Auswirkung von Additivpaket auf Detonation - Low Speed Pre Ignition (LSPI)

Zur Zylinderzahl: Ich würde eher sagen, das Leistungsgewicht. Oder Achtung, neue Wortschöpfung, das Hubraumgewicht.

Wenn ein Motor mit kleinem Hubraum und hoher Leistung ein recht schweres Fahrzeuge bewegen muss, wird die Leistung auch häufig voll ausgequetscht, um überhaupt anständig voran zu kommen. Geschieht dies bei niedriger Drehzahl, steigt die Gefahr von LSPI.

Durch die Verwendung von aufgeladenen Dreizylindern nicht nur in Kleinwagen und Kompaktklasse, sondern auch darüber hinaus, kommt diese Konstellation zu Stande.

Da ging es aber doch eigentlich über klopfende Verbrennung bis zum Drehzahlbegrenzer.

Bei den Zündkerzen liegt er ebenfalls nicht ganz richtig, denn die Massenelektrode einer Zündkerze wird um so heißer, je länger sie ist. Und je heißer die Massenelektrode, desto mehr neigt sie zu ungewollten Verbrennungsauslösungen (Glühzündungen). Natürlich ist nicht nur die Länge entscheidend, sondern auch die Bauform der Masseelektrode. Z.B. ob sie einen Kupferkern zur besseren Wärmeableitung hat oder eben nicht. Gelaufene - und somit auch verdreckte Kerzen - mit neuen Kerzen zu vergleichen ist in diesem Zusammenhang auch nicht ok !

Es ging um Vorentflammung, darunter fällt auch LSPI. Das Problem ist, dass jedesmal, wenn ein Kolben mit Feuer- oder Ringstegbruch ausgebaut wird, sofort LSPI diagnostiziert wird. Kein Mensch weiß, wie oft so ein Motor vorher schon so eine massive Vorentflammung bei 3000 rpm+ gehabt hatte, die als "Zündaussetzer" ausgelesen werden oder bei denen es zu einem Abbrand an der Zündkerze kam. Und ob diese Stegbrüche von denen insbes. im www die Rede ist jedesmal tatsächlich unter klassischen LSPI-Bedingungen stattfanden, wage ich zu bezweifeln.

Ich sehe durchaus einen Zusammenhang zwischen der hier gezeigten Vorentflammung und dem klassischen LSPI, das ich noch nie selbst erlebt habe, während ich eine Vorentflammung bei 3000rpm+ mindestens schon 5x selbst erlebt habe.

Zitat von isaucheinname

Es ging um Vorentflammung, darunter fällt auch LSPI. Das Problem ist, dass jedesmal, wenn ein Kolben mit Feuer- oder Ringstegbruch ausgebaut wird, sofort LSPI diagnostiziert wird....

Das ist korrekt ! LSPI ist jetzt durch die hochaufgeladenen Turbos halt in Mode gekommen. Kapitale Kolbenschäden gab es schon früher. In der gezeigten Form meist auf Vorentflammung basierend (und weniger auf Klopfen!). Und gerade bei Vorentflammungen bei hoher Last und Drehzahl spielen die Massenelektroden der Kerzen oft den auslösenden Part.

Welche Zündkerze würdest du denn verwenden?Ich mache pro Woche mindestens 2 mal nen Zündkerzenwechsel an Kundenfahrzeugen bei EA888 gen 3 Motoren mit OEM Zündkerzen und hab in den letzten 3 jahren noch keine abgebrannte Masseelektrode selbst gesehen.Ringstegbrüche hab ich in der Realität auch noch nie selbst erlebt,solche Schäden kenne ich nur aus den Videos.

Kann dazu berichten was ich verbaue und was bislang ohne Probleme zuverlässig läuft:

EA888/3 Serie: NGK 94833 (Serie)
EA888/3 mit Tuning: NGK 91006 (eine Nr. kälter, entspricht 06K905601M, Serie im DAZA/RS7 usw.)

Ich hab den EA 888/3 mit dem IS20. Der wird wohl ohne Tuning keine Probleme machen. Aus meinem früheren EA 111 Twincharger hab ich mehrere Kerzen mit abgebrannten Masseelektroden ausgebaut.

