Что такое LSPI и каким автомобилям оно грозит

LSPI.Преждевременное воспламенение смеси в двигателе.Мнение “специалистов”.

Эта проблема дала о себе знать совсем недавно (что инетересно, ранее ее не существовало!), но уже успела наделать много шума в этих ваших интернетах Сети, породив жаркие споры среди масляных профессиАналов автомобилистов и диванных экспертов о причинах ее возникновения и способов устранения. Суть проблемы заключается в следующем: в результате особого вида детонации, которая может возникнуть, а может и не возникнуть из-за слишком раннего зажигания, происходит разлом поршней практически на всех турбированных двигателях типа GDI-Turbo, TFSI с непосредственным впрыском топлива.

Хотя учитывая почтенный возраст и пробеги многих GDI и D4 двигателей, у меня возникают жуткие сомнения…но продолжим читать, что же нам наговорят специалисты…

Low Speed Pre Ignition (LSPI), что в переводе на русский означает «преждевременное воспламенение смеси в цилиндре». Уникальность этого явления заключается в том, что разрушение поршней происходит, когда двигатель работает, исключительно на небольших нагрузках, например при движении машины по трассе.
Чтобы выяснить причину проблемы, специалисты провели целый ряд испытаний. В результате выяснилось, что причиной уничтожения поршней стало ВНЕЗАПНО моторное масло. Его пленка просачивается под поршневые кольца (современные допуски сборки двигателей — влезло, ИТАК СОЙДЕТ), а высокие температура и давление порождают детонацию масляно-воздушной смеси.
Но все же давайте разберемся в этом вопросе подробнее и выясним, как избежать поломки?

Не будем углубляться в другие детали работы ДВС, а рассмотрим лишь тот момент, который нам интересен на данном этапе. И касается он работы поршня.

Его начальное положение — в верхней мертвой точке. Именно в этот момент происходит открытие впускного клапана. Поршень начинает движение вниз, засасывая в цилиндр крошечную смесь бензина, разбрызганную форсункой, смешанного с воздухом. Это такт впуска.

На следующем этапе, когда поршень достигнет нижней мертвой точки цилиндра, закроется впускной клапан, и поршень начнет движение вверх. Таким образом, топливно-воздушная смесь оказывается в «ловушке», постепенно сжимаясь и нагреваясь. Это сжатие впоследствии сделает взрыв мощнее. В тот момент, когда поршень достигнет пика своего поднятия, свеча зажигания выдает искру напряжением более десятка тысяч Вольт, чтобы воспламенить смесь. Происходит детонация, бензин в цилиндре взрывается, толкая поршень вниз с невероятной силой.

Поршень вновь достигает дна, открывается выпускной клапан. Поршень уже по инерции начинает движение вверх. В этот момент через выпускные клапаны из цилиндра выходит отработанная смесь топлива и воздуха. Затем новый цикл и т.д.

Таковы вкратце основы работы двигателя. Но, чтобы нам разобраться в сути проблемы, следует знать, что каждое воспламенение воздушно-топливной массы должно всегда происходить в строго определенный интервал времени, рассчитанный микрокомпьютером. Это всего лишь миллисекунды, но они очень важны для бесперебойной работы двигателя.

Как уже было сказано выше, воспламеняет смесь свеча зажигания. Она же следит и за интервалом воспламенения. А теперь представьте, что в синхронизации воспламенения топлива происходит сбой. Что-то пошло не так, двигатель начинает разогреваться, горючее воспламеняется раньше, чем эту функцию выполнит свеча зажигания, возникают резкие самопроизвольные и не контролируемые скачки давления в камере сгорания. При таких условиях топливо в буквальном смысле сгорает взрывным методом. Происходит детонация, которая наносит всем частям цилиндровой группы серьезный урон.

Но не стоит пугаться. Детонация в двигателях автомобиля — это настолько изученное явление, что беспокоиться о ней не стоит. К тому же, двигатели современных автомобилей оснащены системами, способными предотвратить появление данного явления в виде датчиков детонации, только появились признаки, ситсема автоматически обогатит смесь и откатит углы зажигания, устранив детонацию на корню. Но у вашего автомобиля, ВНЕЗАПНО вдруг откуда не возьмись появился в рот компот другой злейший враг — LSPI. И вот его следует бояться и опасаться.

Что такое LSPI?

Прежде всего, следует запомнить, что этот враг коварен и опасен. Он действительно может превратить ЦПГ вашего двигателя в груду искареженного металла. И враг этот – LSPI или преждевременное воспламенение смеси в цилиндре.

Читайте также:
Автопарк Жан-Клод Ван Дамма: какие машины имеются в коллекции звезды боевиков

Здесь нужно пояснить, что Low Speed Pre Ignition и детонация — это два разных явления, вызванные разными причинами. По мнению Скотта Линдхольма, эксперта по глобальному применению продуктов смазочных материалов Shell, «детонация может контролироваться при помощи топливного октанового числа и расчетом появления искры». Другое дело — LSPI. Природа происхождения данного явления, несмотря на все старания инженеров, «не очень хорошо понята, не изучена и может произойти спонтанно».

Ясно пока одно: и типичная детонация, и LSPI возникают из-за сбоя интервала воспламенения смеси бензина в цилиндрах. Но детонация появляется, когда двигатель работает на высоких оборотах и под большой нагрузкой, а LSPI может случиться при минимальной нагрузке и при очень низких оборотах. Замечено, что особенно восприимчивы к данному явлению турбированные двигатели с непосредственным впрыском топлива (GDI-Turbo, TFSI), которыми в последнее время автопроизводители предпочитают оснащать автомобили.

Что происходит с двигателем при LSPI?

Если говорить о последствиях преждевременного воспламенения, то внутренности двигателя вашего автомобиля за довольно короткий промежуток времени будут переработаны в металлолом.

