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/

 

[lzsound 2 170]

У Вас нет турбины и LSPI не страшно.

А какие мысли почему он только на турбомоторах есть, а на атмо GDI этого нет?

Может потому, что эти летающие и детонирующие капельки масла в камере сгорания от турбины залетают + немного масляного тумана с вент. картера, а не со стенок гильз? Т.е. как часто бывает - турбина гонит во впуск масло. Пусть и понемногу.

Изменено 17 февраля 2016 пользователем lzsound

[skylander521 379]

А какие мысли почему он только на турбомоторах есть, а на атмо GDI этого нет?

Все дело в нагрузке среднего эффективного давления bmep, на атмосферных директинжекторных моторах оно на низких оборотах ниже значительно. Изменено 17 февраля 2016 пользователем skylander521

[Oilfan 118]

Вот вот, все дело в давлении. Не будь его и капли бы не воспламенялись.

Поэтому как решение от производителей  - понижать надув на низких оборотах. Но при этом теряется прелесть TGDI - дизельная тяга на дизельных же оборотах.

[skylander521 379]

Вот вот, все дело в давлении. Не будь его и капли бы не воспламенялись.

Поэтому как решение от производителей  - понижать надув на низких оборотах. Но при этом теряется прелесть TGDI - дизельная тяга на дизельных же оборотах.

Ничего она не теряется, у меня отлично тянет с низов на 98 бензине, не хуже дизеля.

Что такое тюнинг или чип-тюнинг, это «настройка», а не просто чтоб вваливать безмерно.

[lzsound 2 170]

Вот вот, все дело в давлении. Не будь его и капли бы не воспламенялись.

Поэтому как решение от производителей  - понижать надув на низких оборотах. Но при этом теряется прелесть TGDI - дизельная тяга на дизельных же оборотах.

То-то они компрессор присобачили на TSI отключаемый на 2000об. откуда уже турбины вступают в работу...

[skylander521 379]

вот еще статья про новый лексус и спецмасло без кальция:

 

http://club-lexus.ru/forum/viewtopic.php?t=92666&print

 

"Новое смазочное масло, не содержащее кальция, исключает возможность возникновения детонации при работе двигателя на низких оборотах. Конструкция форсунки масляного охлаждения поршня также повышает антидетонационные характеристики. "

 

Все-таки хотелось до конца понять, что это за масло и узнать его основные характеристики!

 

http://www.msds.exxonmobil.com/IntApps/psims/SearchResults.aspx

 

TGMO SN 0W-20

Изменено 18 февраля 2016 пользователем skylander521

[skylander521 379]

В Мобиле есть трехвалентный органический молибден trinuclear molybdenium и в Равеноле тоже http://www.ravenol.de/en/products/usage/d/Product/show/p/ravenol-extra-fuel-economy-efe-sae-0w-16.html

Может быть об этой присадке нам говорила Elena RAV

RAVENOL Extra Fuel Economy EFE SAE 0W-16 was formulated with tri-nuclear molybdenum and OFM (Organic Friction Modifiers).

 

Может быть в этом разгадка?

[Oilfan 118]

вот еще статья про новый лексус и спецмасло без кальция:

 

http://club-lexus.ru/forum/viewtopic.php?t=92666&print

 

"Новое смазочное масло, не содержащее кальция, исключает возможность возникновения детонации при работе двигателя на низких оборотах. Конструкция форсунки масляного охлаждения поршня также повышает антидетонационные характеристики. "

 

Все-таки хотелось до конца понять, что это за масло и узнать его основные характеристики!

 

http://www.msds.exxonmobil.com/IntApps/psims/SearchResults.aspx

 

TGMO SN 0W-20

Тяжёлые парафиновые дистилляты, обработанные водородом. масляная база 70-80% масла TGMO SN 0W-20

Может я ошибаюсь, но это гидрокрекинг. Температура застывания - 27 косвенно это подтверждает.

И что в нем такого особенного? Явно не база.

Изменено 18 февраля 2016 пользователем Oilfan

[Oilfan 118]

А вот и анализ.

http://www.bobistheoilguy.com/forums/ubbthreads.php/topics/3356887/Gokhan

 

Вопросов становится еще больше. Видели сколько в нем кальция!? Или Тойота поменяла состав в 15 году или я не понимаю. В тексте говорится, что применение малокальцевых масел предотвращает LSPI, а в анализе этого кальция навалом. Возможно все таки это TGMO и то, которое было в анонсе от Лексуса разные масла.