Im EA888/3 hatte ich bis jetzt die NGK Serie und die Beru Z367 (Iridium) Beide unauffällig.

Zitat von Crank

Welche Zündkerze würdest du denn verwenden?

Bei aktuellen Serienmotoren würde ich immer auf die vom Hersteller freigegebenen Kerzen zurückgreifen. Grund: Da habe ich die größte Erprobungssicherheit. Eigene Experimente können (z. B. mit Kerze und längerer Masseelektrode oder ohne Kupferkern) auf der BAB oder im Gebirge sehr schnell in die Hose gehen.

Klar immer die vom Hersteller freigegebenen Kerzen verwenden. Sollten dies einfache Kerze sein, was aber sowieso immer seltener vorkommt (z.B. mit Chrom-Mittelelektrode), würde ich immer die gleichwertige Kerze aber mit Platin oder Iridium Mittelelektrode wählen (bzw. sogar welche mit Edelmetalleinsätzen an der Masseelektrode). Diese Edelmetallkerzen sind auch was die anderen Kerzenteile betrifft immer besonders hochwertig. Diese Kerzen haben einen breiteren Temperatureinsatzbereich ohne zu verrußen oder zu überhitzen und benötigen eine geringere Zündspannung.

video von lubrizol LSPI erklärung und gründe von LSPI

Der Einfachheit halber haben sie die Vorentflammung in einen unrealistischen Bereich gelegt. Da es einen signifikanten Zusammenhang zwischen effektiver Verdichtung und Vorentflammung gibt, muss die Vorentflammung m.E. sehr viel später stattfinden. Wenige Grad KW vor dem ZZP bzw wenige mm Kolbenhub vor ZZP.

Der Druck steigt exponentiell mit der Verringerung des Volumens an. Die in den Videos schematisch gezeigte Vorentflammung findet in einem Bereich des Kolbenhubs statt, in dem sich die Druckverhältnisse zwischen einem 9:1 verdichteten Sauger und einem 10:1 veredichteten aufgeladenen Motor noch nicht wesentlich unterscheiden.

Zitat von Andy

Kalzium selbst ist keine Ursache, sondern Sulfonate, die Succinimide nicht, weil die keine Schwefel haben

Woher stammt die Info, warum enthält Amsoil SS 1,07 SA und über 3000ppm Schwefel und ist LSPI safe?

Im Grunde gehts um die ganze Signature Series mit neuer LSPI Schutz Formulierung/API SP, FÖA mit SA haben wir vom 0W40 hier (zweiter Beitrag dadrüber ist die alte Formulierung):

Thema

AMSOIL Signature Series 0W-40

oil-club.de/wcf/index.php?attachment/6810/



oil-club.de/wcf/index.php?attachment/6811/

• Viskosität bei 100 °C: 14,92 - das Motoröl entspricht den SAE40-Grenzwerten (Wert für ein 0W40 hoch)
• Viskositätsindex: 183 – Temperatur-Viskositätsverhalten sehr weitläufig
• Schwefel: 0,2774 – Grundöl ist sauber
• ZDDP (Phosphor / Zink) 596 / 704 – entsprechen ACEA C3
• Bor: 188 –viel, verringert den Verschleiß (zusätzlich mit ZDDP)
• Mölybdän: 183 – Reibungsreduzierung Additiv
• Kalzium: 2920 – viel
• Magnesium: 12 -

…

TDI-2.7

7. November 2017 um 08:10

Amsoil Signature Serie

Es gibt ein neues, sehr ausführliches Paper, dass die bestehende Literatur zu LSPI untersucht. Dort findet sich am Ende diese Abbildung.

