LPSI: что нужно знать

Что такое LSPI?

LSPI, или раннее зажигание на низких оборотах, — это нежелательное событие, которое происходит на стадии сгорании. Точнее говоря, топливо-воздушная смесь воспламеняется слишком рано, образуя избыточное давление в цилиндрах.

В большинстве случаев LSPI может проявляться "шумом в двигателе", но что еще хуже, оно может привести к серьезным повреждениям. В связи с этим LSPI является одной из наиболее важных проблем в современной технологии производства двигателей.

Что является причиной LSPI?

Предыстория: чтобы удовлетворить глобальный спрос на более высокую топливную экономичность и более низкий уровень выбросов, производители автомобилей разработали бензиновые двигатели уменьшенного размера с турбонагнетателем. Эти двигатели могут работать на низких оборотах, обеспечивая высокий крутящий момент. Более высокая мощность и эффективность позволяет им достигать целевых показателей, установленных рынком и, в большинстве стран, законодательством.

Например, Ford и GM выпустили 3-цилиндровые двигатели с наддувом объемом 1,0 л, заявленные характеристики которых аналогичны четырехцилиндровым двигателям объемом 1,6 л, и которые обеспечивают при этом сниженный на 20% расход топлива и уровень выбросов CO2. Лучшее доказательство их успеха — производство миллиона таких двигателей каждый год.

Однако с этими двигателями возникла проблема, известная как LSPI, или раннее зажигание на низких оборотах, которая заключается в сгорании топливо-воздушной смеси еще до ее воспламенения искрой. Это явление можно распознать по громкому стуку в двигателе.

Известно, что LSPI возникает в двигателях уменьшенных размеров, но его точная механическая причина до сих пор не ясна. По одной из теорий, капля масла попадает в камеру сгорания через отверстие между поршнем и стенкой цилиндра, где она смешивается с топливом и воспламеняется. Согласно другой теории причиной воспламенения являются отложения. Возникновение обеих ситуаций было доказано, что не делает их взаимоисключающими.

Каковы последствия?

Помимо звука, LSPI может привести к катастрофическому повреждению двигателя всего за несколько рабочих циклов. Поскольку во время LSPI поршни и шатуны поднимаются вверх, они особенно подвержены выходу из строя. В самом крайнем случае повреждаются или ломаются поршневые кольца, гнутся шатуны и повреждаются свечи зажигания.

Что касается автопроизводителей, то эффект LSPI ограничивает их возможность использовать весь потенциал турбированных двигателей для повышения эффективности их работы. Другими словами, LSPI сдерживает развитие инновационных технологий.

Как решается эта проблема?

Как можно предотвратить LSPI? Исследование этого процесса представляет большие сложности ввиду разрушительного характера LSPI и непостоянности его проявления. Однако есть веские основания полагать, что состав смазочного материала может играть ключевую роль в предупреждении эффекта LSPI. Поставщики присадок провели революционное исследование по этому вопросу.

Например: масла с более высокой концентрацией кальция повышают вероятность возникновения LSPI. С другой стороны, магниевые моющие масла и соединения молибдена не вызывают эффект LSPI и даже продемонстрировали способность снижать вероятность его возникновения. 

Однако для решения проблемы с LSPI нельзя просто убрать один компонент и добавить другой — каждый компонент выполняет множество функций, и изменение состава смазочного материала всегда приводит к изменению его свойств на разных уровнях.

Как способность предотвращать LSPI будет отражена в спецификациях?

В отрасли смазочных материалов не прекращаются попытки разработать эффективное испытание на двигателе для измерения воздействия состава смазочных материалов на проявление LSPI. Мы стремимся создать технологии производства смазочных материалов следующего поколения, которые положат конец проблеме LSPI и позволят производителям оборудования продолжить работу над созданием двигателей с низкими характеристиками расхода топлива и выбросов выхлопных газов.

Новые спецификации масел уже включают в себя предотвращение LSPI, а в стандарт ILSAC GF-6 будет добавлено испытание на двигателе Ford для обозначения более низкой вероятности возникновения LSPI.

Подводя итоги:

• LSPI, или раннее зажигание на низких оборотах, — нежелательное событие, которое происходит на стадии сгорания.
• Известно, что LSPI происходит в двигателях уменьшенного размера, но его точная механическая причина до сих пор не ясна.
• Помимо постороннего звука в двигателе, LSPI может привести к катастрофическому повреждению двигателя всего за несколько рабочих циклов.
• Есть веские основания полагать, что состав смазочного материала может играть ключевую роль в предупреждении эффекта LSPI.
• Мы стремимся создать технологии производства смазочных материалов следующего поколения, которые положат конец проблеме LSPI и позволят производителям оборудования продолжить работу над созданием двигателей с низкими характеристиками расхода топлива и выбросов выхлопных газов.