平衡大師觀點,國外高手對於1.4TSI的見解

AlfaBrera32 wrote:
LSPI 發生時照理會有很大的缸壓,爆震感應電壓的數值真的無發判斷嗎?...(恕刪)



簡單來講是可以判斷但策略不對。
這個圖大概說明了各種knock看起來的樣子,我看過更好一點,把Pre ignition也標示出來的圖,會界在super knock跟normal knock之間,但是長相會像super knock、壓力起伏比Heavy knock更大以外、頻率也更高。
在這圖裡面LSPI=Super Knock;簡單來講,預燃其實是一直都有的問題,但只有在小排量渦輪盛行後才成為嚴重問題,因為它的特性發生在"低轉速、高負載並且不使用全油門"下,所以稱為Low Speed pi,他導致的是Super Knock,這個震動不需要10下就能崩掉活塞,而深入探討super knock後發現,他必然發生在Pre-ignition之後,之後的故事我們可以猜得到,雖然Pre ignition可以被當作Knock偵測到,但是現行對於knock的處理方式,顯然都沒辦法進一步避免Super knock的出現,所以,才需要研究。
至於LSPI(super knock)能不能被現行系統偵測,可以用變化量來簡單理解,Knock通常偵測的變化量是0.5MPa,但是Super knock可以到達14MPa,有工程相關背景的人應該都理解這個數量級的差異沒辦法用同一個sensor來讀取,如果熟悉訊號處理,考量到雜訊問題,也會從圖中發現還有什麼時候讀值以及閾值的設定困境,最後就算讀到了,意義也不大,因為跟Knock不同,系統根本撐不了幾下。

AlfaBrera32 wrote:
那我在意的改裝EA888 倒底使用什麼機油最佳?

除了用較低的SASP避免以外,用濃度較高的機油,提早換油里程,減少汽油稀釋機油,ECU 程式上低轉速區增壓不要設高,加歧管噴射降低進氣溫度,水溫,油溫管理低點,噴油濃一點,這些都沒幫助嗎?

如果原廠在引擎設計上避開了LSPI所以用油規範上放寬了極壓劑的使用量,那車主是否真的不能用舊認證的油?

還是原廠提供用油規範時,沒考慮到LSPI問題,所以用油規範不能參考?

從這樣看來,我才聯想到為什麼EA888 3000rpm以下看到的增壓值都會設比較低,或許也是躲這個問題,改裝程式也在市區低轉速時,油溫會調低,而低負荷時,會是以歧管噴油為主...(恕刪)


強調一點,以下僅供參考
根據規範來反推,大致上的結論會是這樣...
濃度較高的機油 X →大部分過認證的機油都是20or30,40我還沒找到過dexos1gen2或者dexos2的
提早換油里程 X →機油的配方似乎才是最大的問題點,當這些添加劑被消耗得差不多以後,可能反而不容易出現問題,可以估狗一下很多的案例都發生在更換機油沒多久
ECU 程式上低轉速區增壓不要設高 O →問題發生在低轉速高負載,避開是個策略。
不過也可以看出來,這樣的map對於行銷來講有些問題
A廠,我們從1500rpm到5000rpm都能產生最大扭力45kgm
B廠,我們從2200rpm...



加歧管噴射降低進氣溫度 X →問題發生在DI階段,高負載時,應該都只有直噴在運作,這可能得從SSP裡面確認一下。
水溫,油溫管理低點,這些都導致熱效率下降,也就是油耗變差,或者輸出變低,所以追求效率的過程中又降低熱效率這樣走回頭路的做法,我想應該不是各大廠考慮的方向。

下面這張圖大致說明了一個概念,當使用者需要慢慢地加速時(mid throttle),ECU的供油策略就會傾向在LSPI的區域中,這時候噴油濃一點,表示BMEP會更高,顯然風險沒下降的感覺。


