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/

 

[power1 33 225]

Цитата

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

Anzahl Vorentflammungen / - - количество предвоспламенений
Betriebsdauer: 4 h    - время работы 4 часа, и т.д..
5 графиков о температуре нагнетаемого в цилиндр воздуха, темп. масла, охл. жидкости, степени сжатия , давления нагнетаемого воздуха

[urman 488]

А не может ли добавка Mannol Benzin Ester провоцировать LSPI? По идее ж это масло (эстеры) могут оставаться на стенках цилиндра? 

[torcon 64 513]

urman нет, LSPI зола, кальций провоцирует. Эстеры никак не влияют. 

[AndyML 1 454]

 

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0360128522000715

[avtosegment 4]

Не стоить ездить на низких оборотах в частности эко режим и комфорт на турбомоторах. Бензин экономия но мотору конец. Спорт режим спасает.

[Карамболь 233]

Сталкивался кто-нибудь в реальности с эффектом LSPI ? 

 Как это проявляется? И если эта участь настигла автомобиль,  то она проявляется всегда, постоянно? Или при каких-то условиях?

 

Вопрос вот в чём.  Двигатель LEXUS 8AR(свежие NX, RX). Тысячах на двадцати начал периодически трястись двигатель. Системности ни какой.  

 Диагностировали,  меняли свечи, фильтры, заправки. 

 Можно несколько дней ездить нормально, и в один миг начнёт трястись. 

[Denis_zhmulyov 325]

10 минут назад, Благодетель сказал:

Сталкивался кто-нибудь в реальности с эффектом LSPI ? 

 Как это проявляется? И если эта участь настигла автомобиль,  то она проявляется всегда, постоянно? Или при каких-то условиях?

 

Вопрос вот в чём.  Двигатель LEXUS 8AR(свежие NX, RX). Тысячах на двадцати начал периодически трястись двигатель. Системности ни какой.  

 Диагностировали,  меняли свечи, фильтры, заправки. 

 Можно несколько дней ездить нормально, и в один миг начнёт трястись. 

Это точно не lspi. Lspi это детонация

п.с проявилось это вот так

Изменено 11 сентября 2023 пользователем Denis_zhmulyov

[Volvo85 413]

16 часов назад, Благодетель сказал:

Можно несколько дней ездить нормально, и в один миг начнёт трястись.

От  бензина сейчас такое возможно. Далее топливный насос-сетка-фильтр. Сменить бензин-если не поможет,  от насоса по цепочке искать.

[riffa 1]

Всем привет. Почитал ветку и теперь у меня сомнения в правильности использования масла для моего мотора. 

Мотор VW 1,4 TSI CTHA 150 hp.  Мотор склонен к детонации, то есть к LSPI.  Немало народу хлебнуло горя с разрушенными кольцами и поршнями.  Cейчас использую масло Lukoil Armortech 5W-30 for German Cars

ТАк вот с ужасом обнаруживаю в его составе кальций 1785, магний 76.   

Стоит ли мне сменить масло на меньшее содержание кальция и большее магния? Исходя из информации что кальций может провоцировать LSPI, а магний как раз нет.

[Denis_zhmulyov 325]

13 минут назад, riffa сказал:

Всем привет. Почитал ветку и теперь у меня сомнения в правильности использования масла для моего мотора. 

Мотор VW 1,4 TSI CTHA 150 hp.  Мотор склонен к детонации, то есть к LSPI.  Немало народу хлебнуло горя с разрушенными кольцами и поршнями.  Cейчас использую масло Lukoil Armortech 5W-30 for German Cars

ТАк вот с ужасом обнаруживаю в его составе кальций 1785, магний 76.   

Стоит ли мне сменить масло на меньшее содержание кальция и большее магния? Исходя из информации что кальций может провоцировать LSPI, а магний как раз нет.

Много факторов для возникновения детона. Как правило это  не правильная Топливо-воздушная смесь + горячий мотор(антифриз 105+) +неисправная система вентиляции карьерных газов+езда внатяг на низкооктановом топливе  кальция в вашем масле не так уж и много, есть с 3000+ppm, поэтому не переживайте так сильно 

Ну и еще, как правило, 8 из 10 турбовагов чипованы, а это увеличение давления наддува

Изменено 15 сентября 2023 пользователем Denis_zhmulyov

[hik 876]

11.09.2023 в 18:43, Благодетель сказал:

Сталкивался кто-нибудь в реальности с эффектом LSPI ? 

