Spalanie stukowe LSPI – jak zapobiec wybuchowi silnika?

Spalanie stukowe to jeden z największych wrogów każdego silnika. Wydawało się, że walka z tym niekorzystnym zjawiskiem została wygrana. Niestety, problem powrócił w najnowszych silnikach benzynowych. To spalanie stukowe LSPI, występujące przy niskich prędkościach obrotowych – Low Speed Pre-Ignition.

Właściwy proces spalania mieszanki paliwo – powietrznej w cylindrach silnika benzynowego ma kluczowe znaczenie dla właściwej pracy jednostki napędowej. Zapłon mieszanki powinien występować w ściśle określonym momencie, kiedy na świecy zapłonowej pojawi się iskra, a tłok znajduje się w odpowiednim położeniu.
Niestety, w niektórych sytuacjach proces spalania paliwa nie przebiega we właściwy sposób. Powodów jest wiele: na przykład źle ustawiony zapłon, niejednorodna mieszanka paliwowo – powietrzna, albo paliwo o zbyt małej liczbie oktanowej.
Spalanie stukowe to zjawisko, w trakcie którego dochodzi do samozapłonu mieszanki paliwowo – powietrznej w jednym lub w kilku punktach komory spalania równocześnie. Samozapłon powoduje ogromny wzrost ciśnienia i powstanie fali uderzeniowej. Porusza się ona z ogromną prędkością (do 500 m/s) i wywiera destrukcyjny wpływ na części układu korbowo – tłokowego silnika. Spalanie stukowe może doprowadzić do zniszczenia jednostki napędowej. Nazwa spalanie stukowe wzięła się od głuchego odgłosu, jaki powstaje w trakcie tego niekorzystnego zjawiska (tzw. stukanie silnika). Aby chronić jednostki napędowe przed spalaniem stukowym, zaczęto stosować benzyny wysokooktanowe. Każdy silnik był wyposażany w czujniki spalania stukowego, po jednym, na każdym cylindrze. Teoretycznie, proces spalania stukowego w (sprawnych) silnikach udało się całkowicie wyeliminować.

• Co to jest LSPI?
• Spalanie stukowe co je powoduje?
• Jak zapobiegac LSPI?
• LSPI jaki olej wybrać?

Kilkanaście lat temu motoryzacja zaczęła przeżywać rewolucję, zwaną downsizingiem. Zaczęły powstawać nowe silniki benzynowe, budowane w zgodzie z filozofią „zmniejszania”. Mniejsza pojemność, mniejsza liczba cylindrów, bezpośredni wtrysk paliwa, turbodoładowanie (albo kompresor i turbodoładowanie), zmienne fazy rozrządu i wiele innych technologii, które pozwoliły na uzyskanie wysokiej mocy z małych pojemnościowo jednostek napędowych. Nowe silniki miały być bardziej oszczędne i miały emitować mniej spalin. W praktyce, pojawiło się wiele nowych problemów. Od wysokiego spalania podczas jazdy na trasach, poprzez różne problemy techniczne, związane z trwałością do tej pory bezobsługowych podzespołów (np. łańcuchów rozrządu), aż po LSPI. Czyli zjawiska spalania stukowego, pojawiającego się przy niskich obrotach silnika.

Co to jest LSPI?

LSPI (Low Speed Pre-Ignition) to spalanie stukowe, występujące przy niskiej prędkości obrotowej jednostki napędowej. Zjawisko występuje w nowoczesnych silnikach benzynowych, małolitrażowych, budowanych w zgodzie z zasadami downsizingu.
Jak przebiega LSPI? W cylindrze dochodzi do samozapłonu mieszanki paliwowo – powietrznej, zanim pojawi się iskra na świecy zapłonowej, przed końcem suwu sprężania. Samozapłon może być wielopunktowy. Samozapłon powoduje powstanie fali uderzeniowej, która rozchodzi się z ogromną prędkością (zazwyczaj od 300 do 500 m/s) i może doprowadzić do poważnego uszkodzenia elementów układu korbowo – tłokowego. Objawem LSPI jest stukanie silnika, które czasami może przejść w dzwonienie.

