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/

 

[Mo Simpson 40]

kap по поводу дороговизны, есть Castrol Magnatec DX 5-30, его стоимость 300₽ за литр. Масло GM Dexos 1 Gen2, от американского гиганта,  (понятное дело, что его льёт какой-нитьудь wolf или тот же Castrol) его стоимость 1500 за 5 литров. И о какой дороговизне идёт речь?) И прошу заметить, масло от GM.  

[avic 154]

Mo Simpson 

Подешевело оно очень недавно  я брал GM d1g2 за 2 900 руб/4 л.

kap 

Химики не творят ради маркетинга, работают на целевой заказ, над поставленной задачей.

Без ТЗ, по сути, и делать то нечего – зачем, кому?

Получение сертификатов, лицензий и прочего – так же не бесплатно. Что требуют – то и делают.

 

Существует или нет LSPI – не знаю. Но, наблюдаю, как тот же dexos1 «густеет», и вот мы уже видим ILSAC GF-5 5w30 с вязкостью при 100°С стремиться к 12 мм2/с,  и  как янки вдруг стали переобуваться в прыжке, меняя кардинально, рекомендованные масла на своём рынке - с жидких на *W40.

Я думаю, просто тут нашла коса на камень: экология столкнулась с законами физики а те подвинули бизнес. Стремились получить что-то экологичное, получили проблемы в механике.

Лично мне, сложно представить эту произвольную вспышку отлетающих капель масла, которые выбиваются струёй топлива.

[kap 614]

Это основы маркетинга. Ты все время должен предлагать что то новое. Покупатель должен радоваться, что то молоко, которое он пил в детстве совсем неправильное, а вот сейчас самое правильное. Из плевой темы - смазочные материалы - целый культ вывели. Люди реально гордятся тем, что заливают, допустим Мотюль. Это как к высшему обществу прикоснуться. Почувствовать себя в Святогоре как в спортивном Мерседесе. Нет ни одного достоверного документального доказательства, что на Мотюле (опять абстрактно) двигатель проходит 500 тыс, а на УзЛуке 100тыс. То же и с ЛСПИ. Продажи падают, вот и нужно новую фишку придумать. Никто его достоверно не наблюдал, но есть многочисленные публикации, что поршень развалился не от конструкторского просчета или несовершенства ПО, и тем более не от детонации, о которой, как причине неисправности, заявляет производитель. А поршень развалился именно от загадочной ЛСПИ. Тут половина форумчан как то с техникой связаны. И минимум у половины, если б услышали о чуде ЛСПИ из неизвестного источника возникло бы сомнение - Фигня какая то, так не бывает. Чтобы струйка бензина под  давлением попала бы в капельку масла и в присутствии соединений кальция воспламенилась. Но в уважаемом источнике принимают на веру и начинают обсуждать не вдумываясь в физику (или химию) процесса.

[kap 614]

2 часа назад, Mo Simpson сказал:

kap по поводу дороговизны, есть Castrol Magnatec DX 5-30, его стоимость 300₽ за литр. Масло GM Dexos 1 Gen2, от американского гиганта,  (понятное дело, что его льёт какой-нитьудь wolf или тот же Castrol) его стоимость 1500 за 5 литров. И о какой дороговизне идёт речь?) И прошу заметить, масло от GM.  

А GM само производит масло? Дело даже не в цене. Дело в продажах.

[Gaffer 3 259]

11 часов назад, avic сказал:

янки вдруг стали переобуваться в прыжке, меняя кардинально, рекомендованные масла на своём рынке - с жидких на *W40

Где это такое видел? 

[Gaffer 3 259]

10 часов назад, kap сказал:

поршень развалился именно от загадочной ЛСПИ

Помнится мне, что об этом эффекте новых моторов писал пользователь Васко еще несколько лет назад - речь шла о немецких моторах, которые он тогда ругал за разрушение поршня.

[avic 154]

10 минут назад, Gaffer сказал:

Где это такое видел? 

Там

[Gaffer 3 259]

5 минут назад, avic сказал:

Там

Здесь такого не замечаю - кругом рекомендации  SAE 20 и  SAE 30 в исполнении API SN Plus. Возможно гуталинятся SAE 40 мексиканцы - у них машины с прямотоками больше рычат, чем едут и частенько сизым дымом воняют вокруг себя и моторы у них текут маслом тоже. 