Скотт Линдхольм, исследуя проблему, поясняет: «Эффект от Low Speed Pre Ignition можно услышать. Это громкие хаотичные хлопки. Многие списывают этот взрыв на очень сильную детонацию. Однако из-за сбоя синхронизации зажигания и тяжести последствий некоторых событий повреждению двигателя было положено начало. Преждевременное воспламенение смеси приводит к значительно большему повышению давления в цилиндрах — до 200 бар и выше. Эти параметры значительно превышают параметры, возникающие при традиционной детонации двигателя. Днища поршней могут треснуть, кольца могут сломаться и испортить гильзы, даже головка блока цилиндров может треснуть». «Мы даже видели оторванные куски поршней, находившиеся между верхней частью поршня и головкой цилиндра», — уверяет эксперт. Только фото данного явления мы вам не покажем, верьте на слово…)))

— Видишь суслика?
— Нет.
— И я не вижу. А он есть.

Что становится причиной преждевременного воспламенения смеси в цилиндре?

Сколько автомобилей уже пали жертвами LSPI, сказать сегодня трудно, поскольку такой статистики никто не ведет и автоморбили чинятся по гарантии. Но если бы эта проблема была единичной и рядовой, автопроизводители вряд ли обратили бы на нее внимание. А между тем, проблемой преждевременного воспламенения смеси в цилиндре занимаются уже несколько десятков маркетологов команд специалистов.

Скотт Линдхольм возглавляет команду Shell. Его группа пришла к выводу, что причиной явления LSPI становятся «небольшие [горячие] масляные брызги, которые разлетаются с поршневых колец при развороте верхнего кольца, предоставляя возможность появления второго источника зажигания, кроме искры от свечи зажигания… Струя топлива при впрыске ударяет в стенку цилиндра, отбивая небольшие капли смеси топлива с маслом, что провоцирует раннее воспламенение. Также на это влияют продукты износа в камере сгорания и ухудшение свойств моторного масла, повышение кислотного числа».

Иными словами, предположения специалистов Shell сводятся к следующему: в цилиндры могут попадать посторонние капли очень горячего моторного масла, которые и инициируют преждевременное воспламенение топлива. Таким образом возникает эффект LSPI.

Как избежать спецэффектов LSPI?

Несмотря на то, что специалисты установили причину возникновения LSPI только теоретически, им известны некоторые условия, при которых появляется это явление. Инженеры рекомендовали автовладельцам несколько способов, как избежать разрушительных последствий LSPI.

Способ 1. Перепрограммировать компьютерную систему управления, отвечающие за управление двигателем. Обычно осуществляется при отзывной компании или плановом ТО.

Линдхольм уверяет, что применил данный способ на собственном авто, оснащенном двигателем TGDI. «Калибровки двигателя очень сложны и дороги, но у производителей оборудования есть полное понимание того, какие условия могут вызвать повреждение двигателя, а какие помогут этого избежать», — говорит он.

«Этот вариант действительно решает проблему, — добавляет эксперт, — но придется смириться с потерей топливной эффективности и продуктивности работы мотора».

Кстати, Ford в свое время уже провел по всему миру (Россия не стала исключением) отзывную кампанию. По ней была перекалибрована прошивка программного обеспечения двигателей выпускаемых концерном авто.

Способ 2 куда менее затратный (ну-ну…ага ага…) для автовладельцев, но на его применение потребуется время. Специалисты предлагают приобретать исключительно специальное моторное масло с самыми последними допусками, красивыми цифрами, буквами и качественной полиграфией на канистре для своего «железного коня». В его рецептуре должно значиться, что данный продукт минимизирует вероятность преждевременного воспламенения топлива LSPI.

Читайте также:
Зависимая или независимая подвеска: какая лучше?

Скотт Линдхольм утверждает: «Рецептура моторного масла может помочь снизить тенденции к LSPI». И над этим сегодня идет тяжелая работа. Такое масло, по его словам, будет способно устранить или, по крайней мере, уменьшить причину возникновения феномена Low Speed Pre Ignition. На это уйдет год-два-три.

Тем же путем — разработкой новой рецептуры моторных масел — идут в настоящее время несколько компаний из Японии, Соединенных Штатов и Германии.

P.S. Стоит отметить, что феномен Low Speed Pre Ignition до конца не изучен и не задокументирован. И по этому поводу все еще идут жаркие дискуссии как в научном мире, так и среди диванных аналитеков, маслянных профессиАналов специалистов-практиков. Мнений много, но ясно одно: причиной непроизвольных вспышек в камере сгорания, вопреки расхожему мнению, также является воспламенение разжиженного топливом масла, которое попадает в камеру сгорания через систему принудительной вентиляции картера из–за потери герметичности колец, а также, в большинстве случаев, через турбину.

Разжижение масла приводит к резкому снижению температуры его самовоспламенения, что, в конечном итоге, приводит к неконтролируемым, произвольным вспышкам в камере сгорания при вполне нормальных рабочих температурах.

Таким образом, специалисты, наряду со всеми рекомендациями, настоятельно рекомендуют применять технологии, позволяющие ограничить попадание масла в камеру сгорания и поддерживать работоспособность масляной и топливной системы, а также исправности системы принудительной вентиляции картера (PCV).

К сожалению, так и не удалось найти реальных фотографий поршней и колец, а также двигателей, реально сломанных LSPI, а не детонацией, разрушением свечей или отрывом тарелки клапанов, поэтому иллюстраций к данной статье не будет. Все сводится к туманным пространным рассуждениям и некоторым предположениям…но самое главное что можно вынести — не забывайте нести ваши денежки исключительно монополистам допусков масляным гигантам и покупайте самые последние и самые дорогие масла, авось, по их мнению, двигатель вашего железного друга переживет позорные почтенные 100-150т.км. пробега до капитального ремонта или ухода в металломом на пенсию…Но вопрос а был ли мальчик о реальном существовании LSPI остается открытым…

Преждевременное зажигание (LSPI): проклятие современных двигателей

Преждевременное воспламенение смеси в малообъемных моторах: симптомы, как защититься

Преждевременное воспламенение топливной смеси – явление крайне неприятное для двигателя внутреннего сгорания. Оно может убить любой двигатель, современный или старый, с удивительной быстротой, но чем меньше рабочий объем мотора, тем быстрее выйдет из строя такой ДВС. Давайте разберемся в технических нюансах явления и возможности предотвращения дорогостоящей поломки.

В зарубежных источниках феномен называют аббревиатурой LSPI (Low Speed Pre-Ignition), или «преждевременное воспламенение на низких оборотах».

Почему раннему зажиганию подвержены малообъемные моторы?

