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/

 

[DRON 33 15 011]

3 минуты назад, СИНТЭКС сказал:

Откуда такая информация?

Спойлер

Бабки на лавочке рассказали 

 

[D98RUS 1]

1 час назад, СИНТЭКС сказал:

Откуда такая информация?

Информация вся в открытом доступе. Клубный форум, информация от ОД. Речь о 1.5 ecoboost который стоит на фокусах и кугах. Ни одного случая разрушения поршня кроме второго.

[СИНТЭКС 12 732]

2 минуты назад, D98RUS сказал:

Информация вся в открытом доступе. Клубный форум, информация от ОД. Речь о 1.5 ecoboost который стоит на фокусах и кугах. Ни одного случая разрушения поршня кроме второго.

Это здорово, что имеет место воспроизводимость проблемы! Не об этом речь. Откуда уверенность, что причина разрушения - именно LSPI?

[D98RUS 1]

4 минуты назад, СИНТЭКС сказал:

Откуда уверенность, что причина разрушения - именно LSPI?

Уверенности такой нет. Вот и решил спросить у тех кто может шарит в этом

[СИНТЭКС 12 732]

31 минуту назад, D98RUS сказал:

Уверенности такой нет

О том и речь! На LSPI и инопланетян вообще всё списать можно!!!

Нужно понимать природу этого явления. Если LSPI было бы всему виной, то проявлялось бы по разным цилиндрам, а не только во 2-м. Нужно искать конструкторский просчёт форда. Вопрос либо в калильном зажигании, либо в ПО, которое провоцирует детонацию. Третьего не дано. Я не разбираюсь в фордовских моторах, поэтому не смогу дать компетентного заключения.

[Челябинский таксист 61]

Извините, не прочитал всю тему с самого начала, возможно это уже обсуждалось, - возможно LSPI подвержены моторы из-за плохого качества бензина, ведь это не секрет, что качество бензина в России "хромает" и соединения в присадках для увеличения октанового числа и вызывают LSPI????

Изменено 4 августа 2019 пользователем Челябинский таксист

[СИНТЭКС 12 732]

9 часов назад, Челябинский таксист сказал:

Извините, не прочитал всю темы с самого начала, возможно это уже обсуждалось, - возможно LSPI подвержены моторы из-за плохого качества бензина, ведь это не секрет, что качество бензина в России "хромает" и соединения в присадках для увеличения октанового числа и вызывают LSPI????

Качество бензина если и имеет, то последнюю роль в этом эффекте. Пока всё на уровне картинок, слухов, домыслов. Интерпретаций предостаточно. Но я ни разу пока не встречал чётких параметров, чтобы можно было однозначно утверждать: это LSPI, это детонация, а это калильное зажигание. Пока что всё очень не прозрачно.

Изменено 4 августа 2019 пользователем СИНТЭКС

[avic 162]

Подозреваю это депозиты на поршневой + детонация от низкооктанового топлива. Локальный перегрев, разрушение.

[Палтус 5 191]

24 минуты назад, СИНТЭКС сказал:

LSPI, это детонация, а это калильное зажигание. Пока что всё очень не прозрачно.

В правильном направлении мыслите товарищ. Я бы ещё ПО не исключал.  Бензин плюс масло играют далеко не последнюю роль,а затем всё как ты сказал. На чипованом B48 разрушается 2,3 стенки поршня. На нечипованом 3. Частенько стали приезжать гарантийные. Немцы молчат. Внятного ничего не говорят. А потом как показывает практика выходит новое ПО. И всех бесплатно прошивают. Короче Я за твоё предположение )

[СИНТЭКС 12 732]

11 минут назад, Igor7805 сказал:

Я бы ещё ПО не исключал.

 вот! Чуть выше писал об этом:

17 часов назад, СИНТЭКС сказал:

Нужно искать конструкторский просчёт форда. Вопрос либо в калильном зажигании, либо в ПО, которое провоцирует детонацию.

 

[Палтус 5 191]

СИНТЭКС Интересно, касаемо BMW это только 4 цилиндровые моторы этому подвержены. А чему этому,не возьмусь сказать. 

 

[СИНТЭКС 12 732]

1 минуту назад, Igor7805 сказал:

А чему этому,не возьмусь сказать. 

Время покажет! Думаю, надо рыть в сторону степени сжатия и теплоёмкости поршней.

Но где я и где инженеры автоконцернов

[Палтус 5 191]

3 минуты назад, СИНТЭКС сказал:

Время покажет! Думаю, надо рыть в сторону степени сжатия и теплоёмкости поршней.

Вот и рой   А я пойду кофейку попью))

[industrymerkil 414]

Камрады, предлагаю обсудить данное видео. В lspi ли причина или в чем другом?

 

 

[kap 616]

Ребята, может и хорошие механики, но их выводы и методы обоснования своих предположений просто в тупик иногда ставят.. Двигатели скайактив известны своей высокой степенью сжатия. И уверения япов, что он для 95 бенза достаточно сомнительны. Это уверения маркетологов.  По сути, с такой же степенью сжатия дизель работает. Причина разрушения - детонация. Явление давно известное и достаточно понятное. ЛСПИ - просто маркетинговый жупел. Давно бы уж суперинновационный движок презентовали, работающий по "Циклу ЛСПИ" или еще как оригинально придумают.. А То Отто, Дизель, Миллер, Аткинсон... Скучно господа! Получите новый!

Кстати, что еще особенно интересно, при воспламенении ЧАСТИЦ масла, количество которых ничтожно мало, высвобождается такое количество энергии, которое способно сломать поршень, идущий вниз, после такта сжатия! Просто ядерная реакция. В такой движок залить 3 л масла и пол-года ездить без заправки...

Изменено 5 сентября 2019 пользователем kap
Дописал