Zjawisko L.S.P.I – kiedy występuje i jak wpływa na silnik?
Europa jest kontynentem, który w największym stopniu – zaraz obok Ameryki Północnej i niektórych krajów azjatyckich – przyczynia się do zwiększania światowej emisji CO2 do atmosfery. Z tego powodu Unia Europejska zobowiązała m.in. producentów samochodów do wprowadzenia usprawnień w tym zakresie. Innym problemem jest emisja szkodliwych tlenków azotu, które powstają w procesie spalania. Odpowiedzią na te problemy są wszelkiego rodzaju filtry montowane w samochodach oraz wspomniany downsizing.
Idea downsizingu to nie tylko zmniejszenie pojemności skokowej silnika, ale przede wszystkim zwiększenie napełniania cylindrów poprzez zastosowanie sprężarek mechanicznych czy turbosprężarki (wielostopniowych lub ze zmienną geometrią kierownicy). W połączeniu z dokładnym, dzielonym na kilka dawek bezpośrednim wtryskiem paliwa, powoduje to wzrost sprawności silnika, mocy i momentu obrotowego przy niskich zakresach obrotowych. Efektem tego jest możliwość zbudowania silnika o większej mocy i mniejszej pojemności, którego nie trzeba będzie „wkręcać” na wysokie obroty w celu nabrania odpowiedniej prędkości. Naturalnie wpływa na zmniejszenie zużycia paliwa, a tym samym emisji spalin.
Chociaż główny zarzut przeciwników downsizingu ogranicza się zazwyczaj do tego, że nie chcą oni jeździć samochodem z silnikiem „o pojemności kartonu mleka”, zagrożenie może pojawić się gdzie indziej. Wynika ono z czysto technicznych przesłanek. W niskim zakresie obrotów 1500-2000 obr./min przy dużym obciążeniu silnika i silnym doładowaniu dochodzi do zjawiska zwanego L.S.P.I (Low Speed Pre-Ignition), czyli przedwczesnego zapłonu przy niskiej prędkości obrotowej.
W momencie wystąpienia zjawiska L.S.P.I spalanie przebiega w sposób stukowy. W skrócie polega to na tym, że mieszanina paliwa rozpuszczona w warstwie olejowej na gładzi cylindra odparowuje z tej przestrzeni oraz korony tłoka, a następnie ulega spalaniu. To zapala mieszankę paliwowo-powietrzną podczas suwu sprężania. Powoduje to gwałtowny wzrost ciśnienia w cylindrze do ponad 100 barów. Siły działające na tłok są prawie dwukrotnie wyższe niż przy normalnym procesie spalania, a kierunek działania tych sił jest nieprzewidywalny i zależy od miejsca inicjacji zapłonu L.S.P.I. Tłoki z ogromną siłą uderzają wtedy o ściany cylindrów, co może doprowadzić do uszkodzenia tłoków, pierścieni uszczelniających, a nawet korbowodów.
kierownik działu technicznego w firmie TOTAL - Andrzej Husiatyński
Jak chronić silnik przed wystąpieniem zjawiska L.S.P.I? Przyspieszanie z niskich obrotów, powodujące duże obciążenie silnika, to przecież zjawisko normalne dla wszystkich silników objętych downsizingiem. Jest to szczególnie widoczne w silnikach trzycylindrowych, montowanych już nawet w Citroenie C4 Cactus czy Skodzie Octavia. Odpowiedzią na to pytanie jest stosowanie oleju silnikowego o odpowiedniej klasie jakościowej oraz lepkościowej. W jaki sposób może on uchronić naszą jednostkę napędową przed szkodliwym zjawiskiem L.S.P.I?
Pierwsza sprawa to lepkość oleju. Teoretycznie, im niższa lepkość, tym mniej pozostałości oleju w komorze spalania, jak również w przestrzeni tłok - cylinder. Najważniejszy jest jednak skład bazy olejowej, który bezpośrednio warunkuje jakość oleju silnikowego. Im lepsza baza, tym mniejsze jej utlenianie i mniejsze zmiany w strukturach wiązań, co może prowadzić do wzrostu cetanowości mieszaniny paliwowo-olejowej. Lepsza baza to także mniejsze odparowywanie środka smarnego. Przykładem olejów, które bardzo dobrze zapobiegają L.S.P.I są TOTAL QUARTZ 0W20 lub 5W30, dedykowane do wielu jednostek objętych downsizingiem np. silników GDi.
- Andrzej Husiatyński
Oleje tego typu wyróżniają się zastosowaniem zaawansowanej bazy, tworzonej w technologii syntetycznej, co zapewnia mniejszą odparowalność i utlenianie (cetanowość). Należy unikać środków smarnych z dużą ilością dodatków wapniowych – bardziej porządane są dodatki magnezowe. Niedopuszczalne są za to dodatki sodowe, których na szczęście jest już na rynku niewiele. Stosowanie środków smarnych o odpowiedniej klasie jakościowej i lepkościowej pozwoli zachować sprawność naszego silnika na dłużej oraz ograniczyć emisję spalin, co jest w interesie nas wszystkich.