Большая мощность, меньший объем, высокое давление наддува – при так называемом даунсайзинге двигателя производители автомобилей пытаются подстроиться под все более строгие требования ЕС по выбросам и растущий спрос на высокопроизводительные моторы.

Лучшей иллюстрацией такого стремления являются такие автомобили, как Ford Fiesta ST , который снимает колоссальные 200 л. с. со своего 1,5-литрового трехцилиндрового бензинового двигателя, модели Volkswagen, пару хот-хэтчей Seat, Renault и других автопроизводителей из Старого Света. Мощности, динамика разгона и скорости у таких моделей высокие, но есть нюансы их использования в плане работы моторов.

Подобные модели роднятся одним малозаметным, но важным нюансом – все они используют турбированные бензиновые моторы, и неважно, какие аббревиатуры придумывают автопроизводители для них: TSI, TFSI, EcoBoost или TCE, суть от этого не меняется – в основе лежит малообъемный силовой агрегат, редко превышающий по кубатуре 2.0 литра.

Придерживаясь стратегии поддержания низкого потребления топлива и минимизации вредных выбросов, при этом они не экономят на производительности. Однако это может иметь разрушительные последствия, потому что именно эти двигатели стараются совместить несовместимое: малый объем и высокую мощность. Такое сочетание снижает ресурс моторов, но также может иметь последствия куда более непредсказуемые и по-настоящему разрушительные.

Читайте также:
Параметры шин и дисков или что значит маркировка?

Поэтому нет ничего удивительного, что в мастерских все чаще можно встретить автомобили с повреждением двигателей, вызванным явлением, которое встречается только в сложных бензиновых агрегатах с непосредственным впрыском топлива: LSPI. То самое преждевременное воспламенение.

В худшем случае последствия такого «предварительного зажигания» могут привести к серьезному повреждению двигателя.

Какие моторы подвержены этому явлению в первую очередь?

Явление LSPI прежде всего затрагивает бензиновые двигатели с высокой степенью сжатия и прямым впрыском. Особенно когда моторы непрогретые, но нагрузка на них дается высокая, а обороты при этом низки. Чаще всего это проявляется при преодолении крутого уклона.

Одной из общепризнанных технических причин этого является следующее: форсунки впрыскивают топливо непосредственно в камеру сгорания. В результате у бензина остается мало времени для перехода в газообразное состояние и смешивания с воздухом в цилиндре (необходимого условия для нормальной работы мотора), который поступает в камеру сгорания через впускной клапан. Начинается постепенное накапливание несгоревшего топлива на стенках цилиндров.

Эта «чрезмерная смазка», по мнению некоторых автомехаников , иногда даже желательна в фазе прогрева мотора (хотя по классике конденсация излишнего топлива приводит к разжижению и смывке моторного масла, что снижает его защитные функции, и повышенному износу движущихся частей двигателя).

Явление проявляется, когда бензино-воздушная смесь конденсируется на стенках цилиндров на еще холодных стенках камеры сгорания. Однако это также может означать, что отдельные капли топлива не сгорают, откладываются и накапливаются – часто непосредственно в форсунке впрыска. Вот здесь и может подстерегать опасность.

Она проявляется особенно в те моменты, когда двигатель еще не работает при рабочей температуре, а камеры сгорания не прогрелись. В частных случаях это может даже привести к тому, что остатки топлива закупоривают канал форсунок и бензин больше не может впрыскиваться и распыляться оптимально, что в итоге приводит к тому, что двигатель работает на обедненной смеси.

Но это полбеды – хуже, когда в камере сгорания скапливается значительное количество топлива. Оно выпадает в осадок и начинает самопроизвольно возгорать под воздействием тепла, выпускаемого при работе мотора.

В результате топливо может воспламениться даже без искры свечи зажигания и задолго до фактической точки зажигания, начинается самопроизвольное воспламенение топлива.

Дополнительным минусом можно назвать обильное оседание сажи в цилиндрах и на поршнях, что ведет только к ухудшению общей ситуации.

Еще одна причина, по которой происходит преждевременное сгорание топлива, – осадок моторных масел. Масло очень низкой вязкости (например, SAE 0W-16, 0W-20) используется во многих бензиновых двигателях с высокой степенью сжатия. Оно вызывает минимальное сопротивление в работе мотора, что приводит к экономии топлива, но в результате моторное масло может оказать медвежью услугу. Оно может осесть на большой площади цилиндра и начать впитывать несгоревшие остатки топлива.

Недостаток этого следующий: масляно-топливная смесь воспламеняется намного быстрее чистого бензина.

Официальная версия: точных причин преждевременного воспламенения не знает никто

фото: Liqui Moly

Причины LSPI до конца не выяснены. Производители масел, в частности Liqui Moly или Tunap, исследуют это явление и пытаются выяснить его предысторию. Эксперты сходятся во мнении, что LSPI является проблемой, вызванной сжатием.

А пока технологи думают, высокомощные, но малообъемные моторы продолжают страдать от преждевременного разрушения. LSPI происходит задолго до точки воспламенения, то есть задолго до того, как поршень достигнет верхней мертвой точки. Поэтому неконтролируемый взрыв происходит, когда идет такт сжатия. Это создает огромное давление, которое разрушает поршни, а уже его осколками убивает мотор.

В чем разница между LSPI и детонацией?

Стук или звон, который многим знаком по классическим автомобилям, также является неконтролируемым сгоранием топлива. Именно поэтому многие механики ставят знак равенства между преждевременным воспламенением на малых оборотах и детонацией.

Впрочем, оба явления отличаются в некоторых нюансах:
  • Детонация в основном распознается по характерному звону двигателя и обычно предотвращается системой контроля детонации (она сдвигает время зажигания на более позднее). LSPI часто не воспринимается водителями акустически, потому что это происходит очень неравномерно. Также ее нельзя избежать, переместив момент зажигания;
  • В отличие от детонации, LSPI происходит не на высоких скоростях, а на более низких диапазонах скоростей и оборотах. Кроме того, преждевременное зажигание обычно происходит, когда двигатель холодный;
  • LSPI обычно гораздо сильнее действует на мотор, чем детонация. При этом явлении на мощных малолитражках происходит серьезно более мощный взрыв топлива (его воспламенение);
  • LSPI возникает задолго до фактической точки зажигания воздушно-топливной смеси, в тот момент, когда поршень все еще находится на пути к верхней мертвой точке (ВМТ), то есть в тот момент, когда давление продолжает расти. Детонация же обычно происходит, когда поршень уже прошел ВМТ и камера сгорания снова становится больше, снижая давление.
Читайте также:
На какие вопросы сотрудников ГИБДД водители могут не отвечать

Каковы последствия?

