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/

 

[skylander521 378]

А мне завтра амсоил сс 5в-30 привезут... Мотуль на анализ... Вот где жизнь начнется...

Да ради бога, если Мобил здесь на форуме не в почете, дело ваше!

Лейте все что хотите, амсоил, пукс-фукс, мотуль и т.д.

 

 

 

А что за паника?

А почему вы считаете, что это у меня паника, а не у вас например, когда вы постоянно мечитесь от одного то в другое в поисках "священного грааля" и слово ПАО у вас вызывает вожделенный восторг!

Да и вообще я что хочу, то и делаю!

И незачем давать оценку моим действиям, тем более в таком надменном стиле.

 

 

И еще мне кажется, что косвенным путем с помощью диагностической системы можно установить возникновения данного эффекта путем считывания счетчика пропусков зажигания по цилиндрам. Я только сейчас вспомнил, что раньше, когда я баловался подключая ELM в программе Torque считывал результаты тестов самодиагностики и замечал, что у меня в каких-то, точно не помню, цилиндрах были пропуски зажигания больше, чем в других, причем раза так этак в два или три. т.е. в первом цилиндре из было 5-6, а в третьем, аж 65!

 

Больше я ЕЛМкой не балуюсь, т.к. она может сыпать ошибки, внося искажения в шину CAN.

Но у меня есть дилерский сканер Mongoose и программа SDD, там по идее можно все считать.

Изменено 8 февраля 2016 пользователем skylander521

[AndyML 1 454]

Да ради бога, если Мобил здесь на форуме не в почете, дело ваше!

Лейте все что хотите, амсоил, пукс-фукс, мотуль и т.д.

 

 

И еще мне кажется, что косвенным путем с помощью диагностической системы можно детектировать возникновения данного эффекта путем считывания счетчика пропусков зажигания по цилиндрам. Я только сейчас вспомнил, что раньше, когда я баловался подключая ELM в программе Torque считывал результаты тестов самодиагностики и замечал, что у меня в каких-то, точно не помню, цилиндрах были пропуски зажигания больше, чем в других, причем раза так этак в два или три. т.е. в первом цилиндре из было 5-6, а в третьем, аж 65!

 

Больше я ЕЛМкой не балуюсь, т.к. она оказывается хаотично может сыпать ошибки, внося искажения в шину CAN.

Но у меня есть дилерский сканер Mongoose и программа SDD, там по идее можно все считать.

Я такого не говорил, панику разводить то не надо...

[Penske 832]

... Современный турбобензин практически как турбодизель, например у 2-х литрового в диапазоне 1700-2000 оборотов тяга может быть до 300Нм. Обороты близки к дизельным и настройки АКП соответствующие, смысла нет крутить. В этом то и преимущество турбобензина. Все бы прекрасно, если бы не этот LSPI.

 

Современные атмосферники на такое тоже способны, без всякого LSPI.

[skylander521 378]

панику разводить то не надо...

Оффтоп

Ну вот опять оценка моих действий

Конкретно у вас есть предложения по процедурному вопросу?

Оффтоп

Если нет, то как говорил Горби - "обожьите"!

Изменено 8 февраля 2016 пользователем skylander521

[Oilfan 115]

Открою Вам секрет Oiifan - так происходит на распределённом впрыске.

На прямом впрыске - как в дизеле - сжимается ТОЛЬКО воздух. А вот когда он почти сжат и поршень почти у ВМТ - идёт впрыск топлива. И для того что-бы это знать - не обязательно таким двигателем владеть.

 

 

 

ПЗ - на высоких оборотах и макс. нагрузке. Детон на низких оборотах и высокой нагрузке.

 

Впрыск в два этапа в GDI и иже с ними. Он позволяет повысить момент двигателя в том случае, когда двигаясь на малых оборотах, резко нажимается педаль акселератора. Если двигатель работает на малых оборотах, а в него вдруг подается обогащенная смесь, вероятность детонации возрастает.

 

Небольшое количество топлива впрыскивается в цилиндр на такте впуска и охлаждает воздух в цилиндре. При этом цилиндр заполняется сверх бедной смесью, в которой детонационные процессы не происходят. Затем, в конце такта сжатия, подается струя топлива, которая доводит соотношение воздуха и топлива в цилиндре до «богатого» 12:1. А на детонацию времени не остается. Но это в идеальных условиях и на 100% подходящем топливе.

Но думаю, что на TSI с компрессором такого нет. Ибо компрессор на низких оборотах не даст сделать переобогащёную смесь вызывающую детон на низких оборотах.

 

Вот что написали Вы (выше),

А вот что я:

 

 

Если коротко:

Поршень идет вверх, сжимая и смесь и капельки масла, далее сжимаясь детонируют капли масла вместе с топливом и не в догон, а в противоход движению поршня еще до поджога свечой.

 

Оффтоп

lzsound, Если Вы потратили последние несколько часов на изучение прямого впрыска, то прежде чем спорить поймите суть процесса, а не только искусство Копипаста.

 

Разница между нашими постами в том, что я двух строках изложил суть проблемы. Потому что не пытаюсь высокомерно доказать всем и каждому, что умнее, знаю больше, не критикую огульно чужие выкладки. Вы ведете себя как обыкновенный троль с самой первой страницы, пытаясь зачем то самоутвердиться за счет других. Если нечего сказать по теме, а это напомню не двигателестроение, а LSPI и масла которые оказывают влияние на это процесс, то лучше тут не пишите, не засоряйте, оставьте тему тем, кому есть что сказать.

Да простят меня модераторы за этот отступ. Больше на Ваши выпады отвечать не буду.