最後這有份文件
https://docplayer.net/63510169-Knocking-in-gasoline-engines-matthias-kratzsch-michael-gunther-ed.html
雖然裡面有各種策略可以解決這個問題,但究竟有多少種已經被廠商拿去用了,不清楚。
fake802 wrote:
簡單來講是可以判斷...(恕刪)


我前面說改善 LSPI 的方法是看這篇問的:
https://www.zhihu.com/question/53052985

SPI机理目前主要有三个理论:
1、活塞积碳碎屑理论
2、通过第一道活塞环甩入汽缸小油滴理论;
3、通过PCV后从进气带入的小机油液滴理论;

這篇裡面看到的壓力,是大很多,但或許爆震感應器還有機會量到.這篇提到的壓力沒有大這麼多.
但實際上多大,應該也是 by case 不同才對
-------------------
缸内爆发压力极大,一般来说远超缸内压力限值,比如一个发动机的燃压边界是100bar,早燃时可达到150bar,接近燃烧室零件的设计承压极限(比如连杆大概能承受160bar)



以下方式可降低早燃概率,也印证了相关理论:

降低机油中硫酸盐成分

调整喷油策略,改变喷油嘴喷射角度,减少湿壁效应

改变活塞环设计,减少液滴飞溅

降低进气温度,冷却水温度,机油温度

解决办法是提高油品质量,加高辛烷值汽油,使用歧管喷射加缸内直喷双喷射系统来降低进气温
度,改变进气管摆放位置,机舱开孔(降低机舱温度,外加能使中冷器/水箱流过的空气更多)


縮短機油使用的里程的原因是看這篇說的:

油滴理論認為機油和燃油混合稀釋,從氣缸壁上被活塞環颳起飛濺到燃燒室。而燃油稀釋過的機油滴更容易揮發,閃點溫度急劇降低,極易引發燃燒室內混合氣的提前點火https://itw01.com/NJLLEBT.html

而濃一點的機油是否可以減少從氣缸壁上被活塞環颳起飛濺到燃燒室,是我自己拆猜想的.
A45 限制用 W40 的機油不知道是否跟這點也有關係?


從那第一篇的3個可能的原因來看, PCV 過濾油物的效率好, 加裝廢油回收罐,減少進入汽缸的油霧,減少汽缸內的積碳應該會有效.

所以我才說引擎的設計上,做了多大的改善,是否會影響使用機油的嚴苛程度?

而在扭力與空燃增壓值的設定上

A45 M133 引擎馬力機實測的扭力峰值,比原廠數據還晚:



Golf R 實際馬力機實測的最高扭力也比原本官方的數據還晚:




我改Revo ECU一階前後的扭力分布是這樣,也比官方的數據晚




我抓到的實際渦輪增壓值是這樣:


我用VCDS 抓 ECU內的扭力作圖是這樣:


如果是嚴重的提前點火,可能爆震感應器量不到,但輕微的或許有機會.
我實際紀錄 80~100 分鐘的爆震感應器電壓的統計資料如下:

Redline Euro 5W40 是有 Low SASP配方的:


Redline 5W40 是沒有 Low SASP配方的:



兩者差異似乎很小


原廠的 Golf R用油建議:


只是我改引擎了,所以我是參考 Benz A45 的用油規範
原廠 Golf R 燃油最低要求是 95 無鉛,只是我也改引擎了,我只用98, A45是否可以用95無鉛我不清楚,但我想原廠考慮歐洲跨國有時只能用95無鉛,所以大多原廠設定是可以用95無鉛的


Golf R 與 Benz A45 M133 是否只能用 VW504.00 + VW 507.00 或是 MB229.51 的油才不會有 LSPI 的問題?



