Что такое преждевременное воспламенение и как его предотвратить

Что такое преждевременное воспламенение и как его предотвратить

Феномен LSPI (Low Speed Pre-Ignition) — это аномальное сгорание, характерное для современных бензиновых двигателей с непосредственным впрыском и турбонаддувом и приводящее к катастрофическим повреждениям деталей.

При «нормальном» воспламенении смесь в цилиндре поджигается искрой от свечи. В случае LSPI — сгорание начинается задолго до того, как между электродами проскочит искра, что вызывает резкий скачок давления в цилиндре. Ударная волна запросто может повредить или даже разрушить поршень.

Откуда взялся феномен LSPI?

Мировой тренд в строении двигателей внутреннего сгорания (ДВС) заключается в том, чтобы:

·         уменьшать рабочий объем;

·         максимально увеличивать мощность с помощью турбонаддува;

·         переходить на прямой впрыск топлива.

Современные двигатели имеют, как правило, рабочий объем до двух литров, оборудуются турбиной разного диаметра и используют сверхмаловязкие масла для максимальной экономии топлива.

Производители делают все это, чтобы предоставить потребителям более легкий и более мощный двигатель, с малым расходом топлива — у крупных автопроизводителей он по праву вытесняет более объемные ДВС.

Но на практике все оказалось не так просто: в эксплуатации стали отмечаться беспричинные случаи разрушения поршней, которые иногда заканчиваются разрушением двигателя.

В зоне риска

У типичного мотора с непосредственным впрыском на распыление и испарение бензина отведено менее 160° поворота коленвала. Если сравнивать с двигателем с распределенным впрыском — там аналогичный процесс занимает более чем 320° поворота коленвала. Это сочетание: «сильное» сжатие и короткое время распыления —  делает двигатели с непосредственным впрыском особо чувствительными к случаям аномального сгорания, таким как LSPI.

Когда возникает LSPI

Представьте: автомобиль стоит на светофоре, а двигатель работает на холостом ходу, без нагрузки. Смесь завихряется меньше, а температура поршня — ниже. Все это мешает качественному распылению и испарению бензина. Добавим сюда противодавление от турбокомпрессора и получим эффект ухудшенной продувки цилиндра. Нет ничего удивительного в том, что в двигателях с непосредственным впрыском моторное масло сильнее разбавляется топливом, чем в двигателях с распределенным впрыском.

Длительная работа на холостом ходу и следующее за ней резкое ускорение под полным дросселем создают идеальные условиях для LSPI — смешению топлива и моторного масла, с последующим нарушением сгорания и внезапными скачками давления в цилиндре.

На молекулярном уровне

Стоит отметить, что в цилиндрах горит не жидкое топливо: для движения поршня бензин надо превратить в пар.

Топливо в виде облака из мельчайших капель распыляется в горячий и завихренный поток воздуха в цилиндре. Но, из-за очень короткого времени, отведенного на этот процесс, часть топлива не успевает испариться и сгореть. Часть несгоревшего топлива оказывается в зазоре между жаровым поясом поршня и стенкой цилиндра, где смешивается с моторным маслом, смазывающим стенки цилиндра. Из этой смеси легко образуются отложения нагара: смеси сажи и прочих химически активных веществ, приводящие к LSPI. Мельчайшие частички нагара, отделяющиеся от этого слоя, становятся очагами преждевременного воспламенения.

Результаты исследований

Ведущие производители двигателей занялись исследованием феномена.

Макеты ДВС показали, что на малых и средних оборотах происходит самовоспламенение смеси на середине такта сжатия. Нагрузки в этот момент повышаются настолько, что одной вспышки достаточно для разрушения межпоршневых перегородок.

На малых оборотах турбулентность «входящего» воздуха гораздо меньше, чем на высоких. В подобном режиме бензин хуже испаряется и перемешивается с воздухом.

Это может привести к разрушению поршня, согнуть или сломать шатун и пробить блок цилиндров.

Возникнет ли LSPI, связано с особенностями пакета присадок в моторном масле.

Установлено: состав и количество моющих присадок в моторном масле сильно влияет на появление LSPI.

Если уменьшить количество кальция, а также полностью удалить натрий, сокращается частота возникновения и степень тяжести LSPI и других случаев аномального сгорания. А повышенное содержание молибдена способствует снижению случаев преждевременного самовоспламенения.

Была выдвинута гипотеза о том, что присадки на основе кальция и натрия, реагируя с топливом, образуют химические соединения с октановым числом ниже, чем у бензина или моторного масла, поэтому такие соединения плохо сопротивляются детонации.

Подобные «смешанные» частицы становятся запальными ядрами для того типа аномального сгорания, которое мы и называем LSPI — низкоскоростным преждевременным воспламенением. Эта гипотеза получила подтверждение после того, как в двигатель залили экспериментальное масло — без натриевой присадки и с существенно меньшим содержанием кальция. Мотор на нем работал безукоризненно.

Вывод: наличие повышенной концентрации кальция в пакете моющих присадок и/или моторном масле феномен усиливает, а цинк, фосфор и особенно молибден резко уменьшают риск LSPI.

Что спасет двигатель от LSPI

Остался главный вопрос: как предотвратить LSPI?

Ответ прост: качественные присадки и моторное масло, которые способны подарить двигателю защиту и увеличить срок службы.

Поршень до…
Поршень после применения средства для предотвращения LSPI

Чтобы выяснить, какие именно присадки и какое именно масло, мы обратились к специалистам. Технический специалист немецкого химического концерна TUNAP Кирилл Артемьев рассказал, что на рынке Германии сейчас активно применяют “Очиститель камеры сгорания microflex® 978 от TUNAP”

Это средство для предотвращения LSPI:

·         Подходит для всех двигателей с непосредственным впрыском топлива, склонных к преждевременному воспламенению.

·         Предотвращает образование осадка топлива в камере сгорания и на головке поршня.

·         Снижает вероятность преждевременного воспламенения смеси в цилиндре, а значит, и риск повреждения двигателя.

·         Совместимо со всеми этанол-бензиновыми смесями.

·         Не содержит металлосодержащих компонентов!

·         Запатентовано и испытано всемирно известными автопроизводителями.

Аналогичным действием обладает имеющаяся на рынке России Комплексная присадка в бензин microflex® 974.

Что же касается моторного масла, очень хорошие результаты тестов показало НС-синтетическое маловязкое масло Special Tec DX1 5W-30 от Liqui Moly.

Выводы

Помните: автохимия не дает 100% гарантии от LSPI!

Многое зависит от владельца автомобиля:

·         правильная эксплуатация;

·         своевременное прохождение ТО;

·         оригинальные сертифицированные расходники;

·         качественное топливо.

Берегите себя и свой автомобиль!

ruslan2202

Обсуждение закрыто.

Copyright © 2018 Все права защищены