Low Speed Pre Ignition (LSPI) - преждевременное воспламенение смеси в цилиндре.

[Oilfan 118]

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/

 

[Itseasy 6 456]

28 минут назад, mkuzminov сказал:

Наблюдалась прямая зависимость между концентрацией кальция и средним числом событий LSPI

так это вроде как очевидно, только я описал ситуацию, когда кальция больше, а LSPI =0. При этом есть еще одна технология с примерно такими же кальцием и магнием, но LSPI на уровне того же выше приведенного хайтека 11458.

[mkuzminov 138]

29 минут назад, Itseasy сказал:

как это?

Я не знаю, думаю что ОНИ тоже не знают...

Исследования проводятся статистическим образом, и как я уже приводил цитату

"... что означает, что магний мог быть либо нейтральным, либо гасителем."

т.е. введение магния либо не вызывает увеличение событий, либо снижает их количество.

[Itseasy 6 456]

Только что, mkuzminov сказал:

что означает, что магний мог быть либо нейтральным

нейтральный значит ни на что не влияет. Это не то, что "нейтрализует кальций"

[mkuzminov 138]

32 минуты назад, Itseasy сказал:

так это вроде как очевидно, только я описал ситуацию, когда кальция больше, а LSPI =0. При этом есть еще одна технология с примерно такими же кальцием и магнием, но LSPI на уровне того же выше приведенного хайтека 11458.

Вы привели документ где Афтон говорит что его присадка топчик, несите денежку нам, откройте Лукой там тоже самое написано

[mkuzminov 138]

Только что, Itseasy сказал:

нейтральный значит ни на что не влияет. Это не то, что "нейтрализует кальций"

Что у Вас за привычка дергать то что нужно, цитату целиком перечитайте...

[Itseasy 6 456]

Только что, mkuzminov сказал:

Афтон говорит что его присадка топчик

никакой не топчик, кто имеет документацию от компаний, это видит. 

[Itseasy 6 456]

1 минуту назад, mkuzminov сказал:

цитату целиком перечитайте...

ну, и ... перечитал. что там про нейтрализацию кальция?

[Itseasy 6 456]

16.09.2023 в 06:32, mkuzminov сказал:

Магний "нейтрализует" такое же количество кальция...

это то откуда? даже в сомнениях инфиниума "либо, либо" этого нет...

[mkuzminov 138]

5 минут назад, Itseasy сказал:

это то откуда? даже в сомнениях инфиниума "либо, либо" этого нет...

Да признаю, фраза моя сказанная еще до ссылки на Инфиниум, где читал не могу сказать, поэтому после вопроса и полез по быстрому освежить в памяти..., но я про эту цитату с того же Инфиниума

"В отличие от действия кальция, изменение концентрации магния мало влияло на возникновение LSPI, что означает, что магний мог быть либо нейтральным, либо гасителем."

 

Upd

The second study focused on the impact of magnesium-based detergents on LSPI. In contrast to the effect of calcium, varying the concentration of magnesium had little effect on the occurrence of LSPI, which means magnesium could be either neutral or a quencher.

Изменено 30 октября 2023 пользователем mkuzminov

[SL1 5 160]

Itseasy which means magnesium could be either neutral or a quencher высказана гипотеза.

Изменено 30 октября 2023 пользователем SL1

[Itseasy 6 456]

1 минуту назад, SL1 сказал:

высказана гипотеза.

да весь LSPI сплошная гипотеза)))

[Itseasy 6 456]

3 минуты назад, mkuzminov сказал:

В отличие от действия кальция, изменение концентрации магния мало влияло на возникновение LSPI,

да все так. Только там столько влияющих факторов, что иногда 1400 ррм кальция намного лучше, чем 1000 ррм при "невлияющем" магнии. 

[mkuzminov 138]

2 минуты назад, Itseasy сказал:

да все так. Только там столько влияющих факторов, что иногда 1400 ррм кальция намного лучше, чем 1000 ррм при "невлияющем" магнии. 

Ну вот я как обыватель, придерживаюсь этой точки зрения, других или нет или неубедительны, я сам не провожу исследований и не участвую в них...

И стоит отметить как факт, кальция стало меньше и ввели магний, сколько вешать в граммах это пусть лаборанты решают, я ориентируюсь на тренд

[S_Andrey 247]

20 часов назад, mihail026 сказал:

Представьте себе, какая была бы тишина, если бы люди говорили только то, что знают.

Эксперемент практический будет продолжен в среду, отпишусь по результатам.

[S_Andrey 247]

mihail026 

Суть "эксперимента"

Сделан свап мотора ej 255 (европейский рынок) на ej 255 (внутренний рынок Японии)

Отличие моторов: на Японском моторе 4 фазовращателя, на европейском 2. Степень сжатия одинаковая. Турбина одинаковая. Самое главное отличие: на европейском моторе поршни конусной формы, на японском моторе поршни плоские.

 С чем боролись два дня при настройке: детонация на японском моторе во всех режимах работы мотора, от 1200 до отсечки. Бензин АИ 100 (Роснефть).  Используемое масло 5w30 ACEA C3.

 Масло заменили на 5w30 ACEA A5/B, API SP. Более не делали ничего. Буквально за пару прогонов удалось убрать детонацию на низких и средних оборотах, выставить шикарные углы. С верхами разбираемся но тут вероятнее всего "приехала" уже сама турбина (люфт).

Ну и собственно что имеем: мотор с плоскими поршнями гораздо сильнее требователен к качеству топлива и маслу ??