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/

 

[VladimirR 2 517]

наверное пора как-то в шапку масла с анализами выносить

вот еще не помню было или нет Mobil 1 AFE 0W-20 SN  http://www.bobistheoilguy.com/forums/ubbthreads.php?ubb=showflat&Number=2243763

800 кальция

600 магния

[Oilfan 118]

  18.03.2016 в 06:16, VladimirR сказал:

наверное пора как-то в шапку масла с анализами выносить

вот еще не помню было или нет Mobil 1 AFE 0W-20 SN  http://www.bobistheoilguy.com/forums/ubbthreads.php?ubb=showflat&Number=2243763

800 кальция

600 магния

Конечно было. Вся линейка Мобил 1, кроме 0W40 имеет в своем составе относительно немного кальция. Еще Elf Evolution Tech FE, Castrol американский 5W30. Но 2 последних имеют обрезанный пакет присадок, в отличие от Мобила, где магниевый пакет. Масло Шеврон чуть выше тоже интересное, но для многих авто вязковато. Хотя в Ваги может и нормально будет.

[AndreyArb 53]

  17.03.2016 в 15:09, VladimirR сказал:

Вот еще масло http://www.oil-club.ru/forum/topic/8948-8948/

для фордовской турбинки густовато будет, на сайте шеврона написано,что это масло для комтранспорта

[VladimirR 2 517]

Petronas Syntium 5000RN 5W-30 ACEA C4  http://www.oil-club.ru/forum/topic/9809-petronas-syntium-5000rn-5w-30-acea-c4-svezhee/

 

кальция - 150!!!

[AndreyArb 53]

по моим ощещуниям,масла для дизеля будут подходить под наши условия

[skylander521 379]

  18.03.2016 в 06:33, AndreyArb сказал:

для фордовской турбинки густовато будет, на сайте шеврона написано,что это масло для комтранспорта

Не знаю, вот господин на турбоэвоке ездит на тотеке сороковке и не жалуется.

https://www.drive2.ru/l/8542155/?page=0#a156820110

 

так и не могу до конца для себя понять, что лучше для турбины жидкое или густое. Хотя что-то мне интуиция подсказывает, что густое лучше, т.к. во втулках турбины очень высокие скорости сдвига и температуры, нужна стабильная масляная пленка.

  18.03.2016 в 06:35, VladimirR сказал:

Petronas Syntium 5000RN 5W-30 ACEA C4  http://www.oil-club.ru/forum/topic/9809-petronas-syntium-5000rn-5w-30-acea-c4-svezhee/

 

кальция - 150!!!

Только есть мнения, что магниевый детергент хуже (медленнее) нейтрализует более агрессивные кислоты.

[Oilfan 118]

  17.03.2016 в 19:41, fonserg сказал:

Всю тему не читал .. может будет полезно.

Да, статья интересная для общего развития. Там есть даже кое что новое про наше LSPI. Вот список добавок, которые Шелл считает уменьшающими pre ignition:

 

B. Ignition Delay Additives

The lubricant compositions further comprise an ignition delay additive. Suitable ignition delay additives may include any compound that, when added to a base oil or a lubricant composition, increases the ignition delay time of the base oil or lubricant composition to which it was added. Examples of suitable ignition delay additives include, but are not limited to, dipheny! amine, m-Anisidine, 4-Fiuoroaniiine, N-methyl aniline ("NMA"), 4-Ethylaniline, 2,4,6-Trimethylphenoi, p-Cresol, m-toluidine, 1 ,2 , 3 ,4-Tetrahydroquinoiine ("THQ"), derivatives thereof, and mixtures thereof. Particularly preferred ignition delay additives may include NMA and THQ.

 

Сюда бы Торкона или другого специалиста, что бы рассказал нам про N-methyl aniline ("NMA") и 1 ,2 , 3 ,4-Tetrahydroquinoiine ("THQ").

 

Но в целом эта статья добавляет оптимизма. Проблема известна и с ней работают. Производители не стоят на месте и они ищут и иные пути, кроме пресловутого уменьшения кальция.

Это в свою очередь наводит на мысль, что нужно осторожнее подходить к применению дизельных масел в непосредственном впрыске, так как в дизельное масло нет необходимости добавлять присадки против LSPI.

