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/

 

[Mr.Zmi 2]

А теперь считаем Лукойл Люкс

 

Фосфор - 971

Цинк - 1108

в сумме  - 2079

Кальций - 2824 (824 уже не в счет )

 

Есть баланс?

 

у магнатека E (для Экобустов) по кальцию ничего выдающегося! http://www.oil-club....+x1#entry249142

Кальций 1910

 

Цинк - 805

Фосфор - 720

Мо - 36

сумма=1561 (что-то не очень!)

поправьте, если не прав - Лук Люкс достаточно сбалансирован для снижения/недопущения эффекта LSPI (Zn и P в его составе нейтрализуют имеющееся колво Са), правильно?

[AlexI 8]

Вот пример детонации.

http://www.club-yeti.ru/forum/showpost.php?p=690165&postcount=35

http://www.club-yeti.ru/forum/showpost.php?p=689999&postcount=1

Разрушился поршень второго цилиндра, электрод свечи отломан, движку 75000, 1.8TSI, 2012 год.

Масло (неизвестное владельцу) лил официальный дилер через 15т..,крайние тысяч 15 начал подъедать, между ТО на 58000 и на 73000 потребовалось залить литр масла.

Сломался, загорелись лампочки, на сломанном двигателе ехал до дилера 40 км

Какие будут версии?

[Normet 4 716]

Какие будут версии?

Вы не читатель, вы писатель ?

[dimcher 80]

Смущает фраза в статье "in this test, the engine control was tuned to make LSPI occur more frequently intentionally". Цифр нет.

 

Во сколько раз чаще стал проявляться эффект?

Действительно ли система управления товарным двигателем не может обуздать эффект и загоняет его в такие режимы?

Действительно ли в таких режимах на серийном двигателе масло имеет такое влияние на проявление эффекта? Может на обычном двигателе увеличение доли кальция с 0.1 до 0.2 вызовет лишь 20-30% увеличение частоты LSPI? А может и 1000%, но это не исследовалось? 

Каков был расход масла тестируемого двигателя? Ведь ключевой момент судя по статье, это попадание капелек масла в камеру сгорания. В каком количестве это должно происходить? Если двигатель не потребляет масло вовсе, то и описанного эффекта не будет?

 

Надо собирать статистику по тем же TFSI. Вот тут два случая привели уже 1.8 CDAB и 1.4 CHPA, в обоих моторы славились жором к маслу. СНРА был с бракованной ГБЦ (известная проблема на 1.4), был чинен по гарантии. Развалился 4-й цилиндр у него, в нем же вроде как и масло горело с бракованной ГБЦ. То есть тут можно провести связь с расходом масла и поломкой.

[alyabiev 0]

 

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

 

При круиз-режиме (6 передача, 3000об/мин, 120км/ч) чуть отпускаю газ и сразу вижу knock retard в 6 очков. Но мозг, по какой-то причине, не обогащают смесь, а только откатывает угол.

Если же словить детон при вжарке, то будет и экстренное обогащение и откат.

Вот так лучше видно: http://datazap.me/u/alyabiev/31012016-safe-cruise-mafcal?log=0&data=1-2-9-13-15&zoom=3197-3439

 

 

 

Если двигатель не потребляет масло вовсе, то и описанного эффекта не будет?

У себя раньше, когда двигатель был в порядке и масло не поджирал почти, этого эффекта не наблюдал.

Сейчас расход масла около 1л на 2000км.

 

По опыту MSF (mazdaspeedforums.org), LSPI на L3-VDT почти всегда приводит к разрушению перегородок между кольцами. Чаще всего, причем, у любителей глушить клапан EGR.

[optogan 247]

Помню во времена масложрущих копеек, там выключишь зажигание а мотор не глохнет и с такими характерными тук тук криво работает, глушить приходилось передачей.

Что то мне подсказывает что эта проблема потенциально возможна на масложрущих авто, как я уже сказал ранее:  Создают проблемы потом их через опу решают. Имхо проще надежную поршневую без расхода масла сделать нежели придумывать хитрый пакет присадок.

