Супер-стукіт: Старий вбивця двигунів повертається

Більшість літніх водіїв, а також тих, хто займається автоспортом, добре знайомі з явищем стуку двигуна. Однак, завдяки постійному вдосконаленню конструкції двигуна та бортового обладнання управління, ризик детонації був ефективно усунутий, тому багато хто з вас, можливо, ніколи не стикалися з ним, і навіть не чули про нього. На жаль, старі уроки, здається, були забуті, а прагнення до економії палива стимулювало захоплення зменшенням розмірів двигуна та наддувом. Сучасні бензинові двигуни з турбонаддувом з безпосереднім уприскуванням (t-GDI) можуть витягувати вражаючі 150+ к.с. з одного літра об'єму двигуна. В результаті стукіт повернувся, в більш страшній формі супер-стуку з більш науковою назвою «попереднє запалювання на низькій швидкості» (LSPI), або «стохастичне попереднє запалювання» (SPI). За іронією долі, факт полягає в тому, що LSPI і детонація, як правило, стають більш помітними в робочому режимі, що є найбільш корисним для досягнення кращої економії палива.

Давайте заглибимося в проблему: У двигуні внутрішнього згоряння з іскровим запалюванням паливно-повітряна суміш повинна спалахнути в точний момент 4-тактного циклу, щоб двигун працював належним чином. Згоряння запускається свічкою запалювання, зазвичай за 10-40 градусів колінчастого вала до верхньої мертвої точки (ВМТ). Це випередження запалювання можна контролювати – механічно або електронно – і дає час процесу згоряння розвинути піковий тиск у потрібний момент для досягнення максимальної ефективності двигуна. Стукіт виникає, коли з якихось причин суміш запалюється не тоді, коли треба, або коли вона стохастично вибухає замість того, щоб нормально горіти. Різкий стрибок тиску в циліндрі під час стуку створює характерний звук детонації. Стукіт не є корисним для двигуна, і результат може бути абсолютно руйнівним: тріснуті поршні та свічки запалювання, пошкоджені кільця та кільцеві посадки, викривлені шатуни, несправні шатунні підшипники тощо.

Щоб бути технічно точним, слід розрізняти звичайний стукіт і LSPI, або суперстукіт. Регулярний стукіт виникає після того, як відбулося іскрове запалювання, але паливно-повітряна суміш епізодично детонує в основній масі замість того, щоб нормально горіти. На відміну від звичайного стуку, LSPI, за яким слідує стукіт, відбувається до того, як відбулося іскрове запалювання, і є ще більш шкідливим. Як LSPI, так і регулярний стукіт частіше виникають в умовах високого навантаження / низьких оборотів і під час перекидання.

В останні роки було докладено величезних зусиль для кращого розуміння LSPI та механізмів детонації. Можна перерахувати більше десятка факторів, які потенційно можуть викликати LSPI і стукаючі події.  Крім конструкції двигуна, високий піковий тиск у циліндрах через наддув двигуна, використання бензину низької якості, використання збіднених паливно-повітряних сумішей, а також використання неякісних мастильних матеріалів для картерів є одними з факторів, пов'язаних з підвищеним LSPI та ризиком детонації. На відміну від звичайного стуку, подію LSPI не можна передбачити та виправити шляхом регулювання моменту випередження іскри, і тому стандартні алгоритми запобігання детонації, на які покладається більшість блоків керування двигуном (ЕБУ), значною мірою марні.

З технічної точки зору, LSPI в першу чергу пов'язаний з інженерними потоками в двигуні. Однак той факт, що частота подій LSPI залежить від використовуваної моторної оливи, породив ряд теорій, які намагаються пов'язати появу LSPI зі складом моторного масла. Повідомлялося, що деякі добавки, такі як дитіофосфат цинку (ZDDP) і молібден, знижують ризик LSPI, тоді як інші, такі як сульфонати кальцію на надмірній основі – загальний компонент буфера TBN – діють як промотори LSPI. Крім того, деякі звіти свідчать про те, що використання синтетичних базових олив також знижує ризик LSPI. Однак дослідники з Infineum, одного з основних виробників мастильних присадок, повідомили про кореляцію між схильністю до самозаймання різних базових олив і частотою LSPI, вказуючи на протилежний бік: ризик самозаймання, схоже, зростає від API групи I до API групи IV. Це свідчить про складність проблеми, при цьому індивідуальні характеристики двигуна, паливо та моторне масло відіграють певну роль.

Нові та майбутні специфікації моторної оливи включатимуть спеціальну послідовність випробувань продуктивності LSPI. Ми у відділі досліджень і розробок BIZOL уважно стежимо за поточними досягненнями в розумінні феномену LSPI та своєчасно адаптуємо найкращі практики в рецептурах наших продуктів. Таким чином, наша нова моторна олива BIZOL Green Oil+ є одним із перших продуктів на ринку, стійких до LSPI.