[VladimirR 2 517]

 

 

  Oilfan писал:

N-methyl aniline

октаноповышающая присадка(добавка) к бензину.

[Oilfan 118]

  18.03.2016 в 07:54, VladimirR сказал:

октаноповышающая присадка(добавка) к бензину.

Интересно и в принципе логично. Если эта присадка борется против детонации бензина, то почему она не может бороться против детонации масла?!

[Oilfan 118]

Я вообще начинаю думать, что все современные крупнейшие производители масел начали работу над проблемой. Кальций, фосфор, молибден это открытая часть айсберга, но без кальция, только на магнии видимо хорошее масло сделать не просто. Поэтому активно ищутся иные пути. Но все наши анализы VOA имеют ограниченный и достаточно консервативный список пунктов. Вполне возможно, что уже найдены и более сложные и эффективные способы нейтрализации кальция без его устранения из состава масляной присадки. Только мы этого не можем понять из анализов, а производители молчат как партизаны и кроме рекламы не хотят раскрывать детали своих масляных формул. Возможно, повторюсь, возможно, следует обращать внимание на новые масла (выпущенные или обновленные за последние 2 года) ведущих производителей предназначенные в первую очередь для турбодвижков с непосредственным впрыском. Зная о проблеме ведущие производители просто обязаны включить в состав анти LSPI добавки.

[skylander521 379]

  18.03.2016 в 07:54, VladimirR сказал:

октаноповышающая присадка(добавка) к бензину.

одним словом ММА.

Суть октаноповышающей присадки - это антиоксиданты, призваны бороться с продуктами окисления - пероксидами.

Изменено 18 марта 2016 пользователем skylander521

[GVA 1 105]

  AndreyArb писал:

для фордовской турбинки густовато будет, на сайте шеврона написано,что это масло для комтранспорта

  Цитата

Delo 400 LE Synthetic SAE 5W-40 is a mixed-fleet

motor oil recommended for naturally aspirated and

turbocharged four-stroke diesel engines and four-

stroke gasoline engines in which the API CJ-4 or API

SN service categories and SAE 5W-40 viscosity grades

are recommended. It is formulated for engines

operating under severe service and a wide range of

climatic conditions.

В переводе:

Масло рекомендуется для смешанного парка,

атмосферных и турбодизелей, 4-х такных бензиновых двигателей,

для которых рекомендованы масла API CJ-4 или API SN вязкости 5w40.

Масло разработано для двигателей, эксплуатирующихся в экстремальных условиях

и в разнообразных климатических условиях.

 

Оригинал:

https://cglapps.chevron.com/msdspds/PDSDetailPage.aspx?docDataId=324992&docFormat=PDF

Изменено 18 марта 2016 пользователем GVA

[skylander521 379]

  18.03.2016 в 09:31, GVA сказал:

В переводе:

Масло рекомендуется для смешанного парка,

атмосферных и турбодизелей, 4-х такных бензиновых двигателей,

для которых рекомендованы масла API CJ-4 или API SN вязкости 5w40.

Масло разработано для двигателей, эксплуатирующихся в экстремальных условиях

и в разнообразных климатических условиях.

 

Оригинал:

https://cglapps.chevron.com/msdspds/PDSDetailPage.aspx?docDataId=324992&docFormat=PDF

Для ваговских TSI вполне самый раз.

Осталось только найти где его купить.

[VladimirR 2 517]

@skylander521, у Северянина же )

[Oilfan 118]

  18.03.2016 в 09:31, GVA сказал:

В переводе:

Масло рекомендуется для смешанного парка,

атмосферных и турбодизелей, 4-х такных бензиновых двигателей,

для которых рекомендованы масла API CJ-4 или API SN вязкости 5w40.

Масло разработано для двигателей, эксплуатирующихся в экстремальных условиях

и в разнообразных климатических условиях.

 

Оригинал:

https://cglapps.chevron.com/msdspds/PDSDetailPage.aspx?docDataId=324992&docFormat=PDF

Да, но не сказано, что для турбированных бензиновых двигателей. Я встречал уже такие упоминания в дизельных маслах, в некоторых случаях они даже подчеркивали, что только для атмосферных бензиновых двигателей.