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/

 

[Nilson 11]

В 04.08.2019 в 18:01, avic сказал:

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

Думаю так же. Снимайте отложения из камеры сгорания, снижайте степень сжатия и топливо только 98+

[power1 33 121]

Цитата

стати, 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.

 

 

вы видимо совершенно не поняли суть " Low Speed Pre Ignition (LSPI)"
это поршень идёт К ВЕРХНЕЙ мёртвой точке при такте сжатия, а некоторые масла (их компоненты) способствуют преждевременному воспламенению рабочей смеси, в результате получаются ударные нагрузки на поршень (КШМ)

[Kotov_VaS 359]

В 13.12.2018 в 15:21, kap сказал:

А к явлению детонации? Ну как отличить поршень, разрушенный от детонации от поршня, разрушенного от LSPI? Какой отличительный признак, чтобы такое заключение сделать? А бензин на анализ сдавали? Наверняка ведь ОД анализ делал?

Я не против. Нравится вам такая причина - и хорошо. Но может причину приземленнее надо искать? Неработающий датчик детонации, нагар на поршнях, засоренный фильтр, жара на улице, интеркулер забит? Что там еще из азбучных причин детонации в турбомоторах?

 

Вот разломанный детонацией поршень в эталоне LSPI -Экобуст 2,0. Поломанные кольца и произошедшая потом закоксовка понятны. А вот такой кусок поршня..  Кстати, после 12 года изменили ПО и дефект пропал..

У меня машина 10 года. Ежу только на 5W40 от лукойла. Уже 130 тыс все ок. На трассе вдавливаю мама не горюй до 264 по GPS

[Космонавт 254]

Я ездил на Total Rubia Tir 9900 FE 5W30 две замены. Первая после 10 000 км, вторая через 5 000 км. Цоканья и звона не было. Сейчас Amsoil SS 0W40. Не думаю, что должен быть в зоне риска, т.к. у SS больше молибдена и бора.

[andrey02 15]

Здравствуйте! Кто скажет касается ли эта проблема двигателей с прямым впрыском но без турбы а именно MR20DD?

[СИНТЭКС 12 731]

andrey02 никто Вам достоверно не скажет! Турбина вообще имеет слабое отношение к проблеме (если вообще имеет). Важно наличие прямого впрыска. Но не на каждом прямовпрысковом моторе такая проблема возникает. Дело в том, что сами "специалисты" автоконцернов до сих пор не опубличили критерии LSPI, т.е. нет чёткого понимания, как можно исследовательским методом понять причину детонационного разрушения ЦПГ. Причин ведь может быть несколько, соответственно, разная природа и условия протекающего процесса.

[colins 106]

03.08.2019 в 16:38, D98RUS сказал:

У меня возник вопрос. 

Почему у форд EcoBoost подвержен разрушению только поршень второго цилиндра? Разве может быть такое что LSPI калечит постоянно только второй горшок?

Предположу, что скорее всего он просто самый горячий.

[kap 611]

Тогда мы опять к детонации скатываемся.. У нас же основа: Струя топлива сбивает со стенок цилиндра частицы масла и от этого смесь воспламеняется.... Немного утрирую конечно... Самое главное то в другом: изменили программу управления движком и ЛСПИ исчезло...

 

Помните НИТРО в декабре 18г: 

Кто-нибудь, растолкуйте мне, пожалуйста, КАКИМ ОБРАЗОМ МОЖНО ПЕРЕПРОШИВКОЙ БЛОКА ИЗМЕНИТЬ КОЛИЧЕСТВО ОСТАТОЧНОГО КАЛЬЦИЯ В КАМЕРЕ СГОРАНИЯ !!! Обязуюсь плюсовать каждый пост в течении нового года!

А LSPI удачно побеждается перепрошивкой ЭБУ ...

Изменено 20 мая 2020 пользователем kap

[kap 611]

10.10.2018 в 12:34, DER SKY сказал:

квантовые эффекты кавитации (сонолюминесценция напр., изменений вакуумного состояния электромагнитного поля в пузырьке в процессе быстрого изменения формы последнего

Перечитал тему- массу удовольствия получил...

[Mo Simpson 40]

22.01.2020 в 02:22, Космонавт сказал:

Я ездил на Total Rubia Tir 9900 FE 5W30 две замены. Первая после 10 000 км, вторая через 5 000 км. Цоканья и звона не было. Сейчас Amsoil SS 0W40. Не думаю, что должен быть в зоне риска, т.к. у SS больше молибдена и бора.

А чего с Rubia слезли? Вроде норм масло, как раз от lspi

Изменено 3 июня 2020 пользователем Mo Simpson

[Космонавт 254]

55 минут назад, Mo Simpson сказал:

А чего с Rubia слезли? Вроде норм масло, как раз от lspi

Я его лил зимой, а на лето погуще заливаю. Следующей зимой, наверно, снова вернусь к Total Rubia.

[power1 33 121]

исследование проблем LSPI на примере эксперименталного мотора с параметрами BMW

 

https://diglib.tugraz.at/download.php?id=576a7b6c0d506&location=browse

[dvfrx 92]

1 минуту назад, power1 сказал:

исследование проблем LSPI на примере эксперименталного мотора с параметрами BMW

 

https://diglib.tugraz.at/download.php?id=576a7b6c0d506&location=browse

Что там пишут вкратце?

[power1 33 121]

Цитата

dvfrx сказал
Что там пишут вкратце?

 

да пишут там много чего, лучше всего "пробежатся" по графикам выложенным там, которые и без перевода вроде понятны, например влияние таких параметров на количество предвоспламенения

 

 

[torcon 64 121]

я ничего к сожалению в немецком не понимаю, для меня это как японские жуки. Где тут что из графиков не понятно...