Zjawisko LSPI – na czym polega? Czym grozi?

Wiesz co to jest LSPI? Jakie ma przyczyny, dlaczego powstaje i jakie mogą być jego skutki? Wbrew pozorom LSPI to nie to samo, co spalanie stukowe, ale generuje równie poważne problemy, mając ogromny wpływ na silnik. Warto zatem wiedzieć, jak ograniczyć zjawisko LSPI i zapobiegać mu w przyszłości.

Silniki downsizingowe cechuje wysoki stopień wysilenia, duże obciążenie termiczne oraz skłonność do generowania sporych ilości nagaru. Ten ostatni to najczęściej „niechlubna zasługa” bezpośredniego wtrysku paliwa oraz zbyt rozbudowanych układów recyrkulacji spalin (ekologii). Kluczowa jest zatem właściwa profilaktyka, mająca na celu ograniczyć czynniki powodujące zjawisko LSPI (np. nagar w silniku) oraz te, które potęgują jego działanie.

Co jest jest LSPI? Jakie ma przyczyny?

Żeby zrozumieć co to jest LSPI, trzeba skupić się na zmianach konstrukcyjnych nowoczesnych, małolitrażowych silników spalinowych. Ich ograniczona pojemność skokowa, mająca pomóc w zmniejszeniu zużycia paliwa, wymusiła zastosowanie w nich turbodoładowania, aby zachować odpowiednie parametry mocy i osiągów. Żeby jednak zachować niskie spalanie i zapanować na spalaniem stukowym, niezbędne było wyposażenie jednostek napędowych w duże precyzyjniejszy, bezpośredni wtrysk paliwa.

Zobacz: Jaki preparat na zapieczone pierścienie?

Ten z kolei najlepiej działa, jeśli mieszanka paliwowa jest uwarstwiona w cylindrze (podział na warstwę z mieszanką ubogą i bogatszą), bo wtedy przekłada się na to dużo mniejsze zapotrzebowania na paliwo. Dlatego tłoki w takich silnikach muszą mieć specjalne opracowany kształt denka, by w trakcie suwu ssącego, mogły wytworzyć zawirowania mieszanki.

Bezpośredni wtrysk paliwa na poważne wady

Niestety tego typu rozwiązanie ma kilka wad. Po pierwsze prawidłowe uwarstwienie mieszanki i jej spalanie, występuje tylko w określonych warunkach, przy dobrze nagrzanym silniku, równomiernej jeździe i przy sprawnym układzie wtryskowym i zapłonowym. W przeciwnym wypadku mieszanka paliwowo-powietrzna nie spala się w pełni, paliwo ścieka po ściankach rozrzedzając olej, a ten się degraduje. W wyniku spalania oleju tworzą się osady węglowe (nagar), które zalepiają komorę spalania i denko tłoka.

Nagar na tłoku to podstawa tego, aby pojawiło się zjawisko LSPI. Skutki mogą być dla silnika fatalne.

Zobacz: Jak usunąć nagar z tłoka?

Nagar na tłoku zaczyna się żarzyć, co w połączeniu z wysokim stopniem kompresji powoduje, że mieszanka paliwowa zapala się samoczynnie i w sposób nieskoordynowany z układem zapłonowym silnika, czyli podczas suwu sprężania i to przy niskich obrotach wału korbowego. W efekcie tego powstaje gwałtowny wzrost ciśnienia w cylindrze (nawet ponad 100 barów), a siły działające na tłok są prawie dwukrotnie wyższe niż przy normalnym procesie spalania. Co najgorsze, a kierunek działania tych sił jest nieprzewidywalny i zależy od miejsca inicjacji zapłonu LSPI.

