Σούπερ-Knock: Ο παλιός δολοφόνος μηχανών επέστρεψε

Οι περισσότεροι ηλικιωμένοι οδηγοί, καθώς και εκείνοι που ασχολούνται με τον μηχανοκίνητο αθλητισμό, είναι καλά εξοικειωμένοι με το φαινόμενο του χτυπήματος του κινητήρα. Ωστόσο, λόγω των συνεχών βελτιώσεων στον σχεδιασμό του κινητήρα και στον ενσωματωμένο εξοπλισμό ελέγχου, ο κίνδυνος χτυπήματος έχει εξαλειφθεί αποτελεσματικά, οπότε πολλοί από εσάς μπορεί να μην το έχετε βιώσει ποτέ, ούτε καν να το έχετε ακούσει. Δυστυχώς, τα παλιά μαθήματα φαίνεται να έχουν ξεχαστεί και η αναζήτηση για οικονομία καυσίμου έχει ωθήσει τη μείωση του μεγέθους του κινητήρα και την ενίσχυση της τρέλας. Οι σύγχρονοι υπερτροφοδοτούμενοι βενζινοκινητήρες άμεσου ψεκασμού (t-GDI) μπορούν να τραβήξουν εκπληκτικούς 150+ ίππους από ένα λίτρο του όγκου κυβισμού του κινητήρα. Ως αποτέλεσμα, το χτύπημα έχει επιστρέψει, σε μια πιο τρομακτική μορφή ενός σούπερ-χτυπήματος με μια πιο επιστημονική ονομασία "προανάφλεξης χαμηλής ταχύτητας" (LSPI) ή "στοχαστική προανάφλεξη" (SPI). Κατά ειρωνικό τρόπο, το γεγονός είναι ότι το LSPI και το χτύπημα τείνουν να γίνονται πιο εμφανή στο καθεστώς λειτουργίας που είναι πιο επωφελές για την επίτευξη βελτιωμένης οικονομίας καυσίμου.

Ας δούμε κάπως βαθύτερα το πρόβλημα: Σε κινητήρα εσωτερικής καύσης με ανάφλεξη με σπινθήρα, το μείγμα καυσίμου-αέρα πρέπει να αναφλέγεται σε μια συγκεκριμένη στιγμή του 4χρονου κύκλου προκειμένου ο κινητήρας να λειτουργεί σωστά. Η καύση ξεκινά από ένα μπουζί, συνήθως 10 έως 40 μοίρες στροφαλοφόρου άξονα πριν από το άνω νεκρό κέντρο (TDC). Αυτή η πρόοδος ανάφλεξης μπορεί να ελεγχθεί – είτε μηχανικά είτε ηλεκτρονικά – και δίνει χρόνο στη διαδικασία καύσης να αναπτύξει μέγιστη πίεση την κατάλληλη στιγμή για την επίτευξη της μέγιστης απόδοσης του κινητήρα. Το χτύπημα συμβαίνει όταν, για κάποιο λόγο, το μείγμα δεν αναφλέγεται όταν πρέπει ή όταν εκρήγνυται στοχαστικά αντί να καίγεται κανονικά. Μια δραστική αύξηση της πίεσης του κυλίνδρου κατά τη διάρκεια του χτυπήματος δημιουργεί έναν χαρακτηριστικό ήχο έκρηξης. Το χτύπημα δεν είναι καλό για τον κινητήρα και το αποτέλεσμα μπορεί να είναι εντελώς καταστροφικό: ραγισμένα έμβολα και μπουζί, κατεστραμμένοι δακτύλιοι και δακτύλιοι, λυγισμένες μπιέλες, αποτυχημένα ρουλεμάν ράβδων κ.λπ.

Για να είμαστε τεχνικά ακριβείς, θα πρέπει να κάνουμε διάκριση μεταξύ κανονικού χτυπήματος και LSPI ή σούπερ-χτυπήματος. Το κανονικό χτύπημα συμβαίνει μετά την ανάφλεξη του σπινθήρα, αλλά το μείγμα καυσίμου-αέρα εκρήγνυται σποραδικά χύμα αντί να καίγεται κανονικά. Σε αντίθεση με το κανονικό χτύπημα, το LSPI - το οποίο ακολουθείται από ένα χτύπημα - συμβαίνει πριν από την ανάφλεξη του σπινθήρα και είναι ακόμη πιο επιζήμιο. Τόσο το LSPI όσο και το κανονικό χτύπημα είναι πιο πιθανό να συμβούν σε συνθήκες υψηλού φορτίου / χαμηλών στροφών και κατά την ανατροπή.

