Ο όρος low speed pre-ignition (LSPI) αναφέρεται στην πρώιμη ανάφλεξη, η οποία μπορεί να θέσει εκτός... κανονικότητας τους σύγχρονους κινητήρες, συνήθως με άμεσο ψεκασμό και τούρμπο. Ας δούμε βασικές αιτίες και λύσεις.
Περισσότερη ισχύς, μικρότερη χωρητικότητα, υψηλή πίεση ώθησης: με το λεγόμενο downsizing οι κατασκευάστριες εταιρείες αυτοκινήτων προσπαθούν να συνδυάσουν τις όλο και πιο αυστηρές προδιαγραφές της ΕΕ για τις εκπομπές καυσαερίων με την αυξανόμενη ζήτηση για ισχυρούς κινητήρες.
Τα καλύτερα παραδείγματα γι αυτήν την υπόθεση είναι αυτοκίνητα, όπως το Ford Fiesta ST, το οποίο από έναν τρικύλινδρο βενζινοκινητήρα 1,5 λίτρων αποδίδει ισχύ 200 PS! Βέβαια, όλοι οι άλλοι turbo βενζινοκινητήρες, που «ακούν» σε αρχικά, όπως TSI, TFSI, EcoBoost ή TCe, ανήκουν στους κινητήρες, που έχουν υποστεί downsizing.
Τα σύνολα αυτά αποτελούν μέρος της στρατηγικής, που θέλει να διατηρήσει σε χαμηλό επίπεδο την κατανάλωση, αλλά και τις εκπομπές ρύπων ολόκληρου του στόλου της εκάστοτε εταιρείας, χωρίς, όμως, να γίνουν... εκπτώσεις σε ό,τι αφορά την παροχή ισχύος. Ωστόσο, αυτό μπορεί να έχει καταστροφικές συνέπειες, επειδή στους σύγχρονους κινητήρες επικρατούν τεράστια φορτία σε περιορισμένο χώρο.
Δεν προκαλεί έκπληξη, λοιπόν, ο αριθμός των αυτοκινήτων με βλάβες του κινητήρα στα συνεργεία, οι οποίες προκαλούνται από ένα φαινόμενο, που συμβαίνει μόνο σε εξελιγμένους βενζινοκινητήρες με άμεσο ψεκασμό: LSPI. Η συντομογραφία σημαίνει «προ-ανάφλεξη σε χαμηλές στροφές» και στη χειρότερη περίπτωση, οι συνέπειες αυτής της «προ-ανάφλεξης» μπορεί να προκαλέσουν ολική καταστροφή του κινητήρα.
LSPI: Πώς συμβαίνει η προανάφλεξη;
Το φαινόμενο LSPI επηρεάζει κυρίως τους βενζινοκινητήρες υψηλής συμπίεσης και άμεσης τροφοδοσίας. Ειδικά, όταν είναι κρύοι ακόμη, λειτουργούν σε χαμηλές στροφές και πρέπει να αντιμετωπίσουν υψηλό φορτίο (π.χ. μια ανωφέρεια). Ένας από τους λόγους είναι ο τύπος του κινητήρα: τα ακροφύσια ψεκασμού προεξέχουν απευθείας στο θάλαμο καύσης. Έτσι, η βενζίνη έχει λίγο χρόνο για να αεριοποιηθεί και να αναμειχθεί με τον αέρα που απαιτείται για καύση, ο οποίος εισέρχεται στο θάλαμο καύσης μέσω της βαλβίδας εισαγωγής (για σύγκριση: στον ατμοσφαιρικό κινητήρα το καύσιμο εξατμίζεται στο δρόμο προς το θάλαμο καύσης όταν και εμπλουτίζεται με αέρα).
Ωστόσο, αυτό που επίσης μπορεί να συμβαίνει είναι ότι, μεμονωμένα σταγονίδια καυσίμου δεν καίγονται και εναποτίθενται, συχνά απευθείας, στο ακροφύσιο του ψεκασμού. Ο κίνδυνος προκύπτει ιδιαίτερα όταν ο κινητήρας δε βρίσκεται ακόμη σε θερμοκρασία λειτουργίας και οι θάλαμοι καύσης είναι ακόμα κρύοι. Στην περίπτωση των οχημάτων, που συχνότερα διανύουν μικρές αποστάσεις, αυτό μπορεί να οδηγήσει ακόμα και στο σχηματισμό κρούστας από τα υπολείμματα καυσίμων, με αποτέλεσμα η βενζίνη να μην μπορεί πλέον να ψεκάζεται με τον καλύτερο δυνατό τρόπο, κάτι που τελικά οδηγεί σε έναν υπερβολικά φιμωμένο κινητήρα.
Υπάρχει, όμως, και συνέχεια: τα συγκεντρωμένα σωματίδια μπορούν να διαλυθούν, να σκορπίσουν και να αρχίσουν να παίνουν φωτιά εξαιτίας της θερμότητας κατά την καύση. Έτσι, το καύσιμο μπορεί να «ανάψει» ακόμα και χωρί τον σπινθήρα του μπουζί (αυτανάφλεξη) και πολύ πριν από το πραγματικό σημείο ανάφλεξης. Επιπλέον, και τα σωματίδια αιθάλης (π.χ. από την πολύ πλούσια καύση) εναποτίθενται στα τοιχώματα, αρχίζουν να ανάβουν και απειλούν επίσης να προκαλέσουν την πρώιμη ανάφλεξη.
Μια άλλη αιτία που ευνοεί το LSPI είναι το λάδι του κινητήρα. Σε πολλούς βενζινοκινητήρες με υψηλή συμπίεση χρησιμοποιείται λάδι με πολύ χαμηλό ιξώδες (π.χ. 0W 16, 0W 20). Είναι ιδιαίτερα λεπτό, ώστε να διατηρείται χαμηλή η τριβή στον κινητήρα (έτσι εξοικονομείται καύσιμο). Έτσι, μπορεί να εγκατασταθεί σε μια μεγάλη περιοχή στον κύλινδρο και να προσφέρει το τέλειο «σημείο σύνδεσης» για άκαυστα υπολείμματα καυσίμου. Μειονέκτημα: Το μείγμα λαδιού-καυσίμου αναφλέγεται πολύ πιο γρήγορα από το καθαρό καύσιμο - είναι σαν η πρώιμη καύση να έχει προγραμματιστεί ουσιαστικά εκ των προτέρων. Οι αιτίες του LSPI δεν έχουν διευκρινιστεί πλήρως ακόμη. Ειδικότερα, κατασκευαστές λαδιού, όπως οι Liqui Moly ή Tunap, ερευνούν το φαινόμενο και προσπαθούν να βρουν τι κρύβεται εκεί πίσω. Οι ειδικοί συμφωνούν, πάντως, ότι το LSPI είναι ένα πρόβλημα που προκαλείται από το downsizing. Και αυτό μπορεί να έχει «θανατηφόρες» συνέπειες. Οι εκρήξεις που προκαλούνται από το LSPI μπορούν να καταστρέψουν εντελώς μια μηχανή από τη μια στιγμή στην άλλη. Το LSPI εμφανίζεται πολύ πριν το σημείο ανάφλεξης, δηλαδή πολύ πριν το έμβολο φτάσει στο ανώτερο νεκρό σημείο. Η έκρηξη επομένως λαμβάνει χώρα, ενώ ο θάλαμος καύσης συνεχίζει να συρρικνώνεται. Αυτό δημιουργεί τεράστια πίεση, που μπορεί να καταστρέψει κυριολεκτικά το έμβολο.
Short Videos