Сломанный поршень. Поршень разрушен преждевременным воспламенением

LSPI наносит серьезный ущерб в долгосрочной перспективе. То, какими могут выглядеть последствия, будет варьироваться от полученных нагрузок: от трещин в поршневых кольцах до сломанных турбин и полностью пришедших в негодность компонентов двигателя.

Как вы можете защитить себя от LSPI, если владеете малообъемным, но мощным автомобилем?

  • Избегайте движения на низких оборотах мотора и в те моменты, когда двигатель холодный;
  • Регулярно меняйте масло. Особенно если вы ездите на небольшие расстояния, а морозы в вашем районе часты;
  • В Европе разработаны масла, которые предотвращают LSPI. Они соответствуют стандарту API «SN Plus» . Лишь немногие производители уже изменили свои технические характеристики для замены масла, поэтому владельцы автомобилей с турбированными малолитражными двигателями должны обратить на это внимание и самостоятельно приобрести новый стандарт моторных масел для двигателей;
  • С правильными присадками двигатель может быть очищен от остатков топлива и масел. Тем не менее важно обращаться с присадками осторожно, так как легко можно сделать хуже. Для многих производителей несанкционированное использование добавок может повлиять на гарантию. Лучше осведомиться об их использовании в специализированной мастерской.

Как эффект LSPI убивает мотор и спасет ли его масло

Разбираемся, нужны ли двигателям с турбокомпрессорами какие-то особенные масла – или это рекламная «замануха»?

Источник полемики имеет конкретное имя – LSPI (Low-speed pre-ignition). Есть и другое название – SPI (stochastic pre-ignition). В обоих случаях речь идет о нежелательном раннем зажигании, природа которого, к сожалению, пока что изучена довольно слабо. Оно возникает в двигателях с высоким давлением конца такта сжатия, которое создает турбонаддув. Неожиданно наблюдается резкий рост температуры и давления в цилиндрах – это часто приводит к поломке поршней и деформации стенок цилиндров. Примечательно, что такой эффект проявляется на турбомоторах с непосредственным впрыском топлива, у которых времени на испарение бензина меньше, чем у двигателей с распределенным впрыском.

Суть явления примерно такая. Топливо, подаваемое форсункой под высоким давлением, долетает до стенки цилиндра, не успевая по дороге испариться. При этом оно входит в контакт с масляной пленкой, состоящей из свежего масла и частиц нагара. Вследствие этого часть несгоревшего топлива, оказавшаяся между кромкой поршня и стенкой цилиндра, смешивается как с моторным маслом, так и с раскаленными частицами нагара. Итогом этого процесса может быть незапланированное возгорание, после чего начинается цепная реакция – ударная волна, разрушение деталей и т.п.

Хорошо забытое старое

Нечто подобное с давних пор наблюдается в тепловозных дизелях, которые продолжали работать при отключенной подаче топлива, поглощая вместо него масло. Сегодня же аналогичный эффект часто наблюдается на компактных даунсайзинговых бензиновых моторах. Провоцируют возникновение LSPI высокое давление конца такта сжатия, повышенная цикловая подача топлива и малый промежуток времени для смесеобразования. Отметим, что эффект чаще наблюдается при низкой частоте вращения коленчатого вала – виновата плохая турбулентность смеси. На возникновение LSPI могут влиять состав бензина, форма камеры сгорания, режим эксплуатации и даже формула моторного масла.

Читайте также:
10 способов не уснуть за рулём

Масло как лекарство

Многочисленные исследования влияния масла на возникновение LSPI показали, что состав моторного масла может оказывать как положительное, так и отрицательное воздействие на эффект вредного зажигания. В частности, концерн GM даже ввел свои допуски – это DEXOS 1 GEN2. И если производителям моторов известно, что их двигатели имеют склонность к LSPI, то масла с таким допуском могут нивелировать ненужный эффект.

С мая 2018 года Американский институт нефти API ввел в действие новую спецификацию – API SN Plus. Основное изменение включает тест на преждевременное воспламенение смеси в цилиндре. Кроме того, доработаны тесты на окислительную стойкость, чистоту поршней, совместимость с системами снижения токсичности; защиту от отложений, а так же на защиту от низкотемпературного износа клапанов и на топливную экономичность. Примером такого продукта может служить MOTUL 8100 Eco-lite 5W-30 с высокой температурой вспышки в 240 С. Это препятствует возникновению LSPI.

О совместимости или не маслом единым

Само собой, что спецификация API SN Plus подразумевает обратную совместимость с предыдущей API SN. Это общий принцип: масла более высокой группы качества всегда можно использовать в машинах прежних лет выпуска. Разработчики отмечают, что особо желательно использовать масла по новой спецификации в турбомоторах с непосредственным впрыском топлива, произведенных до 2018 г.

Не стоит, впрочем думать, что всё упирается только в масло. Просто эффект LSPI проявился довольно неожиданно, а потому пути решения проблемы начали искать, что называется, всем миром. Полагаем, что все новые моторы проектируются и будут проектироваться с максимальными предосторожностями от возникновения подобного эффекта.

Эффект LSPI: что это и как с ним бороться

LSPI (Low Speed Pre-Ignition), или низкоскоростное предварительное зажигание — эффект самовоспламенения топливной смеси в процессе её сжатия при малых оборотах и нагрузках. Это явление может привести к разрушению поршней двигателя.

Рассказываем, почему происходит преждевременное зажигание и можно ли предотвратить его с помощью моторного масла.

Какие двигатели подвержены эффекту LSPI

Современные автопроизводители соревнуются, стремясь собрать максимально экологичный и экономичный двигатель. В приоритете у них малолитражные бензиновые турбодвигатели с непосредственным впрыском топлива в камеру сгорания. Эти моторы обычно имеют рабочий объем до 1.7 литров и используют маловязкие масла для максимальной экономии топлива.