Τα τελευταία χρόνια, έγινε τεράστια προσπάθεια για την καλύτερη κατανόηση του LSPI και των μηχανισμών χτυπήματος. Κάποιος μπορεί να απαριθμήσει περισσότερους από δώδεκα παράγοντες που ενδέχεται να προκαλέσουν LSPI και να χτυπήσουν γεγονότα.  Εκτός από το σχεδιασμό του κινητήρα, η υψηλή μέγιστη πίεση κυλίνδρου λόγω της ενίσχυσης του κινητήρα, η χρήση βενζίνης χαμηλής ποιότητας, η χρήση μιγμάτων άπαχου καυσίμου / αέρα και η χρήση λιπαντικών στροφαλοθαλάμου χαμηλής ποιότητας είναι μεταξύ των παραγόντων που σχετίζονται με αυξημένο LSPI και κίνδυνο χτυπήματος. Σε αντίθεση με ένα συμβατικό χτύπημα, ένα συμβάν LSPI δεν μπορεί να προβλεφθεί και να διορθωθεί ρυθμίζοντας το χρονισμό των σπινθήρων, και ως εκ τούτου οι τυπικοί αλγόριθμοι πρόληψης χτυπήματος στους οποίους βασίζονται οι περισσότερες μονάδες ελέγχου κινητήρα (ECU) είναι σε μεγάλο βαθμό άχρηστοι.

Τεχνικά μιλώντας, το LSPI συνδέεται κυρίως με τις ροές μηχανικής στον κινητήρα. Ωστόσο, το γεγονός ότι η συχνότητα των γεγονότων LSPI εξαρτάται από το λάδι κινητήρα που χρησιμοποιείται οδήγησε σε μια σειρά θεωριών που προσπαθούν να συνδέσουν την εμφάνιση του LSPI με τη σύνθεση του λαδιού κινητήρα. Έχει αναφερθεί ότι, ορισμένα πρόσθετα, όπως ο διθειοφωσφορικός ψευδάργυρος (ZDDP) και το μολυβδαίνιο, μειώνουν τον κίνδυνο LSPI, ενώ άλλα, όπως τα σουλφονικά ασβεστίου με βάση το υπερβολικό έδαφος - ένα κοινό συστατικό του ρυθμιστικού διαλύματος TBN - δρουν ως προαγωγοί LSPI. Επιπλέον, ορισμένες αναφορές δείχνουν ότι η χρήση συνθετικών βασικών ελαίων μειώνει επίσης τον κίνδυνο LSPI. Ωστόσο, ερευνητές από την Infineum, έναν σημαντικό κατασκευαστή προσθέτων λιπαντικών, ανέφεραν μια συσχέτιση μεταξύ της τάσης αυτανάφλεξης διαφορετικών βασικών ελαίων και της συχνότητας LSPI, δείχνοντας προς την αντίθετη κατεύθυνση: ο κίνδυνος αυτανάφλεξης φαίνεται να αυξάνεται από την ομάδα API I στην ομάδα API IV. Αυτό δείχνει την πολυπλοκότητα του προβλήματος, με τα μεμονωμένα χαρακτηριστικά του κινητήρα, το καύσιμο και το λάδι κινητήρα να παίζουν ρόλο.

Οι νέες και επερχόμενες προδιαγραφές λαδιού κινητήρα θα περιλαμβάνουν μια ειδική ακολουθία δοκιμών απόδοσης LSPI. Εμείς στο τμήμα Ε & Α της BIZOL παρακολουθούμε στενά τις τρέχουσες εξελίξεις στην κατανόηση του φαινομένου LSPI και προσαρμόζουμε έγκαιρα τις βέλτιστες πρακτικές στις συνθέσεις των προϊόντων μας. Έτσι, το νέο μας λιπαντικό κινητήρα BIZOL Green Oil+ είναι ένα από τα πρώτα προϊόντα ανθεκτικά στο LSPI στην αγορά.