Niebezpieczne zjawisko LSPI

Fot. Total

Unijny nacisk na ograniczenie emisji CO₂ do atmosfery zmusza producentów do wyposażania pojazdów w różne dodatkowe filtry oraz zastępowania większych silników jednostkami mniejszymi i lżejszymi o tych samych lub zbliżonych parametrach użytkowych.

Idea downsizingu polega nie tylko na zmniejszeniu wymiarów i masy silnika, liczby cylindrów czy pojemności skokowej, ale przede wszystkim na efektywniejszym napełnianiu komór spalania przez zastosowanie sprężarek mechanicznych lub turbosprężarek. Bezpośredni wtrysk paliwa w formie kilku dokładnie podzielonych dawek zapewnia wzrost sprawności, mocy i momentu obrotowego silnika w niskich zakresach obrotowych. Takiej jednostki nie trzeba „wkręcać” na wysokie obroty w celu nabrania odpowiedniej prędkości, co w naturalny sposób wpływa na zmniejszenie zużycia paliwa, a tym samym redukuje emisję spalin. Zalety downsizingu są więc bezsporne.

Zagrożenie pojawia się z innej strony i ma podłoże czysto techniczne. W silnie doładowanych silnikach pracujących pod dużym obciążeniem z niską prędkości obrotową (1500–2000 obr./min) dochodzi do przedwczesnych zapłonów, zwanych LSPI (Low Speed Pre-Ignition). W tym czasie spalanie przebiega w sposób stukowy.

Zjawisko polega na tym, że rozpuszczona w warstwie olejowej mieszanka paliwowo-powietrzna odparowuje z gładzi cylindra oraz korony tłoka i ulega zapaleniu przedwcześnie – podczas suwu sprężania. Powoduje to gwałtowny wzrost ciśnienia w cylindrze do ponad 100 barów. Siły działające na tłok są prawie dwukrotnie większe niż przy normalnym procesie spalania, a kierunek ich działania zależy od miejsca inicjacji zapłonu i jest zupełnie nieprzewidywalny. W efekcie tłoki uderzają o ściany cylindrów z ogromną siłą, co może doprowadzić do ich poważnych uszkodzeń. Na uszkodzenia narażone są również pierścienie uszczelniające, świece zapłonowe, a nawet korbowody. Zjawisko jest szczególnie widoczne w silnikach trzycylindrowych, montowanych np. w Citroënie C4 Cactus czy Škodzie Octavii.

Właściwy olej

Badania wykazują, że najważniejszym czynnikiem ochronnym jest zastosowanie oleju silnikowego o odpowiedniej klasie jakościowej oraz lepkościowej.

Im niższa lepkość, tym mniej oleju pozostaje w komorze spalania i w przestrzeni tłok-cylinder. Jeszcze większe znaczenie ma skład bazy olejowej, która bezpośrednio warunkuje jakość oleju silnikowego. Lepsza baza oznacza mniejsze utlenianie i mniejsze zmiany w strukturach wiązań, co może prowadzić do wzrostu cetanowości mieszaniny paliwowo-olejowej. Jakość bazy ma także wpływ na odparowywanie środka smarnego.

Przykładem olejów, które bardzo dobrze zapobiegają LSPI, są Total Quartz 0W20 i Total Quartz 5W30, przeznaczone do wielu jednostek objętych downsizingiem, np. silników GDi.

Oleje te charakteryzuje zastosowanie zaawansowanej bazy, tworzonej w technologii syntetycznej, co zapewnia ich mniejszą odparowalność i utlenianie. Należy unikać środków smarnych z dużą ilością dodatków wapniowych, zwłaszcza sodowych, których na szczęście jest już na rynku niewiele. Lepsze są dodatki magnezowe.

Stosowanie środków smarnych o odpowiedniej klasie jakościowej i lepkościowej pozwoli dłużej zachować sprawność silnika oraz ogranicza emisję spalin.