Казалось бы, для потребителя такие двигатели несут одно удобство. Мощные, с малым расходом топлива и небольшим весом, они по праву вытесняют более объемных «старших братьев» из-под капотов автомобилей.

Однако именно на современных экономичных и технологичных ДВС появляется проблема LSPI.

Как возникает эффект LSPI

В профессиональной среде природа феномена LSPI до сих пор не установлена. Одна из теорий называет причиной эффекта повышенное накопление сажевых отложений на поршнях, которое приводит к их перегреву и, следовательно, к преждевременной спонтанной детонации.

Другие исследования винят капли масла, которые попадают в камеру сгорания через неплотно прилегающие к стенкам цилиндра поршневые кольца. Мельчайшие частицы масла смешиваются с топливом и провоцируют воспламенение воздушно-топливной смеси ещё до воздействия искры от свечи зажигания. Поэтому качество топлива и масла оказывают влияние на процесс преждевременной детонации.

Главный факт об эффекте LSPI

Многие испытания подтвердили, что высокая концентрация кальция в составе моющих присадок (детергентов) повышает вероятность возникновения LSPI. Тогда как присадки на основе магния почти не влияют на LSPI.

Как на LSPI реагируют институты стандартизации API/ILSAC

Первой практическое решение по предотвращению LSPI выдвинула компания General Motors. Для этого она скорректировала рецептуру допуска dexos 1™ до dexos 1™ Gen 2.

Вскоре американские производители начали производить специальные масла для проблемных двигателей. Вслед за ними отреагировали и организации по стандартизации.

1 мая 2020 года вышла обновленная версия стандарта Американского Института Нефти (API) — API SP, а также вступили в действие новейшие стандарты Международного комитета по стандартизации и сертификации смазочных материалов (ILSAC) — ILSAC GF-6A и ILSAC GF-6B.

Все эти стандарты уже учитывают требования по предотвращению явления LSPI. Подробно о стандартизации API и ILSAC мы рассказали в одном из прошлых материалов.

Читайте также:
5 способов использования перекиси водорода в автомобиле

Продукты ЛУКОЙЛ, которые помогут справиться с эффектом LSPI

В 2019 году мы выпустили масло, получившее официальный допуск dexos 1™ Gen 2 — GENESIS ARMORTECH DX1 5W-30. Также масло одним из первых в мире было лицензировано по спецификациям API SP и ILSAC GF-6A.

Продукт был разработан специально для двигателей американских автомобилей, в первую очередь, производства концерна General Motors. Также масло можно использовать в двигателях автомобилей Toyota, SsangYong, Lexus, Mitsubishi и Honda.

В новых рецептурах масел для малолитражных турбодвигателей с высокой степенью компрессии и системой непосредственного впрыска (GDI / TGDI) удалось:

  • снизить содержание детергентов на основе кальция (изменить соотношение моющих присадок и подобрать новые комбинации химических веществ в рецептуре масел);
  • найти правильную комбинацию базовых масел и антиокислительных присадок, тормозящих «старение» масла (эффект LSPI чаще проявляется именно на «старом масле», когда близится срок замены);
  • получить оптимальный баланс использования присадок, содержащих цинк, фосфор и молибден (именно эти присадки помогают снизить эффект LSPI).

Чтобы узнать больше об автомаслах, читайте наши статьи о том, как получают масло и какие свойства оно приобретает с помощью присадок.

Что такое LSPI и каким автомобилям оно грозит

В двух словах, в определенном диапазоне среднего эффективного давления BMEP (высокой нагрузке) на низких оборотах (до 2500 об) в камере сгорания стало возможным появление аномальных явлений раннего зажигания горючей смеси до момента штатного зажигания от свечи, в результате возникает неуправляемый процесс, можно так сказать, двигатель переходит в целый цикл (до 10-12 циклов) неуправляемых зажиганий, вызывающих гигантские противонагрузки (в противоположную сторону движения поршня), в результате не выдерживают компрессионные кольца, поршни и шатуны, двигатель клинит. Обычно это происходит в третьем или четвертом цилиндре.
Как я уже говорил, проблемой основательно занялись не только инженеры компании Форд, рассылающие “письма счастья”
https://www.drive2.ru/l/3481349/
https://www.drive2.ru/l/3636467/
но и производители компонентов ГСМ Lubrizol, Afton, Infenium.
Многочисленные тесты показали зависимость частоты появления эффекта LSPI, что использование в моторных маслах моющего пакета(детергента), содержащего соли кальция (Салицилаты, карбонаты и т.д.) в концентрациях от 0.1-0.2% (дальнейшее увеличение не увеличивало частоты эффекта).
В то же самое время было установлено, что при наличии в масле противоизносных пакетов (которые попутно и являются антиоксидантами) ZNDTP и MODTS (молибден) в концентрациях от 0.15% и 0.07% соответственно вероятность эффекта практически сводилась на нет.
Виной всему оказался нагар (депозиты) в межпоршневом пространстве компрессионных колец, которые в определенных условиях при смешении с товарным бензином вызывали мегадетонацию.
http://fuelsandlubes.com/digital/fli. ndex.html#/42/

В результате вышеуказанных исследований был составлен задел на будущие стандарты масле ILSAC GF6 и Dexos (Second Edition), в которых уже предусмотрены тесты на эффект LSPI.

Прочитал недавно брошюру “Моторные масла” Р. Балтенас, А.С. Сафонов, А.И. Ушаков, В. Шергалис Москва-СпБ 2000.
Там было написано, что моющие детергенты (присадки) могут приводить к образованию в камере сгорания пероксидных соединений, которые как известно еще и являются причиной детонации в товарных бензинах. Так вот, вполне возможно, антифрикционные пакеты, попутно выполняя роль антиоксидантов, предотвращают образование данных “гремучих соединений” (вспомните бертолетовую соль, перхлорат калия в хлопушках или шарики такие, которые взрываются, когда их бросаешь на землю).
В общем, проблема заслуживает внимания, надеюсь на ваше сотрудничество в исследовании данного феномена.

