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/

 

[avic 147]

Прочитал, и даже не по диагонали, всю тему но ответа не увидел.

Есть движок – A14NET, это малообъемный (1,4л.) турбированный (0,5 бар наддув) ДВС с системой изменения фаз на обоих валах и распределенным впрыском топлива.

По общей информации, LSPI наблюдается в ДВС с прямым впрыском, однако GM почему-то включил и этот движок в лист уведомления

Кто-то имеет мысли на этот счет? Лить только «густой» mobil1 x1 5w30 или с dexos1 gen2 (если найти и по конской цене) или на этот движок не стоит особо замарачиваться и можно все… но желательно учесть …

Или, пока gen2 полностью не заменит – лить С3

Очень не понятно для этого движка.

Изменено 6 октября 2017 пользователем avic

[IliaP. 1 275]

@avic, Gm же есть уже dexos1 gen 2 в наличии в Москве, по цене можно найти более менее. 

[avic 147]

@IliaP.,

действительно, 2,7 за банку + пересылка...  

[DemonDL 77]

Прочитал всю ветку и начал изучать работу двигателя в разных режимах, мотор 2.3T MZR DISI Turbo, непосредственный впрыск турбо до 1.0 бара.

 

На самом обычном Shell Helix HX8 5w30 причем SL кряк, с конской дозой кальция(сульфонаты 3200), включил круиз на 100км в час, обороты 1800-1900 - идеальный условия по описанию для LSPI, при этом открывается EGR на 45% - ну нет никаких детонаций вообще, при этом турбина не дует, давление ниже атмосферного, абсолютное давление 0.55-0.7 бара, скорость поддерживается атмосферно, эффект похоже тупо не возможен, плюс ещё и EGR снижает обыкновенные детонации.

Нажимаю газ, выключается блокировка гидротраснформатора, поднимаются обороты до 2500-2800, закрывается EGR, но при этом смесь чуть обогащается, детона снова никакого нет. Короче Мазда всё это предусмотрела, не зря же нам написано SL и А3, а это по сути обыкновенные крепкие полнозольники типа HX8, но всё же от золы есть эффект засирания клапана EGR вместе с картерными газами, соответственно, выбирать полнозольник надо с нимимальным колвом золы, т.е. =1 (Ultra 5w30) максимум 1.1-1.2 (HX8).

Всё я спокоен, продолжаем эксплуатацию.

 

Оффтоп

Очень многие льют в этот мотор Mobil1 ESP Formula 5w30 и видно не зря, никаких проблем не испытывают, но у меня загажен мотор от перепробегов на Мазда Original Oil предыдущим хозяином, соответственно мне не вариант масло с низким щелочным, которое ещё и валится быстро.

 

Я прав?

[Нитро 251]

Прав.

На экобустах перепрошивкой PCM решался вопрос на первых порах.

[DemonDL 77]

Всё выше описанное на 51 странице подытожено и описано в данной статье: https://amsoil.oilexpert.pro/blog-statyi-novosti-video/razrushenie-porshnya-shatuna-iz-za-masla-fenomen-LSPI/44

Изменено 22 ноября 2017 пользователем DemonDL

[8sl6 86]

Доброго времени суток! 

Осилил все страницы данной темы. 

Купил себе машинку с моторчиком T-GDI новую. Вот теперь думаю какое масло в нее лить. Сейчас пробег около 3 т. Из всего прочитанного остановил выбор на Мобиле ESP 5/30. Идеального, как я понял, масла нет. Меня смущает отсутствие паспортного допуска А5 на Мобиле.

[VAn12 2 294]

@8sl6, здесь не тема подбора, по конкретным маслам создавайте свою в первом разделе форума.

Скажу только что ваш выбор - масла с допуском dexos1 gen2. Именно такие масла специально создавались для решения проблемы LSPI и проходят специальный тест в рамках данного допуска, гарантирующий что проблема LSPI будет минимизирована, по крайней мере в той части, в которой на нее влияет масло. Полный список таких масел можно посмотреть по ссылке:

http://www.centerforqa.com/dexos-brand2015/

[8sl6 86]

@8sl6, здесь не тема подбора, по конкретным маслам создавайте свою в первом разделе форума.

Скажу только что ваш выбор - масла с допуском dexos1 gen2. Именно такие масла специально создавались для решения проблемы LSPI и проходят специальный тест в рамках данного допуска, гарантирующий что проблема LSPI будет минимизирована, по крайней мере в той части, в которой на нее влияет масло. Полный список таких масел можно посмотреть по ссылке:

http://www.centerforqa.com/dexos-brand2015/

 

Спасибо, понял.

[cons 0]

Скажите, допуск Dexos 2 подразумевает минимизацию LSPI? Или нужно искать масло только с допуском Dexos 1 gen2? Просто с допуском 1 gen 2 не нашел ни одного масла с вязкостью 5w40.

[H5N1 1 981]

cons вы в бензиновый Тигуан хотите Dexos2? Так это допуск для дизелей. 

[Booth 489]

11 минут назад, cons сказал:

Скажите, допуск Dexos 2 подразумевает минимизацию LSPI? Или нужно искать масло только с допуском Dexos 1 gen2? Просто с допуском 1 gen 2 не нашел ни одного масла с вязкостью 5w40.

 

Точно не знаю но очевидно что Api 5w40 не вписывается в допуск Dexos 1 gen2.

Почему вам именно эта вязкость нужна ?

 

[cons 0]

5 minutes ago, H5N1 said:

cons вы в бензиновый Тигуан хотите Dexos2? Так это допуск для дизелей. 

Я не встречал информацию что Dexos 2 - дизельный допуск. В таблице допущенных масел https://www.centerforqa.com/dexos-brand2/ например есть такое ( допуск GB2B0611014)  https://www.shell-distributor.ru/common/data/u/Helix_Ultra_Professional_AG_5W-30_(TDS-rus).pdf В тексте четко написано про то, что оно подходит для бензиновых и дизельных двигателей.

[cons 0]

3 minutes ago, Booth said:

 

Точно не знаю но очевидно что Api 5w40 не вписывается в допуск Dexos 1 gen2.

Почему вам именно эта вязкость нужна ?

 

 

У меня форсированный мотор, даже по отношению к штатному мотору TSI (сток был 170 л.с., сейчас 363 л.с.), соответственно мотор часто работает при температуре масла за 100 градусов. Мне кажется более высокая вязкость лучше подходит моему мотору. В настоящее время лью Shell Helix 5w40 GTL из Торжка, но с получением информации по LSPI думаю надо пересмотреть выбор масла.

[avic 147]

46 минут назад, cons сказал:

но с получением информации по LSPI думаю надо пересмотреть выбор масла

Не надо, вам точно не надо.

По вашему ДВС производитель что говорит? 

dexos1 для W40 нет. Да и сам вопрос актуален для тех, кто пользует "жидкие" масла и имеет GDI.

 

ps: я не о пересмотре масла вообще, а в контексте LSPI и dexos1 - второго вам точно не надо потому что нет первого в вашем случае. Ну и, может подумал бы вообще не использовать dexos а подобрать предыдущей допуски VW, что, если не ошибаюсь, ваш производитель и рекомендует с некоторых пор (и та же вязкость 5w40).

Изменено 4 апреля 2018 пользователем avic