剛剛去把 VCDS 跟 Pre-ignition 有相關的項目找出來有:
IDE10551-MAS05304 Pre-ignition counter for oxygen shift-Cylinder 1
IDE10551-MAS05305 Pre-ignition counter for oxygen shift-Cylinder 2
IDE10551-MAS05306 Pre-ignition counter for oxygen shift-Cylinder 3
IDE10551-MAS05307 Pre-ignition counter for oxygen shift-Cylinder 4
IDE10552-MAS05304 Pre-ignition counter for torque reduction-Cylinder 1
IDE10552-MAS05305 Pre-ignition counter for torque reduction-Cylinder 2
IDE10552-MAS05306 Pre-ignition counter for torque reduction-Cylinder 3
IDE10552-MAS05307 Pre-ignition counter for torque reduction-Cylinder 4
IDE10553-MAS05304 Pre-ignition counter: cylinder suppress. pre-ignition-Cylinder 1
IDE10553-MAS05305 Pre-ignition counter: cylinder suppress. pre-ignition-Cylinder 2
IDE10553-MAS05306 Pre-ignition counter: cylinder suppress. pre-ignition-Cylinder 3
IDE10553-MAS05307 Pre-ignition counter: cylinder suppress. pre-ignition-Cylinder 4
IDE10554-MAS05304 Pre-ignition counter: cylinder suppress. glow ignition-Cylinder 1
IDE10554-MAS05305 Pre-ignition counter: cylinder suppress. glow ignition-Cylinder 2
IDE10554-MAS05306 Pre-ignition counter: cylinder suppress. glow ignition-Cylinder 3
IDE10554-MAS05307 Pre-ignition counter: cylinder suppress. glow ignition-Cylinder 4


上次我測試過這4項
IDE10552-MAS05304 Pre-ignition counter for torque reduction-Cylinder 1
IDE10552-MAS05305 Pre-ignition counter for torque reduction-Cylinder 2
IDE10552-MAS05306 Pre-ignition counter for torque reduction-Cylinder 3
IDE10552-MAS05307 Pre-ignition counter for torque reduction-Cylinder 4
但的時間很短,下次有開車出去旅遊時,我來測一下可能就知道是否有 Pre-ignition 的問題了


一次最多可以同時選12項做監控,但這四類不知道差異,所以不知道如何選,改成選通火星塞積碳最多與最的 4 , 3 缸來量測:



行駛中錄個幾時可以看到甚麼嗎?

AlfaBrera32 wrote:
我前面說改善 LSPI...(恕刪)


三種不同監控, 似乎是發生自燃後,ECU所採取對應解決方式的計數器。

反正,看得出大約的總量就行了吧?

期待您的數據!
rosehui wrote:


三種不同監控,...(恕刪)


可能要過年期間才能抓數據了,剛剛重看以前的一篇文章,這段敘述可能也跟LSPI有關


在發動機處於低負荷狀態時,發動機只有歧管噴射一組噴油嘴工作,相比僅有直噴功能的發動機而言產生的污染物更少,同時也減少進氣門背面產生積碳的可能。而當發動機轉速逐漸提高之後,直噴和歧管噴射兩組噴油嘴同時工作保證發動機的動力輸出。

至於直噴系統在發動機達到多少轉速時介入工作,工程師並未給出一個明確的轉速值,而是給了一個較為寬泛的轉速範圍,大約在2000-3000rpm之間。工程師還透露,兩組噴油嘴開始工作的時間節點是通過ECU控制的,轉速僅作為啟動直噴噴油嘴的參考值之一。

原文網址:
https://read01.com/0GDJLg.html

前面我講錯了,應該是低轉低負荷時用歧管噴射,高轉時使用混合噴射,如果較低的燃氣溫,可以改善LSPI,這樣可能有幫助

如果去改甲醇+水噴射,進氣溫度可以明顯低不少,而且車速不快也有用,這種改裝這1-2年很盛行
—————
而從2000-3000才開始增加直噴似乎是刻意避開容易發生LSPI的轉速,這樣看如果其他參數配合不恰當,最晚到3000rpm才會直噴


另外,活塞頂部這種設計:

