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/

 

[skylander521 379]

  11.02.2016 в 16:37, Зеленоградец сказал:

Этот анализ уже не актуален.

http://www.oil-club.ru/forum/topic/21994-21994/

Да, я уже понял, спасибо.

По эльфу Evolution Full-Tech FE вроде тоже уже не актуально.

[apex75 82]

А почему никто не пишет, что моторы TFSI имеют лямбду 11. Приятель в год дважды по гарантии на Тигуане 1.4. Конструктив мотора тоже имеет немалую роль.

[dimcher 80]

  12.02.2016 в 07:55, apex75 сказал:

А почему никто не пишет, что моторы TFSI имеют лямбду 11. 

что это значит?

[skylander521 379]

  apex75 писал:

А почему никто не пишет, что моторы TFSI имеют лямбду 11

 

Оффтоп

Лямбду 11! Вы думаете (или хотите) "поумничать". Думаете, что все здесь знают что это за зверь такой

Пожалуйста пишите конкретней без обиняков!

 

Да не знает!

Мы все во внимании!

Будьте любезны, пожалуйста, просветите наши несведущие головы.

Изменено 12 февраля 2016 пользователем skylander521

[optogan 254]

Возможно имеется в виду стехиометрия, а точнее соотношение воздуха к топливу 11, когда оптимальное значение 14.7. Короче богатая типа смесь, как вариант охлаждения камеры, если больше 14.7 то бедная и повышенный нагрев и вероятность детона выше. Богатая смесь в купе с ранними углами это валилово, но и жралово. На всех авто есть вилка +- от 14.7 в зависимости от режима. На чипованных картах эта вилка другая

[skylander521 379]

  12.02.2016 в 09:08, optogan сказал:

Возможно имеется в виду стехиометрия, а точнее соотношение воздуха к топливу 11, когда оптимальное значение 14.7. Короче богатая типа смесь, как вариант охлаждения камеры, если больше 14.7 то бедная и повышенный нагрев и вероятность детона выше. Богатая смесь в купе с ранними углами это валилово, но и жралово. На всех авто есть вилка +- от 14.7 в зависимости от режима. На чипованных картах эта вилка другая

Да вы знаете, все это такие дебри!

У каждого мотора свои карты и алгоритмы впрыска, буста и зажигания, тут можно гадать и обсуждать до бесконечности.

Эффект скорее всего появляется на грязном, замученном маслом и топливом двигателе. Чтобы минимизировать этот эффект, нужно лить масла класса Dexos и именно с усеченным кальцием, чтобы в результате пиролиза не образовывались гремучие сгустки отложений и желательно лить бензин с моющими присадками одного бренда и не менять заправки постоянно с одной на другую.

В этом случае концентрация нагара не будет достигать критических пределов и эффект LSPI станет невозможным.

И еще сейчас многие производители провели спец-акции по обновлению ЭБУ, для минимизации данного эффекта, видимо отсекая те режимы (зону риска), при которых этот эффект проявляется.

 

Все нормально, все хорошо, без паники! :up:

Изменено 12 февраля 2016 пользователем skylander521

[Oilfan 118]

Вот интересное видео от Лубризола.

 

http://www.gf-6.com/LSPI-low-speed-pre-ignition

 

Ждем выхода масел нового стандарта.

[skylander521 379]

 

 

  Oilfan писал:

Ждем выхода масел нового стандарта.

Кто-то не дождется наверное!

[Oilfan 118]

https://dspace.lboro.ac.uk/dspace-jspui/bitstream/2134/15652/1/SI%20Downsize_Shanghai_2013.pdf

 

А вот очень подробная презентация, рассматривающая все аспекты в комплексе, вплоть до формы поршня.

[apex75 82]

  12.02.2016 в 08:11, skylander521 сказал:

Оффтоп

Лямбду 11! Вы думаете (или хотите) "поумничать". Думаете, что все здесь знают что это за зверь такой

Пожалуйста пишите конкретней без обиняков!

 

Да не знает!

Мы все во внимании!

