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/

 

[ryb6 9]

А Вы детонацию слышите? LSPI - разновидность детонации, только вызываемая другой причиной, и в другой фазе работы двигателя, нежели от раннего зажигания, или плохого топлива. А разрушение поршня- это финальная стадия LSPI,  а сколько циклов, в которых она проявлялась до разрушения, предсказать не возможно...

[torcon 80 998]

у вас GDI что ли? Что за мания уже по всему форуму мерещится LSPI люди готовы масло без детергенов лить или с каким то кустарным молибденом

[ryb6 9]

Экобуст и есть GDI   Так же турбина и непосредственный впрыск. И про звук я не случайно подумал. В свое время, в 2004 году, я вплотную занимался тюнингом двигателей, в частности исследованием влиянием формы камеры сгорания на детонацию... Исследования проводились с помощью "горячего" датчика для прибора МотоДок II. Датчик позволял видеть давление в камере сгорания, и возникновение детонации, в зависимости от ее формы. Хотя эта работа проводилась на 8-ми клапанном Вазовском моторе, определенных результатов добиться получалось. Но когда форма камеры сгорания была неудачной, детонация была часто, и звук был похожий. Но на тех моторах LSPI не бывает. И я не мог объяснить этот звук. А с LSPI. все как то срастается...

[torcon 80 998]

ну вот и все треск свой откидывай это не из за масла. Лей то что рекомендовано производителем. 

[ryb6 9]

Так дело то в том, что на тех моторах детонация возникала правильно, в момент увеличения нагрузки, а здесь все наоборот - стационарный режим , или вообще, сброс газа... И говорил про то, что я знаю, как звучит детонация, в разных вариантах...

[skylander521 379]

  29.02.2016 в 06:07, torcon сказал:

@ryb6, какое отношение это имеет к LSPI? 

Очень возможно, что этот самый треск и есть LSPI, т.к. бортовая система с обратной связью по датчику детонации почему-то никак не может ему противостоять. Оно и понятно, что толку понижать опережение зажигания и обогащать смесь, когда эффект уже возникает и как пишут в исследованиях это целая серия колебаний (взрывов), которые никак не остановить, пока сами не затухнут.

Изменено 29 февраля 2016 пользователем skylander521

[kroligoff 2]

Не может так форсунка GDI трещать? у меня на холодную EcoBoost еще как трещит форсунками 

По поводу прошивок, у Вас последние установлены? EJ (150лс) CJ (180лс)

 

Может попробуете масло которые тут рекомендовали с отсутствием (низким) Ca, чтобы нивелировать LSPI, по деньгам не очень накладно

Изменено 29 февраля 2016 пользователем kroligoff

[skylander521 379]

  29.02.2016 в 07:17, torcon сказал:

ну вот и все треск свой откидывай это не из за масла. Лей то что рекомендовано производителем. 

Легко сказать. это как говорится "меньше знаешь - крепче спишь".

А что теперь делать когда уже знаешь.

Назад пути нет!

[skylander521 379]

  29.02.2016 в 08:02, kroligoff сказал:

Не может так форсунка GDI трещать? у меня на холодную EcoBoost еще как трещит форсунками 

По поводу прошивок, у Вас последние установлены? EJ (150лс) CJ (180лс)

 

Может попробуете масло которые тут рекомендовали с отсутствием (низким) Ca, чтобы нивелировать LSPI, по деньгам не очень накладно

Это не форсунки трещат, это такая особенность топливного насоса высокого давления на холостых трещать (цокать), это все GDI так трещат обычно.

 

вот выдержка из технических бюллетеней:

"Насос высокого давления для двигателя B4204T6 регулируется

в соответствии с необходимостью, в результате чего расход

топлива можно уменьшить или увеличить по необходимости. Насос высокого давления является одноцилиндровым насосом

с кулачковым приводом, где цилиндр работает в масле и

имеет встроенный клапан регулировки объема. Насос имеет

ограничение давления на стороне высокого давления и также

имеет встроенный демпфер давления на своей стороне

низкого давления, чтобы можно было менять предварительное

давление. Клапан высокого давления имеет класс ZEVAP (Zero

Evaporation), который означает, что из клапана не происходит

испарения топлива.