中間挖凹槽似乎除了使直噴油霧跟空氣混合均勻外,也可以減少汽油油霧噴射後濺到汽缸壁,造成壁濕,表面的機油被稀釋,形成preignition的起火點





上兩張是我用中油98一段時間,積碳變嚴重,我加紅線汽油精4次,240cc ,經過2000km清潔後的照片,看起來,大部分的汽油油霧只能噴到活塞頂中央凹槽附近,似乎是噴射時活塞已經上移一段距離,又因為凹槽的設計,汽油油霧噴不太到四週,所以四週清潔效果不好

而從VCDS 可以抓到的資料來看,應該是ECU內有preignition的監控,當真的控制不好,有還不嚴重的preignition 發生時,引擎就會開始調整噴油的位置,可能連點火角,噴油量,增壓值都會調整來避免更嚴重的preigintion.

如果是這樣就做到了主動根據狀況調整引擎參數避免LSPI,而萬一沒主動控制好,偵測到初期的preignition 也可以再修正,避免更嚴重的preignition 發生

而改ECU 軟體時,這部分也是一個可以再改的項目,例如,直噴介入的轉速更後延,進氣溫度過高時降低性能輸出等,反正改裝通常會更放寬油耗與環保法規的限制,但就要看改裝廠有無調整到這麽細緻了

而機油混進燃氣中燃燒,可能降低等效的辛烷值上,也有改進


油霧分離效果更好,汽缸環刮油也更乾淨,這對減少pre ignition 可能也有幫助

水溫因為是用電子節溫器,所以溫度的控制上也可以有更多的調整,這篇水EA888的1.8引擎的介紹
https://pdfs.semanticscholar.org/bb4d/50ca9fae33fc1fb8de0d5f624546d736eb5f.pdf


確實為了熱效率低轉的溫度比較高,但如果溫度太高會有問題,原廠應該會調整,而我改ECU 後,會看到市區行駛時,機油溫度下降大約5度,高速公路反而差異很小,可能就是改裝廠有特別的考量...反正改裝,油耗應改可以略微放寬才對


如果原廠從引擎面有這麼多可以修正的,機油的使用或許可以放寬,尤其是性能引擎,磨耗應該比一般引擎高

https://itw01.com/NJLLEBT.html



從這篇來看,機油的配方可以減清LSPI,但應該不是最關鍵的解決辦法

所以可能當其他解決辦法夠好時,沒有一定需要使用Low SASP 的機油

尤其是性能引擎我覺得其他配套夠好的狀況下,是用Low SASP 可能變成比較差
AlfaBrera32 wrote:
可能要過年期間才能抓數據了,剛剛重看以前的一篇文章,這段敘述可能也跟LSPI有關
(恕刪)


缸內直噴壓力高,噴出顆粒細。 這會很大幅降溫。 等在永康街賣冰名店,水噴霧底下的客人,最知道了。 但是,冬天你給他噴看看,鐵定翻臉。

同理,冷車,缸壁溫低,噴出去的顆粒沒有足夠時間、溫度吸熱氣化(液態汽油點不著)。 所以,某些液態汽油會濕缸,終究沿著缸壁,洗去機油,進到油底殼,稀釋機油。 或者是,停在活塞頂的凹槽、活塞缸壁間隙, 等待哪次就突然點著了。 有可能太多汽油,氧氣不夠,燃燒不全,就變了積碳。

所以,低速改歧管噴,就有比較足夠的時間氣化。

以前沒電腦或是電腦不夠快,噴油嘴不夠快、不夠有力, 所以造出的GDI引擎,無法持續。

今天,電腦夠快,其它也配合得上來, 卻找不到乾淨的燃料。

如果,不積碳,就比較好控制。 一旦積碳,就漸漸成為亂數,逐漸失控。 ECU程式是很難去全面應付,一個產生亂數的情況。
而積碳還會磨損缸壁,活塞環, 造成吹漏氣的增多(渦輪增壓更多)、汽門的閉鎖不全......, 惡性循環。

嚴苛的環保法規,讓引擎的發展,進入這一步。 當引擎新的時候,有蜜月期可以給廠商應付廢氣、保固期。 引擎舊了之後,更差的廢氣、使用者的負擔, 不就是大家的事嗎?

