Wichtige fakten zu LSPI

Was bedeutet LSPI?

LSPI bzw. Niedrigdrehzahl-Frühzündung (Low Speed Pre-Ignition) tritt während des Verbrennungsvorgangs auf und kann erhebliche Schäden verursachen. Das Kraftstoff/Luft-Gemisch wird zu früh gezündet und verursacht einen extrem hohen Zylinderdruck.

LSPI führt oft zu lauten Motorgeräuschen. Das ist allerdings nur ein Teil des Problems, da LSPI zu erheblichen Motorschäden führen kann und dadurch eines der gravierendsten Probleme der heutigen Motortechnologie darstellt.

Warum tritt LSPI auf?

Hier einige wichtige Fakten: Um den weltweiten Bedarf nach einem effizienteren Kraftstoffverbrauch zu erfüllen, haben die Fahrzeughersteller kleinere Benzinmotoren mit Turbolader entwickelt, die auch als aufgeladene Motoren bezeichnet werden. Diese Motoren können mit niedrigeren Drehzahlen und hohem Drehmoment betrieben werden und bieten entsprechend den vom Markt gesetzten Maßstäben und auch den in verschiedenen Ländern eingeführten Rechtsvorschriften einen hervorragenden Wirkungsgrad und eine höhere Leistungsdichte.

Ford und GM haben Motoren mit weniger Zylindern und geringerem Hubraum von z. B. 1,0 Litern eingeführt. Diese sollen leistungsmäßig Vierzylindermotoren mit 1,6 Litern Hubraum ebenbürtig sein, aber 20 % weniger Kraftstoff verbrauchen und geringere CO2-Emissionen verursachen. Die gewaltige jährliche Produktionsmenge dieser Motoren zeigt deutlich den Fortschritt an. 

Bei diesen Motoren sind jedoch Probleme aufgetreten. Es ist festgestellt worden, dass eine als LSPI bzw. Niedrigdrehzahl-Frühzündung bezeichnete vorzeitige Verbrennung vor der üblichen per Funken gesteuerten Verbrennung auftreten kann, die vom Fahrer als Klopfgeräusch wahrgenommen wird.

Es ist bekannt, dass LSPI bei kleineren Motoren auftritt. Die genaue Ursache ist jedoch noch nicht festgestellt worden. Einer Theorie zufolge gelangen über einen Spalt zwischen dem Kolben und der Zylinderwand Öltröpfchen in die Verbrennungskammer. Dort kommt es zu Wechselwirkungen mit Kraftstoff und Verbrennungsprodukten. Alternativ wird angenommen, dass die Zündung durch Ablagerungen verursacht wird. Es wurden Nachweise für beide Fälle erbracht, eine alleinige Ursache aber nicht gefunden.

Welche Auswirkungen hat LSPI?

Nicht nur die Geräusche sind problematisch, sondern auch die schweren Motorschäden, die durch LSPI sehr schnell verursacht werden können. Wenn LSPI auftritt, bewegen sich die Kolben und Pleuelstangen nach oben, was sie besonders anfällig für Beschädigungen macht. Es können Kolbenringe beschädigt werden oder im schlimmsten Fall zu Bruch gehen, Pleuelstangen können deformiert und Zündkerzen können in Mitleidenschaft gezogen werden.

Durch LSPI werden die Möglichkeiten der Fahrzeughersteller eingeschränkt, Turbolader mit Höchstleistung zu betreiben. Das ist ein erheblicher Nachteil, der den Fortschritt behindert.

Wie kann dieses Problem gelöst werden?

Wie kann LSPI verhindert werden? Die Gefährlichkeit von LSPI und seines unerwarteten Verhaltens stellen die Forschung vor ein schwieriges Problem. Es gibt allerdings berechtigte Gründe zu der Annahme, dass die Schmierstoffzusammensetzung ebenfalls eine Rolle bei der Eindämmung von LSPI spielen kann. In dieser Angelegenheit sind von den Additivlieferanten wegweisende Forschungsarbeiten durchgeführt worden.

Zum Beispiel scheint LSPI häufiger bei Verwendung von Ölen mit höherem Kalziumanteil aufzutreten. Andererseits scheint LSPI durch die Verwendung von Reinigungsmitteln auf Magnesiumbasis nicht verstärkt zu werden. Es gibt sogar Hinweise darauf, dass es verringert wird.

Die Lösung des LSPI-Problems ist nicht so einfach wie der Austausch eines Bestandteils gegen einen anderen. Jeder Bestandteil hat mehrere Aufgaben, und eine Änderung der Ölzusammensetzung hat verschiedene Auswirkungen auf die Schmierstoffqualität.

Verhinderung von LSPI und die entsprechende Formulierung in Spezifikationen

Die Bemühungen der Schmierstoffindustrie um die Entwicklung eines geeigneten Motortests zur effektiven Messung der Schmierstoffzusammensetzung zur Verhinderung von LSPI dauern an. Unser primäres Ziel ist die Entwicklung hochmoderner Schmierstofftechnologien, die zur Beseitigung von LSPI beitragen, damit die OEMs die Entwicklung von kraftstoffsparenden, schadstoffarmen Motoren voranbringen können.

Für die nahe Zukunft geplante Ölspezifikationen enthalten bereits Maßnahmen zur Verhinderung von LSPI. ILSAC GF-6 wird wahrscheinlich einen Test eines Ford-Motors beinhalten, mit dem die Verringerung der Wahrscheinlichkeit des Auftretens von LSPI nachgewiesen werden kann.

Fazit:

• LSPI bzw. Niedrigdrehzahl-Frühzündung tritt bei der Verbrennung auf und ist für den Motor schädlich.
• Es ist bekannt, dass LSPI bei kleineren Motoren auftritt, allerdings ist die Ermittlung der genauen Art des Problems schwierig.
• Neben den durch das Problem verursachten erheblichen Geräuschen kann LSPI Motorschäden verursachen.
• Es gibt deutliche Anzeichen, dass die Schmierstoffzusammensetzung eine Rolle bei der Eindämmung von LSPI spielen kann.
• Unser Ziel ist die Einführung moderner Schmierstofftechnologien, die zur Verringerung von LSPI beitragen, damit die OEMs die Produktion von kraftstoffsparenden, schadstoffarmen Motoren voranbringen können.