Zjawisko LSPI – nie znasz go, choć niszczy silniki od lat. Co to jest?

Prowadzące do spalania superstukowego zjawisko LSPI jest znane od dawna, ale naprawdę groźne stało się w ciągu ostatnich kilkunastu lat – czyli wtedy, gdy masowo zaczęły się pojawiać niewielkie silniki benzynowe z wtryskiem bezpośrednim i doładowaniem. Wyjaśniamy, co to jest i jak się przed LSPI chronić.

Wielu kierowców – szczególnie tych, którzy prawo jazdy mają dłużej niż kilka lat – kojarzy prawdopodobnie taki termin jak „spalanie detonacyjne”, zwykle zwane spalaniem stukowym. W skrócie, chodzi o niekontrolowany wybuch w silniku, następujący już po adekwatnym zapłonie mieszanki paliwowo-powietrznej i związany z tzw. gorącymi punktami (ang. hot spots). Jest to zjawisko, które może doprowadzić do zniszczenia silnika. jeżeli nie podejmie się żadnych działań po stwierdzeniu występowania spalania stukowego, wypalić mogą się denka tłoków. Poza tym uszkodzeniu mogą ulec świece zapłonowe, a sam silnik może ulec przegrzaniu.

Występowanie spalania detonacyjnego ma ścisły związek z kątem wyprzedzenia zapłonu – jeżeli jest nieprawidłowy, kierowca podczas wzrostu obciążenia silnika (zwykle podczas przyspieszania) może usłyszeć spod maski charakterystyczne, metaliczne stuki. Zwykle spalanie stukowe pojawia się albo po niefachowo przeprowadzonym serwisie – np. po przestawieniu faz rozrządu podczas wymiany paska czy łańcucha – albo po zatankowaniu paliwa o zbyt niskiej liczbie oktanowej. Uszkodzony może też być czujnik spalania stukowego. Ten element, o ile jest sprawny, zwykle jest w stanie na tyle modyfikować parametry pracy jednostki napędowej, by mimo zatankowania paliwa o niższej liczbie oktanowej jej nie uszkodzić – kosztem osiągów.

Spalanie superstukowe daje podobny efekt, ale ma inne przyczyny. Co to w ogóle jest LSPI?

Także i tu użytkownik auta może usłyszeć charakterystyczne stuki czy ewentualnie dzwonienie, a silnik może prędzej czy później udać się w zaświaty. Albo na złom, jeżeli ktoś woli bardziej dosadne określenia.

LSPI (Low Speed Pre-Ignition) pojawia się głównie w silnikach benzynowych zbudowanych w duchu downsizingu, choć nie wszystkie z nich są na występowanie tego zjawiska narażone w takim samym stopniu. W każdym razie relatywnie niewielkie, doładowane silniki z bezpośrednim wtryskiem paliwa co do zasady są w grupie ryzyka. LSPI może się też pojawiać w silnikach wolnossących z wtryskiem bezpośrednim, ale tam jest to rzadsze. Zwykle z tym zjawiskiem można się spotkać, gdy przy niskiej prędkości obrotowej silnika mocno wzrośnie jego obciążenie, na ogół z powodu mocniejszego wciśnięcia pedału gazu, wywołanego chęcią przyspieszenia lub np. podjechania pod strome wzniesienie. LSPI prowadzi do wystąpienia spalania superstukowego.

Co to jest LSPI? jeżeli masz np. taką Fiestę ST i o nią należycie nie dbasz, to być może się dowiesz.

Również tutaj mówimy o samoistnym zapłonie – nie odpowiada za niego świeca zapłonowa. Choć LSPI nie pozostało zjawiskiem w pełni poznanym, wiadomo, iż winę za jego występowanie często ponosi odkładający się w silnikach tego typu nagar, który może się żarzyć i wzbudzić niekontrolowany, jedno- lub wielopunktowy zapłon mieszanki. Innym gorącym punktem odpowiedzialnym za taki zapłon może być dostający się do komory spalania olej silnikowy (a jego drobiny dostają się do cylindra zawsze, w każdym silniku). Ciśnienie i temperatura w cylindrze narastają wtedy znacznie gwałtowniej niż podczas zwykłej pracy silnika. Ponieważ układ zapłonowy silnika ani czujnik spalania stukowego nie mają tu zupełnie nic do rzeczy, liczba oktanowa tankowanego paliwa nie ma w tym przypadku większego znaczenia.