[torcon 64 488]

Oilfan если не против я перекинул в эту тему наши старые разговоры с картинками и статьями на эту тему.

[skylander521 378]

Вот что пишут на оф. Сайте Infineum -  поставщика детергентов для линейки масел ExxonMobil

http://www.infineuminsight.com/insight/may-2015/investigating-low-speed-pre-ignition

 

Читайте внимательно и обязательно!

 

 

 

 

 

"Когда топливо впрыскивается непосредственно в камеру сгорания , оно разжижает масляную пленку в кольцах цилиндра . Это топливо разбавления уменьшает поверхностное натяжение и вязкость масла , в результате чего  происходит накопление масло-топливной смеси  в верхнем поясе канала поршня. Механическая энергия поршня вверх при сжатии толкает капли в камеру сгорания , где они испаряются и могут автоматически воспламенить до искрового воспламенения ."

 

Зарегистрировавшись на оф сайте ExxonMobilа мне удалось выяснить, что практически во всей линейке используется пакет Infineum DI. DI - это не Direct injection случайно?

 

 

 

 

Изменено 9 февраля 2016 пользователем skylander521

[torcon 64 488]

Вот тоже читать всем по ссылке - Low Speed Pre Ignition Afton

http://www.slideshare.net/AftonChemical/afton-chemical-the-impact-of-low-speed-preignition-on-next-generation-engine-oils

[skylander521 378]

Вот тоже читать всем по ссылке - Low Speed Pre Ignition Afton

http://www.slideshare.net/AftonChemical/afton-chemical-the-impact-of-low-speed-preignition-on-next-generation-engine-oils

Спасибо, но уже выкладывали по моему эту ссылку выше!

[dimcher 80]

По хорошему всем владельцам TSI и экобустов надо требовать как минимум расширенную гарантию на мотор (хотя бы до 100 тыс без ограничения по времени) с такими приколами. Обкатывают технологии на леммингах, так еще сами толком не знают, как и почему двигатель может накрыться.

Изменено 9 февраля 2016 пользователем dimcher

[skylander521 378]

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.

Хочется ПАО!

 

А что скажете на это?

 

 

 

И как это понимать: http://www.oil-club.ru/forum/topic/3484-ik-spektri-fure-grafiki/

 

Mobil1 NewLife 0W40 API SN

Valvolne Synpower 0W40 API SJ

NGN Nord 5W30 API SM (ПАО+Эстер)

 

В одлной линейке с Mobil1 NewLife 0W40 API SN?

 

http://www.oil-club.ru/forum/index.php?app=core&module=attach&section=attach&attach_id=10353

Изменено 9 февраля 2016 пользователем skylander521

[Mr.Zmi 2]

 

skylander521 Ответьте плз на мой вопрос, для выстраивания понимания в голове

 

[konung 6 795]

 

 

Зарегистрировавшись на оф сайте ExxonMobilа мне удалось выяснить, что практически во всей линейке используется пакет Infineum DI.

DI - это не Direct injection случайно?

По глоссарию инфиниума DI - Detergent Inhibitor

[skylander521 378]

поправьте, если не прав - Лук Люкс достаточно сбалансирован для снижения/недопущения эффекта LSPI (Zn и P в его составе нейтрализуют имеющееся колво Са), правильно?

Теоретически, если верить этому http://fuelsandlubes.com/digital/fli/2013-Q3/index.html#/42/ исследованию, то в группе риска пакеты с содержанием кальция от 0.1-0.2% (1000-2000)

Но эффект нейтрализуется, если МО или ZN - 0.07-0.15% (700-1500)

вот и смотрите: цинка там 1108 (0.11%), молибдена нет, а кальция по верхней планке 2824 (0.2%) - 824 не считается уже

 

Но это теоретически!

Изменено 9 февраля 2016 пользователем skylander521