Link zum Paper: https://www.sciencedirect.com/science/articl…360128522000715

Im Paper erwähnen sie noch, dass Lithium (als Kazliumersatz) und Kalium LSPI wohl verhindern. Natrium hingegen LSPI verstärkt und ist dabei sogar schlimmer als Calcium. Calcium unter 1000ppm ist relativ unkritisch, darüber steigt LSPI-Häufigkeit stark an (Grafiken 16 und 17). Magnesium verursacht kein LSPI, verhindert es aber auch nicht. Dass die Ca-MG-Additivpakete kein LSPI verursachen geht also auf die Reduktion von Kalzium zurück und nicht auf das Vorhandensein des Magnesiums. Molybdän kann LSPI trotz viel Kalzium bis auf 0 senken, muss dafür aber sehr hoch dosiert werden (Grafik 18). Viskosität hat einen unklaren Einfluss, es gibt widersprüchliche Ergebnisse. Scheint aber eher ein kleiner Einfluss zu sein. Volatilität ist ähnlich, sie bewerten es schliesslich als neutral. Ölalterung erhöht LSPI, Grafik 20 wobei auch hier die Ergebnisse nicht ganz eindeutig sind, Grafik 19. Ab 50 bis 100 Stunden erhöht sich die LSPI-Häufigkeit. Ab 100h gibt es teilweise wohl wieder einen gegenteiligen Effekt. Es scheint, dass Mo und Zink mit der Zeit an Schutzwirkung nachlassen. Titan schützt auch vor LSPI aber ebenfalls erst in sehr hohen Dosierungen (>800 ppm). Das Basisöl hat einen Einfluss, Gruppe III und V hat bei gleichem Additivpaket weniger LSPI als Gruppe I und II aber Effekt des Grundöls ist wohl nicht sehr hoch. Ansonsten gehen sie auch noch viel auf die Spritzusammensetzung ein (höhere Volatilität des Sprits besser, daher geringere T50-T90 Destillation und weniger C19-Aromate) und das Einspritzverfahren.

Ihre Zusammenfassung ist hier auf Englisch:

Zitat

6. Conclusions

This article provided a review of the phenomena behind LSPI and super-knock in gasoline engines. Furthermore, suitable methods for mitigating LSPI have been presented. LSPI has been a threshold in the further downsizing of gasoline engines through increased boosting, and effective mitigation of this issue will allow further improvements in fuel economy and emissions reductions, while reducing the risk of hardware damage from super-knock. Some of the main findings of this review include:

Initiation of LSPI precursors: LSPI is a stochastic phenomenon and occurs every 10,000–100,000 cycles under high-load and low-speed conditions. Oil–fuel droplets that have been ejected from the top ring crevice and deposits can be the precursors for LSPI events. An LSPI event can release more pre-ignition precursors, thereby initiating following LSPI cycles.

Development to super-knock: The pre-ignited flame compresses unburned end-gases to the point of autoignition. The following knocking may exhibit very high intensities if a detonation follows the autoignition. This detonation can be the result of an autoignitive reaction wave coupling with the pressure wave in a hotspot or as the result of a shock wave interacting with cylinder surfaces and a propagating flame.

Impact of fuel parameters: A high volatility fuel (i.e. by reducing the distillation temperatures T50–T90) substantially reduces LSPI due to mitigated wetting of the cylinder wall and reduced oil–fuel dilution at the top ring crevice. Therefore, fuels with high fractions of C9+ aromatics were susceptible to LSPI. The research octane number has not shown a notable impact on the LSPI frequency, but some studies indicate a higher average knock intensity after an LSPI event for low-octane fuels. The impact of ethanol varied significantly between studies.

Impact of oil parameters: Oils with higher concentrations of calcium have been established as common LSPI promoters, whereas already a partial substitution of calcium for magnesium reduces LSPI. ZnDTP and MoDTC suppress LSPI, while sodium promotes it. LSPI experiments with aged oils have been published within recent years, showing that the aging can affect LSPI frequencies.

Impact of engine parameters: Fuel injection strategies that reduce wall impingement, including split injection and spray targeting that avoids the cylinder liner, can effectively reduce LSPI. Late injection timings during the intake stroke have in several studies revealed a promoting impact on LSPI, while increased fuel injection pressure has not shown a mitigating effect despite improved atomization. Fuel enrichment has been shown to mitigate LSPI and can thereby be suitable to mitigate the risk of following events. The integration of cooled EGR and higher coolant temperatures have also counteracted LSPI, and the former of these appears to mitigate the risk of super-knock after an LSPI event. Engine aging tends to reduce the frequency of LSPI.

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