Dlaczego spalanie superstukowe jest znacznie bardziej niebezpieczne od typowego spalania stukowego, które znamy?

Ponieważ klasyczne spalanie detonacyjne ma miejsce, gdy tłok właśnie oddala się od głowicy – nadprogramowa „fala” ciśnienia nie jest więc aż tak destrukcyjna. LSPI ma miejsce, gdy w cylindrze trwa faza sprężania, czyli – przy założeniu, iż mówimy o zwykłym silniku rzędowym – tłok porusza się w górę. jeżeli wtedy nastąpi samoistny zapłon mieszanki, wzrost temperatury i ciśnienia może nie tylko doprowadzić do zniszczenia układu korbowo-tłokowego (np. pokrzywić korbowody i uszkodzić same tłoki), ale też np. stopić zawory wydechowe.

Z czego kilka osób zdaje sobie sprawę, duży wpływ na ryzyko pojawiania się spalania superstukowego ma olej silnikowy. Chodzi tu zarówno o jego skład, jak i o częstotliwość wymiany – im więcej kilometrów silnik przejeżdża pomiędzy wymianami oleju, tym gorzej.

SIGAUS [CC BY-SA 4.0], via Wikimedia Commons

Co do składu, to LSPI sprzyjają np. obecne w niektórych olejach detergenty zawierające wapń. Ryzyko ograniczają natomiast takie pierwiastki jak magnez, cynk czy molibden – choć jest to bardzo duże uproszczenie, bo produkt zawierający ww. pierwiastki i tak może mieć skład sprzyjający występowaniu spalania superstukowego. Jak w swoim filmie dotyczącym LSPI i spalania superstukowego mówił Jason Fenske z kanału Engineering Explained, inżynierowie Valvoline z którymi rozmawiał poinformowali go, iż właśnie przejście z detergentów wykorzystujących wapń na detergenty oparte na magnezie pozwoliło znacznie zmniejszyć ryzyko występowania tego niekorzystnego zjawiska. Dla chętnych – film niżej. Wymagana jest co prawda podstawowa znajomość języka angielskiego, ale całość jest bardzo dobrze i czytelnie przedstawiona.

Jest tu jeszcze jedno zagadnienie, które jest istotne pod kątem LSPI, a rzadko zwraca się na nie uwagę: chodzi o parametr odparowalności oleju, czyli NOACK. Wyrażany jest on w g/100 g i im jest wyższy, tym gorzej – oznacza bowiem, iż olej szybciej odparowuje w temperaturze pracy. A szybciej odparowujący olej to także szybsze odkładanie się nagaru. NOACK jest stosunkowo mało istotny w prostych silnikach z wtryskiem wielopunktowym i w dieslach.

Jak ograniczyć ryzyko pojawiania się zjawiska LSPI?

Pomijając głupawe porady w rodzaju „zmień samochód na porządny”, doraźnie można zaproponować kontrolowanie własnego stylu jazdy i unikanie mocnego przyspieszania z niskich obrotów – choć przecież niektóre (głównie starsze) poradniki ecodrivingu wręcz zalecają takie rozwiązanie. Ale jako iż te poradniki ogólnie zalecają różne dziwne rzeczy, z których część ma destrukcyjny wpływ na silnik, nie będę się nad tym teraz pastwić.

Jak można wywnioskować z tego, co napisałem wyżej, jednym z głównych sposobów na walkę z LSPI, który ma do dyspozycji zwykły kierowca, jest właśnie dobór odpowiedniego oleju silnikowego. Tutaj wskazana jest jednak ostrożność, szczególnie w autach nieco starszych – instrukcje obsługi często nie brały bowiem pod uwagę tego zjawiska i zalecano stosowanie środków smarnych, które przed spalaniem superstukowym nie chronią. Ba – nierzadko przez cały czas taki stan rzeczy ma miejsce, np. w fordowskich 4-cylindrowych silnikach 1.5 EcoBoost (mam akurat przed sobą instrukcję do ostatniego Mondeo). Wskazana w instrukcji norma, którą powinien spełniać olej, tj. WSS-M2C948-B, wcale przed LSPI nie chroni! Ba, jest ona w użytku od ponad 10 lat, od czasów starszych jednostek 1.6 EcoBoost.

Czy trzeba więc siedzieć tygodniami w tabelkach i wybierać olej?