 

Задача насоса высокого давления заключается в

регулировании и создании такого давления, которое

необходимо для того, чтобы форсунки могли

впрыскивать необходимое количество топлива в камеру

сгорания в течение определенного времени. Таким

образом, насос высокого давления подает топливо под

давлением в топливораспределительный трубопровод, чтобы затем через инжекторы впрыснуть топливо в

камеру сгорания. Насос высокого давления выполнен

полностью из нержавеющей стали и без внутренних

кольцевых уплотнений, что делает его очень надежным. Насос выдерживает системное давление до 20 МПа (200

бар).

Обратите внимание на то, что насос высокого давления

при холостом ходе и низкой скорости относительно

шумный. Он издает тикающий звук. Это совершенно

нормально."

 

А детонация - это конкретный треск такой, как будто сейчас блок цилиндров расколотится - громкий отчетливый металлический треск. Самое главное, что практически все производители в мануалах пишут,  что при нагрузке или езде в гору возможна кратковременная детонация, и это типо норма.

Я считаю, что это не норма, я еще ни на одной машине раньше такого треска не слышал, разве что на жигулях, когда трамблер перекручивал и то он не был таким громким.

"Дурят нашего брата" - все автопроизводители как один отмалчиваются от этой проблемы, "не вижу зла - не слышу зла".

Изменено 29 февраля 2016 пользователем skylander521

[torcon 80 998]

сейчас дойдет до того что любой "пук" мотора будет списан на LSPI и к выводам что нужно заливать Cupper без кальция

[ryb6 9]

Прошивки я пробовал все, которые подходят для моего мотора, в том числе и тюнинг разный (И Бунеев, и Раздолбай, и Белецкий, и Моторспорт) Максимум на что влияет - обороты, при которых эффект возникает, но и то пределах погрешности - 100-200 оборотов.

 

А датчик детонации может просто не видеть LSPI потому что отслеживает детонацию в определенной фазе коленвала, а не на 360 градусов. А LSPI возникает хаотично.

[skylander521 379]

 

 

  torcon писал:

сейчас дойдет до того что любой "пук" мотора будет списан на LSPI

Но мы же не позволим "осквернять", :facepalm:  столько интеллектуального труда уже на это потрачено, сколько кофе на ночь выпито!

[skylander521 379]

 

 

  torcon писал:

нужно заливать Cupper без кальция

Да нет!

Мобил с кальциево-магиевым пакетом!

Как это банально не звучит, но Мобил1 он такой один!

[VladimirR 2 517]

@skylander521, а не может такого быть, что Мобил1 сам это явление на своих маслах открыл, и сам от него же избавился с помощью правильной рецептуры, а остальные производители масел, как не знали про это явление, так до сих пор и живут спокойно?!

[skylander521 379]

  29.02.2016 в 09:40, VladimirR сказал:

@skylander521, а не может такого быть, что Мобил1 сам это явление на своих маслах открыл, и сам от него же избавился с помощью правильной рецептуры, а остальные производители масел, как не знали про это явление, так до сих пор и живут спокойно?!

Слишком просто как-то!

Я не знаю почему так, но очевидные факты говорят, что в настоящий момент именно мобил сделал решительный шаг навстречу владельцам t-GDI моторов, но при этом никому ни о чем официально не объявил!

Хитрый он этот Мобил. Но никто же не будет спорить, что концерн ExxonMobil является доминирующим игроком на нефтяном рынке!

Он себе такое может вполне позволить.

Как говорится думайте сами, решайте сами.

 

Производители масел и авто концерны наверняка знают эту проблему, но ИМХО существует какая-то договоренность - Заговор - пока не трубить об этом на весь мир до введения новых стандартов GF6