Изменено 8 февраля 2016 пользователем Oilfan

[Penske 832]

Получается-не получается, но мне пока, что удалось найти только одно масло с урезанным за счет магния кальциевым пакетом, это Mobil, в моем случае X1 5w30 (Dexos1, HTO-06, Ford WSS-M2C946-A, ILSAC GF-5)

который уже завтра привезут и в субботу я его поменяю.

 

Кто-н знает еще какие-н масла, где мало кальция?

 

Кстати, а почему не Mobil1 Extended Performance 5W-30 ? 

[skylander521 378]

Кстати, а почему не Mobil1 Extended Performance 5W-30 ?

 

А почему не х1 5w30 new life?

[Oilfan 115]

Современные атмосферники на такое тоже способны, без всякого LSPI.

Оффтоп

Что за звери?

[Oilfan 115]

Я уже 2 дня ищу нужное масло. У Мобилов амеиканских вся линейка Мобил 1 и Мобил 1 Extended Performance малокальциевые, но на ПАО только 0W20. Увы, в мой движок такое не подходит. Mobil 1 EP 5w30 как и Мобил 1 имеют 20- 30% ПАО (из паспорта безопасности). Хотелось бы больше.

Российский М1х1 в паспорте безопасности ссылок на ПАО почему то не имеет вообще, возможно наши правила не относят их к опасным.

[alyabiev 0]

Зарегался, увидев эту тему)

Авто Mazda 3 MPS gen1 рестайлинг, двигатель L3-VDT MZR 2.3 DISI Turbo, тнвд, непосредственный впрыск, все как полагается.

Масло: всегда декселия 5w-30, замена каждые 5000км.

 

Компрессия на пробеге 195500км: 13-10-13-13

Ликдаун тест: 7% - 70% - 15% - 14%

Эндоскоп показал оплавление поршня во 2 цилиндре рядом со стенкой и мелкую шершавость поверхности от детона. (при нагрузке детона не было ни разу, вот прям ни единого - постоянно мониторю)

Приехали, в общем)

 

На днях удалось записать лог с LSPI, думаю, будет интересно посмотреть (внизу можно выбирать параметры для отображения):

http://datazap.me/u/alyabiev/31012016-safe-cruise-mafcal?log=0&data=1-2-9-13&zoom=2284-2716

 

Попутно спрошу: заказал новый лонгблок от gen2, что ж туда лить то теперь с этим детоном?)

Изменено 8 февраля 2016 пользователем alyabiev

[Penske 832]

А почему не х1 5w30 new life?

 

Из-за показателей CCS. Если намерены использовать ТНК АИ-98-К5 или другой бензин без присадок, то  при запуске двигателя в морозы это должно быть заметно. 

Оффтоп

Что за звери?

Изменено 8 февраля 2016 пользователем Penske

[Dima_ace 46]

Больше я ЕЛМкой не балуюсь, т.к. она может сыпать ошибки, внося искажения в шину CAN.

Но у меня есть дилерский сканер Mongoose и программа SDD, там по идее можно все считать.

 

Ну а что говорит диллерский сканер по поводу пропусков в сравнении с ELM ?

[Lerych 197]

Масло: всегда декселия 5w-30, замена каждые 5000км.

 

Авто в одних руках с новья? Если да, то почти 200 тык. без ремонта и постоянного вваливания можно признать неплохим результатом. Я б вообще поостерегся в данный мотор лить любую Декселию т.к. очень средненькое масло и активно подделываемое, опять же турбина слабое звено этого мотора(менялась ли она?, я так понимаю этот двиг устанавливался на СХ-7), и искал что-то выдерживающее высокие температуры, при наличии выложенных выше данных, устойчивое к LSPI, сам являюсь владельцем высоконагруженного твинтурбика, масло озвучивать не буду, писал выше, у меня проблем нет.

[alyabiev 0]

Авто в одних руках с новья? Если да, то почти 200 тык. без ремонта и постоянного вваливания можно признать неплохим результатом. Я б вообще поостерегся в данный мотор лить любую Декселию т.к. очень средненькое масло и активно подделываемое, опять же турбина слабое звено этого мотора(менялась ли она?, я так понимаю этот двиг устанавливался на СХ-7), и искал что-то выдерживающее высокие температуры, при наличии выложенных выше данных, устойчивое к LSPI, сам являюсь владельцем высоконагруженного твинтурбика, масло озвучивать не буду, писал выше, у меня проблем нет.

Я второй владелец, брал с пробегом 75000км. За свои 130000км поменял комплект ГРМ (110ткм), форсунки (135ткм) и сцепление 2 раза (85ткм и 185ткм).

Турбина менялась по гарантии предыдущим владельцем на пробеге в 60000 и сейчас еще живее всех живых, хоть и со 135000км отжата мною до 1.25 бар вместо заводских 0.9

Сам лонгблок на сх-7 такой же, но холодная крыльчатка турбы там чуть поменьше.

[optogan 247]

Все же непосредственный впрыск подразумевает послойный впрыск, иначе как тогда ворсунка выбивает масло для детона когда сжимается только воздух. Послойно спецом сделано для охлаждения и лучшей наполняемости, без этого однородность смеси в вмт хуже чем на обычных.

Кстати у меня на атмо счётчик пропусков тоже elm ловит паразитные, которых реально нет.

И с чего при детоне должен быть пропуск? Эбу этого не умеет, только откат.

Кстати вроде как на последних поколениях tfsi, vag применяет две форсунки на цил. В частичных нагрузках обычную, на полных непосредственную и обычную вместе.

У меня кстати вообще knock sensor закрыт протоколом, и его не увидеть сканером, только косвенно по углам отката.

Так что ещё вопрос что там на MPS пытались увидеть и не увидели.

Изменено 8 февраля 2016 пользователем optogan