Nie, bynajmniej. Zwykle wystarczy spytać specjalistę ze sklepu z chemią samochodową, co by polecił do konkretnego auta, przy czym tutaj jest jedna ważna uwaga: to musi być sklep, który faktycznie w tego rodzaju asortymencie się specjalizuje, bo w punktach typu „motoryzacyjne mydło i powidło” szanse na uzyskanie sensownej porady gwałtownie maleją. jeżeli jednak ktoś chciałby czegoś poszukać we własnym zakresie, warto postąpić według poniższego schematu:

• sprawdzamy w instrukcji obsługi, jaką normę powinien spełniać olej silnikowy dla danej jednostki napędowej;
• wyszukujemy w wybranym sklepie oleje spełniające taką normę;
• zawężamy wyszukiwanie do olejów spełniających normę API SN Plus lub wyżej (np. API SP) lub ACEA A7/B7 lub ACEA C6.

Żeby dany produkt spełniał normę API SN Plus (została wprowadzona w 2017 r.) lub wyżej lub którąś ze wskazanych norm ACEA (wprowadzono je w 2021 r.), musi przejść testy na przeciwdziałanie zjawisku LSPI. W przypadku gdy komuś bardzo się chce dalej drążyć, będzie już musiał pójść w moje ślady i zająć się dogłębnym porównywaniem danych technicznych, analiz i tak dalej. jeżeli tematyka kogoś ciekawi, to można się w ten sposób w krótkim czasie sporo dowiedzieć, ale jeżeli chcemy po prostu kupić coś, co lepiej posłuży silnikowi, zwykle nie ma potrzeby, by się w tym doktoryzować. Wystarczy nie być ignorantem i nie lać do wszystkiego byle jakiego oleju 5W40 z argumentacją, iż najważniejsza jest częsta, regularna wymiana. No tak, jest bardzo ważna – ale to tylko jedna z ważnych kwestii.

Niestety, trzeba raz jeszcze zwrócić uwagę na to, o czym wspomniałem wyżej: normy zalecane przez producenta auta

Może się bowiem zdarzyć, iż nie znajdziemy nigdzie oleju, który jednocześnie spełniałby taką normę oraz którąś ze wskazanych norm API czy ACEA. Im nowsze auto i nowocześniejszy silnik, tym generalnie mniejsze ryzyko wystąpienia takiej sytuacji, ale przy silnikach nieco starszych czasem trzeba niestety darować sobie wtedy normę producenta auta i polegać na uzyskanych u sprzedawcy czy w sieci poradach. Istnieją też oleje, których producenci nie zawracają sobie głowy poddawaniu danego produktu wszystkim testom (bo to kosztuje), więc dany produkt według etykiety może nie spełniać żadnych kryteriów, na których zależałoby właścicielowi auta – w praktyce jednak będąc jakościowo lepszym. Ale ponownie – tu już trzeba bazować na poradach specjalistów lub na własnej wiedzy, jeżeli jest odpowiednio bogata. jeżeli ta tematyka to dla ciebie nowość – nie kombinuj samodzielnie.

„A ty przez cały czas tego oleju szukasz?” / fot. jcomp, Freepik.com

Kupiłeś auto używane z narażonym na LSPI silnikiem? Wtedy też używaj odpowiedniego oleju

Argumentacja w rodzaju „po co, pewnie to auto jeździło 10/15/20 lat na byle czym, w niczym mu teraz nie pomożesz” nadaje się wyłącznie do kosza. jeżeli bowiem silnik do tej pory nie uległ zniszczeniu z powodu spalania superstukowego, nie znaczy to, iż warto przez cały czas jednostkę napędową na to narażać. Mówiąc wprost: na oleju zaoszczędziłbyś pewnie 50 czy 100 zł na wymianie (albo i nie), ale jeżeli silnik w końcu ulegnie destrukcji, to będzie to wyjątkowo głupi sposób na stratę co najmniej kilku tysięcy złotych, w dużej mierze na własne życzenie. Ale w końcu to nie moje pieniądze – niech więc każdy robi wedle uznania.

Doskonale zdaję sobie sprawę, iż powyższe argumenty nie trafią do każdego. Ale jeżeli choć jedna osoba potraktuje ten tekst na tyle poważnie, iż zainteresuje się tym, co wlewa do silnika i coś w tej kwestii poprawi – swoją misję uznam za wykonaną.

Czytaj również:

Instalacja LPG do silnika z wtryskiem bezpośrednim. Czy dotrysk benzyny pozwala na realne oszczędności? Ile to kosztuje?