Investigation of Engine Oil Effect on Abnormal Combustion in Turbocharged Direct Injection - Spark Ignition Engines

Takeuchi, Kazuo; Fujimoto, Kosuke; Hirano, Satoshi; Yamashita, Minoru

doi:10.4271/2012-01-1615

Cited by 108 publications

(32 citation statements)

References 4 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…This is supported by the work of Takeuchi et al [83], who found that a tendency toward LSPI correlates well with the auto-ignition temperatures of lubricants. Among the various physical and chemical properties of base stocks, viscosity shows the highest correlation with pre-ignition events.…”

Section: Base Stockssupporting

confidence: 72%

“…Kassai et al [86] observed that Ca additives only had an effect in premixed PRF/air mixtures, especially with lower research octane number (RON) values, while no noticeable effect was observed with a premixed methane/air mixture. In contrast to Ca, Zn and Mo added to the oil in the form of zinc dialkyldithiophosphate (ZnDTP) and molybdenum dialkyldithiocarbamate (MoDTC), respectively, are regarded as pre-ignition inhibitors [83,86,88,89,[91][92][93][94]. However, Hayakawa et al [95] reported that adding ZnDTP and MoDTC up to 800 and 980 ppm to the fuel had no effect on fuel auto-ignition.…”

Section: Additivesmentioning

confidence: 99%

See 1 more Smart Citation

Recent Progress in Automotive Gasoline Direct Injection Engine Technology

Shuai

et al. 2018

Automot. Innov.

View full text Add to dashboard Cite

Gasoline direct injection (GDI) engines are currently the dominant powertrains for passenger cars. With the implementation of increasingly stringent fuel consumption and emission regulations worldwide, GDI engines are facing challenges owing to high particulate matter emissions and a tendency to knock, leading to a change in the research and design (R&D) issues compared with those in the twentieth century. This paper reviews the progress in research regarding GDI engine technologies over the past 20 years, focusing on combustion system configurations, and also highlights common issues in GDI R&D, including preignition and deto-knock, soot formation and PM emissions, injector deposits and gasoline compression ignition (GCI). First, an overview of recent developments in the field as driven by regulations is provided, following which progress in injection and combustion systems is examined. Third, the review addresses the occurrence and mechanism of deto-knock and considers means of suppressing this phenomenon. The fourth section discusses soot formation mechanisms and particulate matter emission characteristics of GDI engines and describes the application of gasoline particulate filter (GPF) after-treatment. The subsequent section summarizes studies regarding injector deposit formation, as well as pioneering research into GCI combustion modes. Finally, a summary and future prospects for GDI engine technologies are provided.

show abstract

Section: Base Stockssupporting

confidence: 72%

Section: Additivesmentioning

confidence: 99%

Recent Progress in Automotive Gasoline Direct Injection Engine Technology

Shuai

et al. 2018

Automot. Innov.

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Koncepcja najczęściej cytowana w literaturze zakłada, że najważniejszymi czynnikami mającymi wpływ na proces nienormalnego spalania typu LSPI jest konstrukcja silnika, warunki jego pracy i właściwości silnikowego oleju smarowego w powiązaniu z właściwościami paliwa (Magar et al, 2015;Döhler i Pritze, 2013;Welling et al, 2014). Badania przeprowadzone w ośrodku badawczym firmy Toyota, ale także firm Ford oraz GM wskazały na duże znaczenie rozpraszania w komorze spalania silnika kropelek smarowego oleju silnikowego, mogącego stanowić źródło powstania LSPI (Takeuchi et al, 2012;Dingle et al, 2014;Qi et al, 2014;Li et al, 2019). W silniku ZI z bezpośrednim wtryskiem paliwa strugi rozpylanego w komorach spalania paliwa omywają ścianki tulei cylindrowych, powodując rozcieńczanie pokrywającego je filmu smarowego oleju silnikowego.…”

Section: Przedwczesny Zapłon W Zakresie Małej Prędkości Obrotowej Silunclassified

“…2. The area arising from the LSPI phenomenon in comparison with the phenomenon of conventional knocking mają bardzo duży wpływ na powstawanie i rozwój zjawiska LSPI (Takeuchi et al, 2012;Yasueda et al, 2013;Spicher et al, 2016).…”

Section: Przedwczesny Zapłon W Zakresie Małej Prędkości Obrotowej Silunclassified

Wpływ smarowego oleju silnikowego na powstawanie przedwczesnego zapłonu w silniku o zapłonie iskrowym podczas pracy w zakresie małej prędkości obrotowej