Изменено 13 декабря 2018 пользователем Gaffer

[kap 614]

Я тоже тенденцию к загустению не вижу. А вот наступление 20-к вполне конкретно. Да и движок ( по крайней мере КИА) на нем преображается. 

[torcon 64 490]

Не помню где читал (Lubrizol по моему). LSPI на свежих маслах почти не встречается, важно что бы свежее масло было, появляется оно на изрядно поработавших и сработанных маслах.

Я не думаю что LSPI это заговор производителей, все 4ре кита индустрии Afton, Oronite, Infineum, Lubrizol признали это, начали менять пакеты присадок с кальция на кальций + магний, убирать натрий из пакетов который провоцирует LSPI. 

[H5N1 1 981]

11 минут назад, torcon сказал:

Я не думаю что LSPI это заговор производителей, все 4ре кита индустрии Afton, Oronite, Infineum, Lubrizol признали это, начали менять пакеты присадок с кальция на кальций + магний, убирать натрий из пакетов который провоцирует LSPI. 

Только почему-то касается это американского и отчасти японского рынка. В Европе малокубатурные турбомоторы с GDI появились чутка пораньше чем в США, но европейские маслоделы почему-то на кальциево-магниевый пакет переходить не спешат. Тот же Mobil ESP X2 взять для примера.

[Mo Simpson 40]

4 часа назад, H5N1 сказал:

Только почему-то касается это американского и отчасти японского рынка. В Европе малокубатурные турбомоторы с GDI появились чутка пораньше чем в США, но европейские маслоделы почему-то на кальциево-магниевый пакет переходить не спешат. Тот же Mobil ESP X2 взять для примера.

Есть Mobil 1 X1 - пожалуйста, кальце-магниевый пакет у него уже как лет пять и совсем недавно появился допуск Dexos 1 Gen 2, тот самый от LSPI. Да и Mobil американская корпорация ведь, разве нет?)

Изменено 13 декабря 2018 пользователем Mo Simpson

[H5N1 1 981]

2 минуты назад, Mo Simpson сказал:

Есть Mobil 1 X1 - пожалуйста, кальце-магниевый пакет у него уже как лет пять и совсем недавно появился допуск Dexos 1 Gen 2, тот самый от LSPI. Да и Mobil американская корпорация ведь, разве нет?)

Спасибо, кэп.

Я пишу про Мобил, производящийся на европейских заводах и для европейского рынка. Mobil ESP X2 0w-20, разработанный в 2016 и имеющий последние допуски VW и MB - на кальциевом пакете.

[Mo Simpson 40]

16 часов назад, kap сказал:

А GM само производит масло? Дело даже не в цене. Дело в продажах.

Спойлер

 

Я так и написал в скобках, GM не производит масло)
А вы видите большие продажи? Я вот конкретно нет. Да и вообще мне кажется такое масло покупают только те, кто наткнулся на данную темку на этом форуме))
И почему у вас так бомбит? Если вы уверены что это заговор маркетологов, так не покупайте подобное масло, вот и всё, а до других вы всё равно не достучитесь без аргументов, у них своё мнение.

У меня вот конкретно, лег мотор из-за LSPI и мне проще лить определенное масло, чем потом опять менять поршни за собственный счёт лишь потому, что кто-то в интернете решил, что LSPI это маркетинговый ход и нужно лить густой полнозольник)

 

 

[kap 614]

Почему Вы решили, что мотор лег из-за LSPI? есть заключение GM? Может, просто ОЧ бензина низкое было? Все таки 200л\с с 1.6л это очень много. Наверняка еще и с чипом до 230? Я, кстати, ни слова про заговор не написал. Обычная, ежедневная работа маркетолога. вывести на рынок некий продукт с новыми свойствами против новой неизведанной болезни. Вот вы твердо уверены, что мотор лег из за LSPI. Попробуйте описать физику процесса?

Впрочем, я не настаиваю. Каждый принимает то решение, которое принимает..

Изменено 13 декабря 2018 пользователем kap