Ваш покорный слуга озаботился данным вопросом сразу после того, как машина Freelander 2 с мотором ecoboost 2.0 (204pt) прошла обкатку и я начал, как говорится, “топить” и меня очень испугали эти металлические стуки, честно говоря я сразу подумал, что все!
Что это за стуки детонация или LSPI?
Но использование высокооктанового бензина 98 помогло избежать дальнейшего появления этих стуков.
В общем уже более двух лет я занимаюсь данной проблемой вплотную.
Купил октано-индикатор Октис2.
Что интересно, производитель в Руководстве по эксплуатации допускает появление кратковременной серии стуков при нагрузке под горку (т.е. убеждает, что это нормально) и предписывает использование 95 бензина, хотя ИМХО лукавит – есть приписка “Можете использовать бензин с оч 98 если он у вас продается”
Как вам, а?
Лейте 95 бензин, слушайте детонацию, это нормально, но если не хотите, то можете и лить 98! :D

Читайте также:
Как выбрать зарядное устройство для автомобильного аккумулятора?

В настоящий момент нашел подходящее масло с низким содержанием кальциевого моющего пакета – в линейке масел Mobil1, в частности X1 5w-30 половина кальция заменена солями магния (кальцие-магниевый детергент).
Говорят, что есть еще и специальные масла в линейке Ravenol. Очень надеюсь, что это так на самом деле.
Надежда как говорится умирает последней! :shoot: ” (конец цитаты)

Данное явление характерно в основном для трассовой езды, т.е. наибольшее число поломок отмечалось при попытке резко ускориться при движении по трассе на относительно невысоких оборотах. Причем почти независимо от пробега.

Кто что думает? Насколько это может быть актуально для наших моторов? И стОит ли заморачиваться поиском бескальциевых масел?

Преждевременное воспламенение смеси в двигателе (LSPI): Что это такое и как его не допустить

Осторожно: таинственное явление (LSPI) может разорвать двигатель автомобиля на кусочки

Сегодня мы поговорим об одном крайне важном явлении, которое может проесть дыру в вашем семейном бюджете. Чтоб не томить вас предисловием, сразу опишем суть дела.

Проблема появилась в поле зрения инженеров, технологов и ученных не очень давно и очень неожиданно. Ее наблюдали почти на всех турбированных двигателях с непосредственным впрыском топлива типа GDI-Turbo. Суть явления – поломка поршня из-за особого вида детонации, происходящей из-за раннего зажигания.

Феномен был назван Low Speed Pre Ignition «LSPI», на русский переводится как «преждевременное воспламенение смеси в цилиндре». Уникальность явления заключается в том, что уничтожение поршня происходит, когда двигатель находится не под нагрузкой и работает на не очень больших оборотах (тривиальный пример – движение на автомобиле по трассе).

Проведенные многочисленные испытания показали, что причиной стало моторное масло, а точнее присадки, которые туда добавляют. Пленка масла просачивается под поршневые кольца и под высоким давлением и температурой детонирует, разрушая тем самым поршень.

Если вы хотите узнать о природе явления больше, а также узнать, как его избежать, добро пожаловать в статью.

Глубоко внутри двигателя вашего автомобиля, крошечная искра от свечи зажигания воспламеняет впрыснутый точно измеренный в объеме бензиновый туман множество раз за секунду.

Взаимодействие искры с топливовоздушной смесью приводит к серии контролируемых микровзрывов, которые происходят внутри цилиндра двигателя.

Двигатель вашего автомобиля чудесным образом превращает силу от этих маленьких взрывов в крутящий момент, благодаря которым автомобиль может начать движение. Теперь вы знаете основы того, как работает двигатель.

Чтобы двигатель внутреннего сгорания продолжал работать без сбоев и должным образом, эти крошечные микровзрывы (воспламенение воздушно-топливной смеси) обязаны происходить, каждый раз в строго определенное время. Ни раньше ни позже. Речь идет о миллисекундах. За контроль над временем воспламенения смеси в бензиновом двигателе отвечает свеча зажигания.

Но иногда, происходит сбой в синхронизации воспламенения бензина в цилиндрах. В таком случае последствия могут быть самыми непредсказуемыми и печальными для двигателя.

Чтобы произошел контролируемый микровзрыв бензина, требуется тепло искры свечи зажигания — но свеча зажигания не является единственным источником тепла внутри цилиндров работающего мотора. Иногда, когда что-то идет не так, внутри двигателя становится слишком горячо, бензин воспламеняется вне очереди, прежде чем свеча пустит инициирующую возгорание искру.

В этой ситуации топливо сгорает взрывным методом. Оно действительно в буквальном смысле взрывается и наносит урон повышенными нагрузками всем частям цилиндропоршневой группы. Как вы поняли этот давно изученный феномен работы мотора называется детонацией. Данная проблема реально может превратить внутренности вашего двигателя в кучу металлолома, но речь сегодня пойдет не совсем об этом, поскольку, к счастью, детонация вполне предсказуемое и давно изученное явление. Его настолько хорошо изучили, что современные двигатели оснащены системами, которые вообще предотвращают ее появление.

Читайте также:
Как происходит поиск запчастей по VIN (ВИН) коду?

Если вы владеете современным автомобилем, который вовремя обслуживается и работает на качественном бензине, с правильным октановым числом, детонация – это не то, о чем вам стоит беспокоиться.

Что такое преждевременное воспламенение смеси в цилиндре (Low Speed Pre Ignition «LSPI»)?

Исследователи выяснили, что у детонации есть куда более опасный враг современного автомобилиста, который может очень быстро, в буквальном смысле, уничтожить двигатель на вашем автомобиле.

Явление называется «преждевременным воспламенением смеси в цилиндре» (LSPI), и оно серьезно и разрушительно. Напуганы? Эксперты, вроде Скотта Линдхольма, специалиста по глобальному применению продуктов смазочных материалов Shell (Global Product Application Specialist для Shell Lubricants), еще не до конца понимают, что точно вызывает, но первые рекомендации по правилам защиты мотора они дать могут.

«Классическая детонация и LSPI – два разных события, вызванные двумя различными явлениями», — объясняет Линдхольм. «Типичная детонация может контролироваться при помощи топливного октанового числа и расчётом появления искры и очень предсказуема. LSPI (преждевременное воспламенение смеси в цилиндре) все еще не очень хорошо понята и может произойти спонтанно».