希望電動車趕快成熟。
rosehui wrote:


缸內直噴壓力高,...(恕刪)

如果目前積碳的主因是機油中的極壓劑所造成,那長期使用後機油配方就影響很大,我前面那個照片是用中油大約2500km後我去拍的,但在這之前的7000km前,有一次怠速吹冷氣1個小時,我擔心可能也貢獻不少....家中另一部Mazda 3保姆車長期市區低速行駛,積碳真的很嚴重,連火星塞陶瓷都變黑,是我後來市區刻意用手排才好一點....以這兩部車的經驗來看,目前積碳的主因是燃油與引擎轉速過低,我看大陸一篇報導,它的結論跟我的經驗一致

當然如果引擎系統不好,機油是造成造成積碳的主因也有可能的...


電動車,我看Tesla Model 3 性能版那種售價,我覺得我能買可能還要10多年,只能把引擎車照顧好,等電動車降價
期待你不同機油間的pre-ignition分析

glow應該是柴油車監測時才會用到
cylinder suppress是認定很嚴重,所以會進行不點火的動作
torque reduction就是少噴點晚點燒
oxygen shift可能是最輕微狀況時的處理,把氧氣轉移,這完全是猜的,無法確定oxygen shift是要做什麼,或許是指改變分層燃燒的分層方式,例如這個圖說明了直噴做第二次噴射的時間點改變時對於PI的影響
汽缸壁的溫度對於PI的影響很明顯,但是要維持在理想位置很難,太冷了容易造成積碳導致PI,溫度高了又直接造成PI


無意間發現小老婆裡面居然有要價千元的LSPI(Low Speed Pre Ignition)文件結論,轉一些來參考。

首先是
"doi.org/10.4271/2018-01-0934"
可以看到圖5之前的文件,接著是小老婆那可以看到圖9到14,這裡面定義的aged oil就是按照WLTC測試規範運轉約6000km後稱之



出處:
Wrote By Krismax

上周末在省道測了約 40 mins:

目前測不到 pre-ignition




以上的資料, 挑選大油門的狀態來看看當時的狀況 :




在測試以前,我問了比較熟的改裝廠關於 EA888 這顆引擎的 LSPI 問題,老闆是說渦輪夠大就沒這問題, Golf R 的渦輪是 IS38沒這問題,但如果是 Golf GTI 用 IS20渦輪就要小心,
從這樣來推估,即使是用 IS20 在 3000 rpm 以下的增壓值不要設太高就好.

由於 LSPI 有一個成因是 PCV 的油霧過濾不夠好時也會造成,所以我檢查了我的 PCV 出口端,跑 2.2萬明顯有機油了,




我擔心原廠過濾還是不夠好如果像我前部 2.0T FSI 引擎變成這樣,要清潔也使很麻煩








所以,馬上跟美國訂的專用的廢油回收罐,新車時原本就想買,但不便宜想省,既然已經看到 PCV 出口有油了,看起來這錢不能省了,大約過完農曆年就可以來裝了

AlfaBrera32 wrote:
上周末在省道測了約...(恕刪)


1/26:
短途省道+高速公路行駛,共 51 mins, 取樣 Pre-ignition 約4萬次, 高速公路有5檔大腳油門超車,4缸, 每缸3種 pre-ignition 測試都是0次,機油為 red line 5W40, CALCIUM 2719,MAGNESIUM 9,PHOSPHORUS 1090, ZINC 1181, MOLYBDENUM 566,單位都是ppm, 目前機油使用約 2500km, 等5000km 換機油前再測一次看看



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