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/

 

[avic 154]

sergun 

1. Вы сами меречислили "жидкие" масла. Ну и, это началась и больше касается рынка US/Asia где как раз таки 0w20 "рабочая" вязкость. 

2. D1g2 расчитан на GDI  и TGDI. А то, что прикрутили сюда малообьемники с распраделенным впрыском, так это конструктивная особенность, с LSPI ничего общего. 

 

Для TSI, например, рекомендуется А3 (тот же мобил есп, который дексос2 с3/с2). 

Вообще, под шумок этой проблемы, подтягивают и траблы экомасел. 

 

[Gjv 18]

5 часов назад, sergun сказал:

 

О боже...

 

 

2-й столбец - средняя удельная (массовая) теплоемкость

?

[sergun 608]

6 часов назад, Gjv сказал:

Дык у ПАО теплоемкость выше на 30%,

?

Это из какой параллельной реальности взято?

Изменено 14 августа 2018 пользователем sergun

[Gjv 18]

10 часов назад, sergun сказал:

?

Это из какой параллельной реальности взято?

Из реальной,если исправить теплоемкость на теплопроводность.т.е. более быстрый отвод тепла от поршня у масел на ПАО основе.

[sergun 608]

15 минут назад, Gjv сказал:

Из реальной,если исправить теплоемкость на теплопроводность.т.е. более быстрый отвод тепла от поршня у масел на ПАО основе.

Мы смеем надеятся на какой либо фактологический материал, естественно достоверный и из серьезных источников? Судя по ловким заменам определений "теплоемкость/теплопроводность" вряд ли дождемся...

И не забываем про заявленные "скромные" 30% разницы. Кстати с чем? Полагаю с кряком? Какие там 3-5%? Не.. 30%! Хорошо что не 130%..

Изменено 15 августа 2018 пользователем sergun

[Gjv 18]

2 минуты назад, sergun сказал:

Мы смеем надеятся на какой либо фактологический материал, естественно достоверный и из серьезных источников? Судя по ловким заменам определений "теплоемкость/теплопроводность" вряд ли дождемся...

http://www.[censored by bot]/download/file.php?id=7202

Изменено 15 августа 2018 пользователем Gjv

[avic 154]

29 минут назад, Gjv сказал:

исправить теплоемкость на теплопроводность

Что бы было понятно о чем Вы, приведите связь теплоемкости и теплопроводности.

И то и другое имеет понятное и простое математическое описание.

[sergun 608]

ПАО против минерал Ойл? Финита ля комедия..

[Gjv 18]

17 минут назад, avic сказал:

Что бы было понятно о чем Вы, приведите связь теплоемкости и теплопроводности.

И то и другое имеет понятное и простое математическое описание.

Больше берет в себя тепла и быстрее передает его блоку отводя от поршней,меньше нагреваясь и коксуясь. Что не так?

2 минуты назад, sergun сказал:

ПАО против минерал Ойл? Финита ля комедия..

Приведи другую

[sergun 608]

3 минуты назад, Gjv сказал:

Больше берет в себя тепла и быстрее передает его блоку отводя от поршней,меньше нагреваясь и коксуясь. Что не так?

Приведи другую

Мне ничего приводить не надо, ибо я чуши не заявлял, а разница 30% у пао по теплопроводности по сравнению с чем то, это именно чушь и есть..

Изменено 15 августа 2018 пользователем sergun

[konung 6 795]

Вроде нашёл оригинал статьи. Похоже отсюда ноги растут про 30% 

а то Gjv  мало того, что путает теплоёмкость с теплопроводностью, так и ссыли даёт на нечитабельные ресурсы. 

 

Thermal conductivity

Перевод

Коэффициент теплопроводности

Скрытый текст

Коэффициент теплопроводности является мерой способности провести тепло.

Коэффициент теплопроводности в 300°F (150°C) для № 6 PAO составляет 0.085 БТЕ • ft / (h • ft2 • °F) по сравнению с 0.071 БТЕ • ft / (h • ft2 • °F) для equiviscous минерального масла, что означает, что PAO может провести на 20% больше тепла, чем минеральное масло для лучшей теплоотдачи.

Коэффициент теплопроводности в 300°F (150°C) для SynLube Lube−4−Life® SAE 5W-50 Motor Oil еще выше на уровне 0.092 БТЕ • ft / (h • ft2 • °F), то, что означает, что SynLube™ может провести на 8% больше тепла, чем лучше всего PAO, базовое синтетическое моторное масло и почти на 30% больше тепла, чем типичное  минеральное моторное масло.

Thermal conductivity is the measure of the ability to conduct heat.

Thermal conductivity at 300°F (150°C) for PAO #6 is 0.085 Btu•ft/(h•ft2•°F) compared to 0.071 Btu•ft/(h•ft2•°F) for an equiviscous mineral oil, which means that the PAO can conduct 20% more heat than mineral oil for better heat dissipation.

Thermal conductivity at 300°F (150°C) for SynLube Lube−4−Life® SAE 5W-50 Motor Oil is even higher at 0.092 Btu•ft/(h•ft2•°F), which means that SynLube™ can conduct 8% more heat than best of PAO based synthetic motor oils and almost 30% more heat than a typical mineral oil based motor oil.

***************************************************************************************************************************

Specific heat
Specific heat is the amount of heat per unit mass required to raise the temperature by one degree Celsius (or Kelvin).

PAO has a higher specific heat than mineral oil, which means that the PAO is better at absorbing heat. 
Yet the Colloidal SynLube™ has even higher specific heat than PAO, therefore it is even better at absorbing heat.

Since Specific Heat is both TEMPERATURE and VOLUME dependent, it is easier to explain it with Graph below:
Перевод:

Удельная теплоемкость

Скрытый текст

Удельная теплоемкость является количеством тепла, на единицу массы требуемым повысить температуру одной степенью Цельсия (или Келвин).

У PAO есть более высокая удельная теплоемкость, чем минеральное масло, что означает, что PAO лучше в поглощении тепла. 
Все же у Коллоидного SynLube™ есть еще более высокая удельная теплоемкость, чем PAO, поэтому это еще лучше в поглощении тепла.

Так как Удельная теплоемкость является и иждивенцем ТЕМПЕРАТУРЫ и ОБЪЕМА, легче объяснить его с Графиком ниже:

http://www.synlube.com/SynLube_Magic1.htm

Изменено 15 августа 2018 пользователем konung

[sergun 608]

Какие-то придурки маркетологи наваяли табличку и даже не в состоянии посчитать что разница между 0.075 и 0.092 составляет 23% но никак не 30. И кому интересно сравнение с минералкой?

[Gjv 18]

8 минут назад, konung сказал:

Вроде нашёл оригинал статьи. Похоже отсюда ноги растут про 30% 

а то Gjv  мало того, что путает теплоёмкость с теплопроводностью, так и ссыли даёт на нечитабельные ресурсы. 

 

Gjv не путает,он просто написал это вчера перед сном с мобильного после пару литров пива. Ему при этом в принципе было все равно. Но вы как раз и притащи ту статью которую он как бы помнил и вуаля, теперь понятно почему ПАО 4 группа и стоит особняком)У него замечательные физические свойства для отвода тепла)

[Gjv 18]

3 минуты назад, sergun сказал:

Какие-то придурки маркетологи наваяли табличку и даже не в состоянии посчитать что разница между 0.075 и 0.092 составляет 23% но никак не 30. И кому интересно сравнение с минералкой?

Да вокруг одни придурки.только ты самый самый. Кроме придурков у вас другие аргументы будут?

[ModeratorSigma 6 956]

Давайте будем общаться по человечески , без нарушений правил форума