[Oilfan 118]

А вот обсуждения наших американских коллег. Все таки дело в кальции.

http://www.bobistheoilguy.com/forums/ubbthreads.php/topics/3892907/1

 

А вот еще коротко и ясно.

 

http://papers.sae.org/2014-32-0092/

Изменено 18 февраля 2016 пользователем Oilfan

[Oilfan 118]

А вот и анализ.

http://www.bobistheoilguy.com/forums/ubbthreads.php/topics/3356887/Gokhan

 

Вопросов становится еще больше. Видели сколько в нем кальция!? Или Тойота поменяла состав в 15 году или я не понимаю. В тексте говорится, что применение малокальцевых масел предотвращает LSPI, а в анализе этого кальция навалом. Возможно все таки это TGMO и то, которое было в анонсе от Лексуса разные масла.

Должны быть разные, анализ TGMO это еще апрель 14-го, а Лексус анонсировал новое масло с минимумом кальция в 15-м, когда TGMO во всю уже продавалось. В общем это не то масло.

[skylander521 379]

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

 

Oxigenate content may reduce lspi.

Оксигенаты уменьшают lspi.

Это значит, что бензин с большим содержанием мтбэ более предпочтителен, поэтому я вспоминаю Экто спорт 98 от Лукойла, в нем мтюэ больше всего.

Вообще я думаю, что бензин тоже очень влияет на образование этой гремучей смеси в моторе.

 

Только еще раз повторюсь, не путайте классическую детонацию (микровзрывы после искры и поршень идет вниз) и lspi (до искры и поршень идет вверх навстречу взрыву).

[skylander521 379]

А вот и анализ.

http://www.bobistheoilguy.com/forums/ubbthreads.php/topics/3356887/Gokhan

 

Вопросов становится еще больше. Видели сколько в нем кальция!? Или Тойота поменяла состав в 15 году или я не понимаю. В тексте говорится, что применение малокальцевых масел предотвращает LSPI, а в анализе этого кальция навалом. Возможно все таки это TGMO и то, которое было в анонсе от Лексуса разные масла.

Мое видение такое:

Здесь какая-то ошибка!

Я думаю так: все правильно: мало кальция-меньше lspi.

Анализ 0w-20 приведенный на иностранном форуме был сделан в 2012 году (я уже видел его в другом месте, постараюсь вспомнить где).

Тойота в 2014 году представляет публике свой новый «супер-пупер» турбодиректинжекторный двигатель и заявляет о новом безкальциевом масле для него.

Теперь, если мы посмотрим более новые анализы мобила 0w-20, то с 2013 мобил вдруг сталиделать с уменьшенным кальцием за счет магния.

Тогда все логично - мобил и есть то самое «безкальциевое» масло!

Ход мысли понятен?

 

Ан нет в апреле 2014 года он был сделан.

http://www.bobistheoilguy.com/forums/ubbthreads.php/topics/3356846/Toyota_TGMO_0W-20_SN_VOA_with_

 

Но с другой стороны, мы же не знаем - исследуемый образец был выработан в каком году?

Изменено 18 февраля 2016 пользователем skylander521

[skylander521 379]

Ну в общем не совсем понятно конечно, тем более этого современного (свежего) oem TMGO 0w20 никто не видел и не «нюхал», официальные дилеры lexus духом не слыхивали!

 

TMGO (безкальциевый) это exxonmobil, только какой?

Это копия 0w-20 AFE?

Или же это «Спецпродукт»?

Изменено 18 февраля 2016 пользователем skylander521

[skylander521 379]

Ан нет в апреле 2014 года он был сделан.

http://www.bobistheo...20_SN_VOA_with_

Имхо это

https://mobiloil.com/en/motor-oils/mobil-super/mobil-super-synthetic

 

Или я не прав?

Это гидрокрякинговая линейка Мобил?

Mobil Super Synthetic 0W-20 is suitable for use in Honda and Toyota vehicles where a 0W-20 viscosity is required

Изменено 18 февраля 2016 пользователем skylander521