Skutki LSPI

W rezultacie zjawisko LSPI powoduje ogromne obciążenie układu korbowo-tłokowego, czego efektem jest np. pękanie tłoków. Doskonale widać to zjawisko np. w silniku Opla 1.4 Turbo z bezpośrednim wtryskiem benzyny. Nagar zapieka zbyt cienkie pierścienie tłokowe, w skutek czego dochodzi do obciążenia termicznego tłoka na wysokości pierścieni. W połączeniu z niską jakością tłoka w tym motorze, dochodzi do jego urwania na wysokości pierścieni. Wbrew pozorom nie jest to zjawisko odosobnione, a występuje tym częściej, im częściej samochód jeździ na krótkich dystansach.

Opel Astra K z  silnikiem 1.4 Turbo ma niestety problem z LSPI. Pękające tłoki to efekt nadmiernie produkowanego przez silnik nagaru.

Zbyt niska temperatura pracy silnika przyspiesza powstawanie nagaru, w efekcie czego największe problemy pojawiają się w pojazdach eksploatowanych w mieście lub na krótkich trasach. Samochody jeżdżące głównie w trasie mają paradoksalnie niższe problemy z nagarem, z przez to z LSPI. Warto też pamiętać, że zjawisko LSPI niesie też inne skutki. Obciążenie układu korbowego generuje takie problemy jak obrócone panewki korbowodów, pękające lub wygięte stopy korbowodów, rozkręcania się panewek, a nawet wyginanie wału korbowego.

Jak ograniczyć zjawisko LSPI?

Żeby zmniejszyć ryzyko LSPI należy po pierwsze ograniczyć produkcję nagaru. W tym celu silnik musi pracować na oleju z  normą API SN Plus, zapobiegającym powstawaniu tzw. gorących punktów w cylindrze. Do tego warto stosować paliwo wysokooktanowe z dużą zawartością uszlachetniaczy lub dodawać do baku specjalne uszlachetniacze paliwa. Należy też dbać o stan odmy i zaworu EGR, bo ich niedrożność doprowadza do nadprodukcji nagaru i osadów węglowych. Ale oprócz tego niezbędne jest, aby usuwać nagromadzony nagar w silniku.

Zobacz: Płukanka do silnika – jak ją stosować?

Usuwanie nagaru z silnika można wykonać na dwa sposoby. Pierwsze opcja to płukanka do silnika, która działa w obrębie magistrali olejowej i tam rozpuszcza osady węglowe. Dodawana jest bezpośredniego do oleju przed jego wymianą. Aplikacja jest prosta i nieskomplikowana, ale trzeba pamiętać o tym, że musi ona zostać spuszczona wraz z olejem po określonym czasie (zobacz jak stosować płukankę do silnika). Trzeba jednak pamiętać, że w przypadku silników z bezpośrednim wtryskiem paliwa, bardzo ważne jest oczyszczenie z nagaru komory spalania oraz tłoków. Bo to na nich zbiera się nagar, który potem żarzy się doprowadzając do LSPI.

Pianka Antykoks Down aplikowana do silnika przez gniazda świec pozwala rozpuścić nagar nagromadzony na tłoku i tulejach cylindra. 

Żeby usunąć nagar z cylindra i denka tłoka najlepiej wykorzystać piankę do silnika np. Antykoks Down. W tym przypadku preparat wpuszczamy bezpośrednio do komory spalania przez gniazda świec. Pianka dostaje się na tłoki, a wypełniając cylinder też na jego ścianki (tuleje). Rozpuszcza ona nagar, ograniczając tym samym szanse wystąpienia zjawiska LSPI. Ten sposób jest wyjątkowo skuteczny, ale co ważne, dla zwiększenia efektu warto najpierw użyć pianki, a potem zalać silnik płukanką do silnika. Tym samym uzyskamy maksymalny efekt czyszczenia silnika z nagaru. Proces ten można po kilku tysiącach powtórzyć, pamiętając o potrzebie wymiany oleju silnikowego na nowy.

Zobacz: Jaki preparat na zapieczone pierścienie?

W materiale wykorzystaliśmy preparaty od polskiej firmy chemicznej CHEMMOTOR POLSKA