 Как это проявляется? И если эта участь настигла автомобиль,  то она проявляется всегда, постоянно? Или при каких-то условиях?

 

Вопрос вот в чём.  Двигатель LEXUS 8AR(свежие NX, RX). Тысячах на двадцати начал периодически трястись двигатель. Системности ни какой.  

 Диагностировали,  меняли свечи, фильтры, заправки. 

 Можно несколько дней ездить нормально, и в один миг начнёт трястись. 

У тебя комбинированная система впрыска т.е 2е форсунки на 1 цилиндр, проблема может быть в них, даже от одной не качественной заправки может быть плавающая неисправность форсунки(диагностика этого не покажет) я бы для начало залил присадку в бак  MZ100726EX

[Styler 1 576]

2 часа назад, riffa сказал:

Всем привет. Почитал ветку и теперь у меня сомнения в правильности использования масла для моего мотора. 

Мотор VW 1,4 TSI CTHA 150 hp.  Мотор склонен к детонации, то есть к LSPI.  Немало народу хлебнуло горя с разрушенными кольцами и поршнями.  Cейчас использую масло Lukoil Armortech 5W-30 for German Cars

ТАк вот с ужасом обнаруживаю в его составе кальций 1785, магний 76.   

Стоит ли мне сменить масло на меньшее содержание кальция и большее магния? Исходя из информации что кальций может провоцировать LSPI, а магний как раз нет.

Да, к сожалению большинство евромасел медленно обновляются до современных рецептур с защитой от LSPI. Недавно выкладывали анализ нового Мобила ESP, он уже API SP. Я как владелец малообъёмного турбомотора, обычно заливаю масло API SP, но без евродопусков. Вы можете действовать на свой страх и риск - либо найти масло VW 504 и API SP если есть такое, либо ездить на VW 504 API SN, либо на API SP без евродопусков. У меня сейчас залито как раз ваговское масло API SN, но это остатки от другой машины. 

[riffa 1]

3 часа назад, Denis_zhmulyov сказал:

Много факторов для возникновения детона. Как правило это  не правильная Топливо-воздушная смесь + горячий мотор(антифриз 105+) +неисправная система вентиляции карьерных газов+езда внатяг на низкооктановом топливе  кальция в вашем масле не так уж и много, есть с 3000+ppm, поэтому не переживайте так сильно 

Ну и еще, как правило, 8 из 10 турбовагов чипованы, а это увеличение давления наддува

Какое количество кальция считается приемлемым для турбомотора с непосредственным впрыском?  

Сейчас посмотрел характеристики масла, которое я заливал в течение продолжительного времени до того как перешел на 5W-30, это был также Лукойл Armortech только 5W-40. Так вот в нем  кальция почти 3000 единиц.  Это что получается я мог этим маслом уложить двигатель? 

[Styler 1 576]

6 минут назад, riffa сказал:

Это что получается я мог этим маслом уложить двигатель?

LSPI вещь такая, многие, например очень уважаемый в некоторых кругах @bmwservice, в него вообще особо не верят. SAE20 когда-то говорил что хорошая фирма тестирует рецептуру на LSPI даже если она сделана под старые допуски (много кальция, нет молибдена и т.д.) - репутация пострадает если на Mobil 1 FS ляжет мотор.

[Denis_zhmulyov 325]

51 минуту назад, riffa сказал:

Какое количество кальция считается приемлемым для турбомотора с непосредственным впрыском?  

Сейчас посмотрел характеристики масла, которое я заливал в течение продолжительного времени до того как перешел на 5W-30, это был также Лукойл Armortech только 5W-40. Так вот в нем  кальция почти 3000 единиц.  Это что получается я мог этим маслом уложить двигатель? 

А кто его знает, какое содержание считается приемлемым. У меня и на правильном масле поршень лопнул  

но это мотор такой, болячка так сказать

Изменено 15 сентября 2023 пользователем Denis_zhmulyov