artikel

Hoe werken brandstofadditieven tegen LSPI?

Techniek Premium 5196

Hoe werken brandstofadditieven tegen LSPI?
LSPI is een klopverschijnsel dat zich voordoet bij downsizemotoren bij hoge motorbelasting en laag toerental. (Afbeelding: Mahle)

“Er zijn brandstoftoevoegingen op de markt die pre-ignitionschade tegengaan. Weten jullie hoe dat werkt?” Frank van Laar stelde ons deze vraag naar aanleiding van het artikel ‘Kleine motoren, grote problemen’ in het revisiethema in AMT 1.

Laten we beginnen met vaststellen waar LSPI of Low Speed Pre-Ignition voor staat. Het is een klopverschijnsel dat zich voordoet bij downsizemotoren bij hoge motorbelasting en laag toerental. LSPI is een grote zorg voor autofabrikanten omdat het een motorvernietigend effect kan hebben. Wat er allemaal stuk kan gaan? Denk aan zuigerschade, gebroken zuigerveren, maar ook de drijfstang- en krukaslagers kunnen zwaar te lijden hebben onder dit fenomeen, net als de distributieketting of (natte) distributieriem.

Complex fenomeen

De drie fases van LSPI in beeld. Fase 1 is de ‘Pre-ignition’, fase 2 de ‘Flame propagation’ en fase 3 de ‘Super knock’. (Afbeelding: Infineum)

Goed, dat willen we voorkomen. Om te weten hoe, moet je weten wat er precies gebeurt in de verbrandingskamer. Inmiddels is er veel onderzoek verricht naar LSPI. De onderzoekers zijn het niet op alle vlakken met elkaar eens, maar we kunnen wel vaststellen dat het verschijnsel uit drie fasen is opgebouwd:

Fase 1: er is een ‘hotspot’ in de verbrandingsruimte die voor ontsteking van het mengsel zorgt voor de bougie vonkt. De drukverhoging die dit met zich meebrengt is op zichzelf niet voldoende om schade aan te richten.

Fase 2: het vlamfront van die te vroege verbranding verspreidt zich door de verbrandingskamer. Dat leidt tot sterke drukverhoging al voor BDP.

Fase 3: de snel oplopende druk leidt tot zelfontbranding van brandstof op plaatsen die het vlamfront nog niet bereikt heeft. Die ongecontroleerde zelfontbranding van het brandstofmengsel wordt ‘superknock’ genoemd, vanwege de extreme drukpieken die het veroorzaakt.

 

Motor reinigen

Een brandstofadditief dat LSPI tegengaat, moet dus ingrijpen op minstens een van deze drie fasen. We zien dat die additieven zich richten op een schoon brandstofsysteem. In de whitepaper over dit onderwerp op AMT.nl adviseert Forté behalve het injectiesysteem ook het inlaatsysteem te reinigen en de motor te flushen. Doel is natuurlijk ingrijpen in fase 1: voorkomen dat vuildeeltjes zo’n hotspot vormen. Op zichzelf is het heel goed om dit type motoren zo schoon mogelijk te houden, maar het effect van reinigen op LSPI moet niet overschat worden.

Olie of vuil?

Veel onderzoekers denken namelijk dat de hotspots uit fase 1 vooral gevormd worden door oliedeeltjes die met brandstofdeeltjes een druppeltje vormen en loskomen van de cilinderwand. Zulke druppeltjes kunnen zich verbrandingscyclus na cyclus opnieuw vormen, een voorwaarde voor LSPI om schade aan te richten. Met zwevende vuildeeltjes is dat minder waarschijnlijk.

Verder zien we dat autofabrikanten oliespecificaties hebben vastgesteld die LSPI moeten tegengaan. GM was de eerste, met Dexos 1 Gen 2. En nog een aanwijzing: in AMT 2 stelden we de nieuwe Renault/Nissan 1.0 driecilinder aan je voor. De plasmacoating op de cilinderwanden in die motor zou LSPI tegengaan. Hoe? Dat vertelt Renault/Nissan niet, maar we kunnen ons voorstellen dat het cilinderwandoppervlak de olie beter vasthoudt.

Gratis whitepaper: Low Speed Pre Ignition

E-10 brandstof

Terug naar de brandstofadditieven. Bij Eurol komen we de ‘E10 Improver’ tegen, met: “Extra bescherming tegen LSPI”. Ook dat additief richt zich op het reinigen van het brandstofsysteem inclusief de injectoren. Overigens is het niet gek om die improver te richten op E10-brandstof. Ethanol heeft namelijk een versnellend effect op de verspreiding van het vlamfront (fase 2) en hoe sneller dat gaat, hoe groter de kans op superknock (fase 3).

Hoger octaangetal?

In tegenstelling tot ethanol vertragen cyclische aromaten juist de uitbreiding van het vlamfront. Zouden die dan een goed anti-LSPI-middel vormen in brandstof? Ook niet echt, net als andere middelen die het octaangetal verbeteren, verhogen ze ook het kookpunt van de brandstof. Dat geeft een verhoogde kans op neerslaan op de cilinderwand, daarmee op het mengen met de motorolie daar, en het vormen van zo’n olie-brandstofdruppeltje dat als hotspot de eerste fase 1 van LSPI inleidt.

Conclusie

Achter LSPI schuilt een complex mechanisme. Daarop ingrijpen met de brandstof is niet eenvoudig. Het lijkt erop dat brandstofadditieven tegen LSPI zich vooral richten op het reinigen van het injectiesysteem. Dat is nuttig, maar gaat zeker niet in alle gevallen LSPI tegen. De motorolie en motorconstructie zullen ook hun aandeel moeten leveren.

Meer LSPI

De Forté -whitepaper over LSPI biedt je waardevolle info. Bovendien hebben we twee video’s die je inzicht in LSPI geven. Die vind je hieronder:

 

Reageer op dit artikel