Детонация происходит на более высоких оборотах и под более высокой нагрузкой, когда двигатель разогрет и упорно крутит маховик. Но LSPI может произойти на очень низких оборотах и при гораздо более легкой нагрузке. Второе явление также случалось в рабочем диапазоне, где у современных двигателей наиболее высокая топливная экономичность. В отличие от детонации, LSPI очень непредсказуемо.

Какие двигатели восприимчивы преждевременному воспламенению смеси в цилиндре?

Явление было замечено, как мы говорили ранее, на многих современных двигателях. В зоне риска стремительно распространяющаяся порода небольших турбированных моторов и двигателей с прямым впрыском топлива (TGDI).

В наши дни становится все труднее найти автомобиль, который не питался бы от этого типа двигателя, так как многие автопроизводители переключаются на силовые агрегаты с прямым впрыском топлива и оборудуют их турбинами, чтобы сократить расход топлива.

Пояснение: Многие новые автомобильные двигатели могут быть подвержены разрушительному явлению.

Что делает LSPI с двигателем?

Что происходит с двигателем, когда начинается преждевременное воспламенение? Точно ничего хорошего.

Специалист Shell объясняет: «Эффект от LSPI можно услышать как громкий взрыв (хлопок под капотом), который большинство списывают на очень сильную детонацию. Однако, из-за сбоя синхронизации зажигания и тяжести последствий некоторых событий, повреждению двигателя было положено начало.

Преждевременное воспламенение смеси приводит к значительно большему повышению давления в цилиндрах чем при традиционной детонации двигателя, до 200 бар и выше. Днища поршней могут треснуть, кольца могут сломаться и испортить гильзы, даже головка блока цилиндров может треснуть. Мы даже видели оторванные куски поршней, находившиеся между верхней частью поршня и головкой цилиндра».

Простыми словами, явление можно назвать автомобильным эквивалентом мини бомбы, детонирующей в двигателе, за короткий промежуток времени превращая внутренние части мотора в металлический фарш.

Как можно избежать проявления данного явления?

Дело здесь в следующем. Хотя инженеры все еще точно не знают природу возникновения разрушительного феномена, они знают конкретные условия, при которых проявляется LSPI, в рабочем диапазоне GDI турбодвигателей.

Первое предполагаемое решение проблемы

Путем перепрограммирования компьютерных систем управления, которые приводят в действие двигатель, этих условий можно постараться избежать.

«…контролируется тщательной калибровкой рабочих параметров OEM-производителем, чтобы избежать условий, в которых инициируется разрушительное явление», — объясняет Линдхольм.

В подтверждение действенности проводимых автопроизводителями настроек, Линдхольм приводит в пример личный автомобиль оборудованным двигателем TGDI, поскольку автопроизводители успешно калибруют программное обеспечение двигателя, чтобы избежать работы в опасной зоне LSPI.

«Калибровки двигателя очень сложны и точны, и у изготовителей оборудования есть полное понимание того, какие условия двигателя могут вызвать повреждение через неблагоприятные условия, поэтому они удостоверяются, что можно избежать этих условий», — говорит он.

Минусом такого решения проблемы можно считать снижение продуктивности работы мотора и топливной эффективности.

Второе предполагаемое решение проблемы

Вторая мера, которую может предпринять уже сам автовладелец самостоятельно, приобрести для своего автомобиля специальное моторное масло (выбор которого, правда пока не велик). Чтобы понять для чего это нужно, требуется понимание природы появления преждевременного воспламенения.

Читайте также:
Что делать, если на мосту остановил автоинспектор

К примеру, в описании к моторному маслу Ravenol DXG 5W-30, написано, что рецептура масла минимизирует вероятность преждевременного воспламенения топлива LSPI (LowSpeedPre-Ignition). https://ravenol26.ru/shop/motornoe-maslo-ravenol-dxg-5w-30-sn-ec-sm-rc-ilsac-gf-5/

Чем вызывается преждевременное воспламенение смеси в цилиндре?

Поскольку счет сломанных таким образом автомобилей по всему миру идет уже по всей видимости на сотни (на самом деле точной статистики не представлено, это всего лишь предположение, поскольку, если бы поломок было меньше, автопроизводители не обратили бы на это столь пристального внимания, а если бы больше, меры были бы более кардинальными) и сломанные автомобили разбросаны по разным уголкам планеты, вопросом параллельно друг с другом занялись несколько команд специалистов примерно с 2012 года.

Одна из них принадлежит Shell, и она возглавляется Линдхольмом. Вот что им удалось выяснить:

«Одна из теорий заключается в том, что небольшие [горячие] масляные брызги разлетаются с поршневых колец при развороте верхнего кольца, представляя возможность появления второго источника зажигания, кроме искры от свечи зажигания. При этом рецептура моторного масла может помочь снизить тенденции к LSPI”, — говорит специалист.

Схожая теория с иным механизмом действия звучит следующим образом: Струя топлива при впрыске ударяет в стенку цилиндра, отбивая небольшие капли смеси топлива с маслом, что провоцирует ранее воспламенение. Так же на это влияют продукты износа в камере сгорания и ухудшение свойств моторного масла, повышение кислотного числа.

Говоря простым языком – эта теория предполагает, что посторонние капли чрезвычайно горячего моторного масла могут попадать в цилиндры, инициируя внезапное воспламенение бензина, в результате чего проявляется феномен LSPI.

Спецы из Шелл утверждают, что работа над составами моторного масла кажется многообещающей идеей. «Несмотря на то, что мы не знаем точную причину LSPI, — сказал он, — мы знаем, что рецептура моторного масла может помочь уменьшить или устранить ее [причину] в тестах, которые мы сейчас проводим».

Один из этих тестов был совместно разработан и спонсируется Ford, который является одним из многих автопроизводителей, в большом количестве предлагающий двигатели TGDI на большинстве фирменных автомобилей.

P.S. Ford даже проводил отзывную компанию по миру, которая затронула Россию. По ней было перекалибрована прошивка программного обеспечения двигателем.

При помощи экспериментов, эксперты из Shell намерены доразработать новые марки моторных масел, что окончательно сведет на нет непредсказуемое поведение турбированных минимоторов.

Масло Shell GF-6 как раз станет новой спецификацией моторного масла, которое разрабатывается для решения проблемы. По данным Shell, оно должно быть представлено через год или два.