Zjawisko spalania stukowego LSPI w nowoczesnych silnikach benzynowych jest znacznie silniejsze, niż zjawisko spalania stukowego, które występowało w starszych, wolnossących jednostkach benzynowych. Jest to spowodowane tym, że nowoczesne silniki charakteryzują się większym stopniem sprężania mieszanki paliwowo – powietrznej. Do cylindrów trafia powietrze skompresowane przez turbosprężarkę, a paliwo jest dostarczane bezpośrednio do cylindra przez wtryskiwacz, zamontowany w górnej części cylindra.

Spalanie stukowe – co je powoduje? Jakie są konsekwencje spalania stukowego?

Co jest powodem tego, że w nowoczesnych silnikach pojawia się spalanie stukowe LSPI? Istnieje kilka teorii, ale dwie są uznawane za najbardziej prawdopodobne:
• Źródłem samozapłonu mieszanki paliwowo – powietrznej są osady, gromadzące się we wnętrzu komory spalania. Osady te to najczęściej nagar (osad wysokotemperaturowy, który może zacząć się żarzyć). Wiele silników nowego typu cierpi na problem z osadzającym się nagarem.
• Źródłem samozapłonu mieszanki paliwowo – powietrznej jest olej silnikowy. Niewielka ilość oleju silnikowego trafia do komory spalania (spomiędzy ścianki cylindra i tłoka), tam miesza się ze skompresowanym powietrzem i paliwem, atomizuje i zapala się, gdy cała mieszanka (paliwo, powietrze i olej silnikowy) zostaje ściśnięta przez tłok.

Konsekwencje spalania stukowego LSPI to przyspieszone zużycie elementów układu korbowo – tłokowego (mechanicznych, ruchomych części silnika), które są poddawane ogromnym siłom. Zjawisko LSPI może doprowadzić do całkowitego zniszczenia jednostki napędowej.

Jak zapobiegać LSPI?

Badania nad zjawiskiem LSPI ciągle trwają. Jak na razie wiadomo, że mogą je wywoływać niektóre detergenty oraz wapń, wchodzące w skład olejów silnikowych. Dlatego też najlepsi producenci olejów silnikowych zaczynają wprowadzać do swoich ofert oleje, o zmodyfikowanym składzie, które mają eliminować zjawisko LSPI.
Jak wspomnieliśmy w poprzednim akapicie, powodem LSPI są także zanieczyszczenia, odkładające się we wnętrzu jednostki napędowej. Jak ich uniknąć? Należy:
• Unikać stosowania serwisów olejowych long – life;
• Wymieniać olej silnikowy (wraz z filtrem oleju) co 15 tys. kilometrów przebiegu przy standardowej eksploatacji samochodu i co 10 tys. kilometrów przebiegu przy eksploatacji miejskiej;
• Stosować oleje silnikowe wysokiej jakości, w stu procentach zgodnie ze specyfikacją producenta samochodu;
• Stosować płukanki do silnika np. K2 Motor Flush, przed każdą wymianą oleju silnikowego. Dzięki nim uda się usunąć z jednostki napędowej zanieczyszczenia nisko i wysokotemperaturowe, których sam olej silnikowy nie był w stanie usunąć.

LSPI jaki olej wybrać ?

W odpowiedzi na coraz większe zagrożenie ze strony LSPI, wprowadzono nowe normy olejowe.
Producenci olejów silnikowych zaczęli ograniczać stosowanie dotychczasowych detergentów oraz wapnia. Zamiast nich zaczęto stosować detergenty, oparte między innymi o magnez.
Oleje silnikowe, zapobiegające zjawisku LSPI takiej jak K2 Texar 5w-30 XN1 spełniają wysokie wymogi normy API SN.

Dobry olej silnikowy, zgodny z normą API SN, regularna wymiana oleju i stosowanie dobrych płukanek do silnika pozwolą skutecznie zapobiec niekorzystnemu zjawisku spalania stukowego LSPI. Warto pamiętać, że jest ono bardzo groźne – i może doprowadzić do całkowitego zniszczenia całkiem młodego silnika.