Stępień¹,

Badawczy²

2019

View full text Add to dashboard Cite

Wpływ smarowego oleju silnikowego na powstawanie przedwczesnego zapłonu w silniku o zapłonie iskrowym podczas pracy w zakresie małej prędkości obrotowej STRESZCZENIE: W nowoczesnych, doładowanych silnikach z zapłonem iskrowym i bezpośrednim wtryskiem paliwa zwiększanie ciśnienia powietrza w układzie dolotowym jest sposobem na podwyższenie sprawności silnika i jego osiągów, ale także na optymalizację procesu spalania i zmniejszenie emisji CO 2 . Jednak wysokie doładowanie silników i zmniejszanie ich objętości skokowej powoduje pojawienie się problemów związanych z różnymi rodzajami nienormalnego spalania, wśród których wyróżnia się LSPI (low speed pre-ignition) -przedwczesny zapłon w zakresie małej prędkości obrotowej i dużych obciążeń silnika. Występowanie LSPI może prowadzić do poważnych uszkodzeń silnika, w tym między innymi do: pęknięcia tłoków, wygięcia korbowodów oraz innych zniszczeń elementów wewnętrznych silnika. W artykule opisano różnice pomiędzy przedwczesnym zapłonem LSPI oraz zjawiskami typowego spalania stukowego oraz tzw. superstuku. Wyjaśniono, że spalanie stukowe oraz LSPI są odrębnymi zjawiskami, różniącymi się mechanizmami powstawania. Opisano skomplikowany mechanizm powstawania LSPI. Wyjaśniono, dlaczego w przeciwieństwie do konwencjonalnego spalania stukowego występowanie LSPI jest zjawiskiem nieprzewidywalnym i nie można mu zapobiegać poprzez regulację kąta wyprzedzenia zapłonu i zwiększenie liczby oktanowej benzyny. Wyniki dotychczas przeprowadzonych badań dowodzą, że prawdopodobnie główną przyczyną występowania LSPI jest samozapłon kropelek silnikowego oleju smarowego w komorach spalania silnika. Jednak wskazują też na wiele czynników, które mogą powodować LSPI w tym: konstrukcję silnika, warunki jego pracy, a także kompozycję silnikowego oleju smarowego i paliwa. W przypadku silnikowego oleju smarowego największy wpływ na LSPI ma skład chemiczny dodatków detergentowych. W mniejszym stopniu także inne dodatki uszlachetniające i skład silnikowego oleju smarowego mogą wpływać na LSPI. Baza olejowa ma też wpływ, chociaż mniejszy, na LSPI. Ma tu znaczenie zarówno jakość bazy olejowej, jak i jej lepkość. Przedyskutowane w artykule wyniki sugerują, że opracowanie odpowiedniej formulacji smarowego oleju silnikowego może przyczynić się do ograniczenia występowania zjawiska LSPI. Jednak sama optymalizacja składu silnikowego oleju smarowego nie doprowadzi do całkowitego wyeliminowania zjawiska LSPI.Słowa kluczowe: downsizing silników, przedwczesny zapłon w zakresie małej prędkości obrotowej silnika, superstuk, ograniczenie emisji CO 2 , silnikowy olej smarowy.ABSTRACT: In modern DISI (Direct Injected Spark Ignited) and supercharged engines, increasing the intake pressure is a way to achieve better performance, better fuel economy and, consequently, lower CO 2 emission. However, boosted DISI and downsized engines are suffering from a series of abnormal combustion problems of which the LSPI (Low Speed Pre-Ignition) is an important part. LSPI can lead to potential serious damage of the engine (e.g. bro...

show abstract

“…[8][9][10] The engine lubricant oil also influences the LSPI, which is likely to occur when oil with a low autoignition temperature at high pressure is used. 11 Some articles have reported that oil additives affect the LSPI. 9,[11][12][13][14][15][16] Especially, Ca additives increase the frequency of LSPI, and molybdenum dialkyldithiocarbamate (MoDTC) and zinc dialkyldithiophosphate (ZnDTP) decrease the frequency of LSPI.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Fundamental analysis on auto-ignition condition of a lubricant oil droplet for understanding a mechanism of low-speed pre-ignition in highly charged spark-ignition engines

Ohtomo

Suzuoki

Miyagawa

et al. 2018

International Journal of Engine Research

View full text Add to dashboard Cite

This article presents a study of the mechanism that the lubricant oil droplet initiates low-speed pre-ignition in highly boosted downsized gasoline engines. Low-speed pre-ignition is a phenomenon that the fuel-air mixture ignites before the spark timing, leading to flame propagation that results in a heavy knock. The ignition of lubricant oil droplets is thought to be one possible mechanism for low-speed pre-ignition. However, the oil droplet ignition conditions are not yet well understood. First, the conditions under which a single oil droplet initiates the combustion of a fuel-air mixture were investigated using a rapid compression and expansion machine. When an initial droplet temperature was above 250°C, the vaporized oil ignited before the gasoline-air mixture, in which case the combustion of the gasoline-air mixture around the droplet was initiated. The numerical results showed that the oil droplet temperature increases above 250°C if the droplet is heated by burned gas remaining in the combustion chamber from the previous cycle. A directinjection single-cylinder research engine was operated under the condition that no residual gas exists in the combustion chamber. In this case, no low-speed pre-ignition occurred even if gross indicated that mean effective pressure was 2.5 MPa. These results indicate that an oil droplet does not cause low-speed pre-ignition if any droplet flies into the combustion chamber unless it remains in the chamber over the exhaust stroke.

show abstract

Investigation of Engine Oil Effect on Abnormal Combustion in Turbocharged Direct Injection - Spark Ignition Engines

Cited by 108 publications

References 4 publications

Recent Progress in Automotive Gasoline Direct Injection Engine Technology

Recent Progress in Automotive Gasoline Direct Injection Engine Technology

Wpływ smarowego oleju silnikowego na powstawanie przedwczesnego zapłonu w silniku o zapłonie iskrowym podczas pracy w zakresie małej prędkości obrotowej

Fundamental analysis on auto-ignition condition of a lubricant oil droplet for understanding a mechanism of low-speed pre-ignition in highly charged spark-ignition engines

Contact Info

Product

Resources

About