moly-ceratec/

 

987+1151+70(341) vs 2242 Ca

 

P.S. http://www.oil-club.ru/forum/topic/19240-bmw-original-ll-04-0w-40-svezhee/ неплохо подходит под анти LSPI

Изменено 21 ноября 2016 пользователем c400

[senseynv 1]

"RAVENOL DXG 5W-30 полностью синтетическое масло на полиальфаолефинах (ПАО). При этом ПАО в рецептуре усилены высокополярными базовыми компонентами пятой группы. За счёт уникального, запатентованного соотношения высоковязких и низковязких базовых компонентов RAVENOL производит это масло с рекордно низким содержанием полимерного загустителя. При этом применяется полимерный загуститель звездообразной формы. Это приводит к практическому отсутствию эффект "проседания" вязкости из-за деструкции (разрушения) полимерного загустителя и приводит к минимизации депозитов (высокотемпературные отложения) которые вызывает в двигателе полимерный загуститель.
Высокополярные базовые компоненты пятой группы обеспечивают, так же, совместимость ПАО с уплотнителями (РТИ) и вызывают эффект «прилепания» масла к смазываемой поверхности, препятствуют стеканию масла при не работающем двигателе. Полиальфаолефин обеспечивает лучшие в классе низкотемпературные свойства, лучший отвод тепла от смазываемых поверхностей, отсутствие расхода масла на угар, высокую термостабильность и антиокислительные свойства. В составе пакета присадок трёхядерный молибден и органические модификаторы трения. Рецептура масла оптимизирована с учётом уменьшения вероятности преждевременного воспламенения LSPI. Новая рецептура с номера партии 16300915 от 17/06/2016." 

http://www.ravenol.su/product/21-dxg-sae-5w-30

Изменено 2 декабря 2016 пользователем senseynv

[Вадим_69 8 127]

@senseynv, есть один нюанс :)

 

P.S. Но необходимо также знать, что представители Равенола активно читают этот форум, и часто используют различные "модные" фишки (AN, беззольные модификаторы, отсутствие загустителя и т.п.) в маркетинге своих продуктов (в т.ч. и когда этими фишками там и "не пахнет")

Изменено 2 декабря 2016 пользователем Вадим_69

[Penske 832]

@Вадим_69,

Оффтоп

похоже на то, что Равенол сменил блендера (есть версия, что этот  блендер также делает масла EXTREME) и у него поперла очень современная продукция.

 

[Izb 1 716]

В допусках, очевидно. Одно с фордовским 913D, другое Dexos1. Это подразумевает намного большую разницу в пакетах присадок, чем ту, которую вы видите в циферках анализа.

Думаю, многим интересно сравнение, в чём DEXOS1 и 913D будут отличаться, кроме вышеупомянутого различия +20%.

Разумеется, кроме отдельных дизельных тестов 913D, совместимости с биобензином и противодействия LSPI (как я понимаю, за счёт частичной замены кальция на натрий в DXG)

[VAn12 2 294]

 

 

противодействия LSPI (как я понимаю, за счёт частичной замены кальция на натрий в DXG)

:facepalm:

Вы хоть иногда эту маркетинговую лапшу от Равенола с ушей-то снимайте. По информации от Infineum, натрий в присутствии кальция практически удваивает возникновение LSPI и никак не может быть использован для его противодействия:

 

The next test assessed a formulation containing a mixture of 0.159% calcium and 0.042% sodium. Here the mixture almost doubled the LSPI activity when compared to the effect of calcium alone. This implies that sodium is a more aggressive LSPI promoter in the presence of calcium.

 

Полный текст статьи:

http://www.infineuminsight.com/insight/nov-2016/quenching-low-speed-pre-ignition