Помимо Shell, разработкой и доводкой новой рецептуры уже несколько лет занимаются компании из Японии, Германии и Штатов. В том числе Chevron с начала 2010-х годов, RAVENOL (есть информация, что в марках моторного масла RAVENOL EFE 0W-16, RAVENOL ECS 0W-20, RAVENOL SFE 5W-20, данная проблема решена).

Oilchoice.ru

Форум по маслам, присадкам и смазкам

  • Темы без ответов
  • Активные темы
  • Поиск
  • Пользователи
  • Наша команда
  • Темы пользователя
    • >в конференции
    • >>в форуме
  • Сообщения пользователя
    • >в конференции
    • >>в форуме
    • >>>в теме

Low Speed Pre-ignition (LSPI) – преждевременное зажигание на низких оборотах.

Low Speed Pre-ignition (LSPI) – преждевременное зажигание на низких оборотах.

Сообщение skylander521 » 17 фев 2016, 21:46

Стремительно развивающийся технический прогресс, а следовательно и новые экологические и технические стандарты побудили инженеров-конструкторов к созданию нового класса двигателей с использованием самых передовых технологий гражданского моторостроения.
Речь идет о облегченных бензиновых двигателях в которых совмещены системы непосредственного впрыска в цилиндры и системы турбонаддува.
Этот тип двигателей еще называют Downsized Turbo Gasoline Engine или Direct Injection Spark Ignition (не буду вдаваться в историю создания первых двигателей с прямым впрыском Mitsubishi и т.д.)/
В 2010 г. компанией Ford был представлен “экономичный и экологичный” двигатель Ecoboost 2.0 в двух вариантах форсировки (203 и 240 л.с).
Спустя небольшое время начались многочисленные жалобы автовладельцев на неустойчивые холостые, детонацию (металлические стуки) и появились первые гарантийные случаи преждевременного выхода из строя цилиндро-поршневой группы (ЦПГ). По началу производитель грешил на якобы неправильную эксплуатацию, плохой бензин, но где-то с 2012 г. видимо, когда начались уже многочисленные отказы, данной проблемой занялись вплотную.
В результате многочисленных исследований и тестов был выявлен феномен, получивший название Low speed pre-ignition (LSPI)
Наглядно можно посмотреть на анимашке.
http://origin-qps.onstreammedia.com/ori . roNOV.html
В двух словах, в определенном диапазоне среднего эффективного давления BMEP (высокой нагрузке) на низких оборотах (до 2500 об) в камере сгорания стало возможным появление аномальных явлений раннего зажигания горючей смеси до момента штатного зажигания от свечи, в результате возникает неуправляемый процесс, можно так сказать, двигатель переходит в целый цикл (до 10-12 циклов) неуправляемых зажиганий, вызывающих гигантские противонагрузки (в противоположную сторону движения поршня), в результате не выдерживают компрессионные кольца, поршни и шатуны, двигатель клинит. Обычно это происходит в третьем или четвертом цилиндре.
Как я уже говорил, проблемой основательно занялись не только инженеры компании Форд, рассылающие “письма счастья”
https://www.drive2.ru/l/3481349/
https://www.drive2.ru/l/3636467/
но и производители компонентов ГСМ Lubrizol, Afton, Infenium.
Многочисленные тесты показали зависимость частоты появления эффекта LSPI, что использование в моторных маслах моющего пакета(детергента), содержащего соли кальция (Салицилаты, карбонаты и т.д.) в концентрациях от 0.1-0.2% (дальнейшее увеличение не увеличивало частоты эффекта).
В то же самое время было установлено, что при наличии в масле противоизносных пакетов (которые попутно и являются антиоксидантами) ZNDTP и MODTS (молибден) в концентрациях от 0.15% и 0.07% соответственно вероятность эффекта практически сводилась на нет.
Виной всему оказался нагар (депозиты) в межпоршневом пространстве компрессионных колец, которые в определенных условиях при смешении с товарным бензином вызывали мегадетонацию.
http://fuelsandlubes.com/digital/fli/20 . .html#/42/

Читайте также:
Когда можно лишиться прав за движение задним ходом без нарушения ПДД

В результате вышеуказанных исследований был составлен задел на будущие стандарты масле ILSAC GF6 и Dexos (Second Edition), в которых уже предусмотрены тесты на эффект LSPI.

Прочитал недавно брошюру “Моторные масла” Р. Балтенас, А.С. Сафонов, А.И. Ушаков, В. Шергалис Москва-СпБ 2000.
Там было написано, что моющие детергенты (присадки) могут приводить к образованию в камере сгорания пероксидных соединений, которые как известно еще и являются причиной детонации в товарных бензинах. Так вот, вполне возможно, антифрикционные пакеты, попутно выполняя роль антиоксидантов, предотвращают образование данных “гремучих соединений” (вспомните бертолетовую соль, перхлорат калия в хлопушках или шарики такие, которые взрываются, когда их бросаешь на землю).
В общем, проблема заслуживает внимания, надеюсь на ваше сотрудничество в расследовании данного феномена.

Ваш покорный слуга озаботился данным вопросом сразу после того, как машина Freelander 2 с мотором ecoboost 2.0 (204pt) прошла обкатку и я начал, как говорится, “топить” и меня очень испугали эти металлические стуки, честно говоря я сразу подумал, что все!
Что это за стуки детонация или LSPI?
Но использование высокооктанового бензина 98 помогло избежать дальнейшего появления этих стуков.
В общем уже более двух лет я занимаюсь данной проблемой вплотную.
Купил октано-индикатор Октис2.
Что интересно, производитель в Руководстве по эксплуатации допускает появление кратковременной серии стуков при нагрузке под горку (т.е. убеждает, что это нормально) и предписывает использование 95 бензина, хотя ИМХО лукавит – есть приписка “Можете использовать бензин с оч 98 если он у вас продается”
Как вам, а?
Лейте 95 бензин, слушайте детонацию, это нормально, но если не хотите, то можете и лить 98!

В настоящий момент нашел подходящее масло с низким содержанием кальциевого моющего пакета – d линейке масел Mobil1, в частности X1 5w-30 половина кальция заменена солями магния (кальцие-магниевый детергент).
Elena RAV убеждает нас, что есть еще и специальные масла в линейке Ravenol.
Очень надеюсь, что это так на самом деле.
Надежда как говорится умирает последней!

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: