Tento jev může vést ke zničení pohonné jednotky. O co se jedná?

Fenomén LSPI je v automobilovém inženýrství poměrně novým pojmem. Jedná se o odvozeninu klepavého spalování, kterou automobilový průmysl konečně zvládl díky technologickému vývoji zážehových spalovacích motorů, uvádí web Motofakty.

Paradoxně tento technologický vývoj, přesněji řečeno downsizing, přinesl zpět klepání, a to ve velmi nebezpečné podobě LSPI (Low-Speed Pre-Ignition), což znamená předzápal při nízkých otáčkách motoru.

Připomeňme si, co je to klepání v zážehovém motoru

Při normálním spalování se před samotným koncem kompresního zdvihu (úhel předstihu zážehu) směs paliva a vzduchu zapálí jiskrou zapalovací svíčky a plamen se šíří celým spalovacím prostorem konstantní rychlostí přibližně 30-60 m/s. Vznikají výfukové plyny, které zvyšují tlak ve válci na více než 60 kG/cm² a způsobují vratný pohyb pístu.

Fenomén LSPI je v automobilovém inženýrství poměrně novým pojmem

Jedná se o odvozený jev od klepavého spalování, s nímž se automobilový průmysl definitivně vyrovnal s technologickým vývojem zážehových spalovacích motorů. Paradoxně tento technologický vývoj, přesněji řečeno downsizing, přinesl zpět klepání, a to ve velmi nebezpečné podobě LSPI (Low-Speed Pre-Injection), což znamená předzápal při nízkých otáčkách motoru.

Při klepavém spalování zapaluje jiskra směs v blízkosti zapalovací svíčky, která současně stlačuje zbývající směs. Zvýšení tlaku a zvýšená teplota způsobí samovznícení a rychlé hoření směsi na opačném konci komory. Ta má charakter detonační řetězové reakce, což vede k mnohem vyšší rychlosti hoření, která přesahuje 1000 m/s. Výsledkem je charakteristický rachot, někdy i kovové zvonění. Tento proces značně tepelně a mechanicky namáhá písty, ventily, ojnice a další součásti. Ignorování klepání spalin nakonec vede k nutnosti rozsáhlé opravy motoru.

Již v 80. letech 20. století se konstruktéři s tímto škodlivým jevem vypořádali tak, že do motoru namontovali piezoelektrický snímač klepání. To umožňuje řídicímu počítači rozpoznat tento nebezpečný jev a upravit časování zapalování v reálném čase, čímž se problém ve většině případů odstraní.

Dnes se však klepání vrací, a to ve velmi nebezpečné formě předčasného vznícení při nízkých otáčkách motoru.
Podívejme se, jak technologický pokrok vrátil do hry známé a téměř zapomenuté automobilové nebezpečí.

S požadavky mezinárodních institucí na ochranu životního prostředí začali výrobci automobilů snižovat objem zážehových motorů a ve velkém měřítku používat přeplňování turbodmychadlem. Emise CO2 a spalování se skutečně snížily, výkon a točivý moment na jednotku výkonu se zvýšily, přičemž kultura provozu zůstala uspokojivá. Jak ukazuje příklad prvních litrových motorů Ford, navzdory všeobecnému mínění není ani životnost malých litrových agregátů nijak závratná. Zdá se, že toto řešení nemá mnoho nevýhod.

Postupem času se však u některých exemplářů motorů různých výrobců začaly objevovat zvláštní, závažné poruchy pístu – poškozené kroužky, zlomené příruby nebo dokonce praskliny v celém pístu. Problém se kvůli nepravidelnému výskytu obtížně diagnostikoval. Jediným příznakem, který může řidič pozorovat, je nepříjemný, nepravidelně se objevující hlasitý drnčivý zvuk zpod kapoty, který se objevuje pouze při nízkých otáčkách. Výrobci automobilů tento problém stále analyzují, ale již nyní víme, že za fenoménem LSPI stojí několik faktorů.

Stejně jako u klasického klepání může být jednou z příčin palivo s nižším oktanovým číslem, než doporučuje výrobce. Druhým faktorem, který přispívá k předčasnému zapálení, je usazování uhlíkových usazenin ve spalovací komoře. Vysoký tlak a teplota ve válci znamenají, že se částice uhlíkových usazenin mohou samovolně vznítit. Dalším, pravděpodobně nejdůležitějším faktorem je jev smývání olejového filmu ze stěn válce. V důsledku přímého vstřikování paliva způsobuje benzínová mlha, která se tvoří ve válci, kondenzaci olejového filmu na korunce pístu. Během kompresního zdvihu může vysoký tlak a teplota způsobit nekontrolované samovznícení ještě předtím, než dojde k zážehu. Proces, který je sám o sobě násilný, je dále umocněn vlastním zážehem (jiskrou v horní části válce), což zvyšuje tlak a násilnost celého jevu.

Jakmile je známa podstata tohoto procesu, vyvstává otázka, zda můžeme účinně čelit LSPI v moderních motorech s malým objemem a relativně vysokým výkonem?

LSPI. Jak tomu čelit?

Především se řiďte doporučením výrobce, který uvádí minimální oktanové číslo používaného benzinu. Pokud výrobce doporučuje palivo s oktanovým číslem 98, rozhodně ho použijte. Zdánlivé úspory rychle vedou k nutnosti zásadní opravy, a to hned po několika prvních sériích předčasných zapalování. Benzín tankujte pouze u spolehlivých čerpacích stanic. Použití benzinu nejistého původu zvyšuje riziko, že palivo nedodrží stanovené oktanové číslo.

Další otázkou je pravidelná výměna oleje, a to v intervalech maximálně 10-15 tisíc kilometrů. Výrobci olejů navíc již upravili své výrobky ve snaze čelit fenoménu LSPI. Na trhu lze najít oleje, které ve svých specifikacích slibují, že budou působit proti předčasnému vznícení. Na základě laboratorních testů bylo zjištěno, že odstranění vápenatých částic z oleje tuto skutečnost podporuje. Jeho nahrazení jinými chemickými sloučeninami skutečně snížilo riziko popsaného problému. Pokud tedy vlastníte výkonný motor s malým objemem, měli byste sáhnout po oleji zabraňujícím LSPI.

Zdroj: motofakty.pl