Будьте любезны, пожалуйста, просветите наши несведущие головы.

Мотор TFSI, который придумали для скоростного вжаривания на автобане. Чтобы быть ОЧЕНЬ экономичным и мощным, приходится сильно обеднять смесь. Считается , что лямбда равна 14,7. В этих моторах 11. Очень бедная смесь. Если валить на все деньги, то смесь хорошо охлаждает поршни. Если толкаться в пробках - перегрев и разрушение поршней. Это же касается непосредственных моторов Альфы. А вообще стыдно не знать основы процессов в моторе, но дискутировать о качества масел и говорить плохое оно или нет. Для справки - Курганов немцев из Ауди на МИМСЕ троллил жестоко. Для начала была стандартная немецкая отмазка - мол вы свиньи и бензин у вас говно. Но когда их припёрли к стенке, дав почитать массовые жалобы со всего мира, и задав пяток вопросов наводящих,  то бюргеры честно признались - нельзя на этих моторах тахометр ниже 3 опускать, они их строго для автобанов делали. Ну и Курганов Константин Анатольевич  не мальчик для бития. Понимает и очень хорошо, все процессы в ДВС.

Изменено 12 февраля 2016 пользователем apex75

[Oilfan 118]

  12.02.2016 в 10:10, skylander521 сказал:

Кто-то не дождется наверное!

Ага, еще долго ждать, аж до 18 года.

http://www.starlube.ru/news/novosti-rynka/news-ILSAC-GF-6/

[Oilfan 118]

А вот эта ссылка более интересная.

 

http://info-parts.ru/masla/item/2547-maslyanaya-evolyutsiya-%E2%80%93-ilsac-gf-6.html

 

Обратите внимание на паутинки лубризола, сравнение Ilsac gf 5 и 6. А 5-й Ilsac не так уж сильно уступает (конечно уступает, но всего на 20%) 6-му в плане LSPI.

Если можно верить паутинкам несуществующих еще масел.

[apex75 82]

  12.02.2016 в 11:56, Oilfan сказал:

А вот эта ссылка более интересная.

 

http://info-parts.ru/masla/item/2547-maslyanaya-evolyutsiya-%E2%80%93-ilsac-gf-6.html

 

Обратите внимание на паутинки лубризола, сравнение Ilsac gf 5 и 6. А 5-й Ilsac не так уж сильно уступает (конечно уступает, но всего на 20%) 6-му в плане LSPI.

Если можно верить паутинкам несуществующих еще масел.

Скорее всего задел под следующие стандарты.

[skylander521 379]

  12.02.2016 в 11:56, Oilfan сказал:

А вот эта ссылка более интересная.

 

http://info-parts.ru/masla/item/2547-maslyanaya-evolyutsiya-%E2%80%93-ilsac-gf-6.html

 

Обратите внимание на паутинки лубризола, сравнение Ilsac gf 5 и 6. А 5-й Ilsac не так уж сильно уступает (конечно уступает, но всего на 20%) 6-му в плане LSPI.

Если можно верить паутинкам несуществующих еще масел.

Значит они видят проблему не настолько серьезной.

Процент отказов моторов в гарантийный период невелик, а постгарантийный их еще меньше волнует.

Так, что скорее всего эти новые стандарты нужны им так "для отмазки".

А нам чего остается:

В общем как я понял из презентации, температура самовоспламенения играет большую роль  как бензина, так и масла.

Поэтому 98 бензин с хорошими моющими свойствами и хорошее масло с высоким порогом самовоспламенения.

По прошивке LR (и др. производители Ford) уменьшил нагрузки на низких оборотах (до Лексуса еще не дошло)

Ничего не развалимся, прорвемся.

Ведь интересно же, это вам не какая-то "Хёндай-Фунай!"

Изменено 12 февраля 2016 пользователем skylander521

[alyabiev 0]

@apex75, 14.7:1 - стехиометрическая, применяется на холостом и легких/средних нагрузках. 11.0:1 - обогащенная смесь для высоких нагрузок.