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.

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.

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…

Написано 28 сентября 2018 года