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Klare Abgrenzung zwischen Klopfen und LSPI?
Kann jemand eine eindeutige Definition von LSPI und eine genaue Abgrenzung zum Klopfen erklären? Ich lese zwar immer wieder, dass die Ursachen verschieden seien, aber irgendwie werden dann zum LSPI doch wieder Erklärungen gegeben, die auch aufs Klopfen (nicht Klingeln) zutreffen.
Beispiel Wikipedia-Artikel "Vorentflammung":
"Sie unterscheidet sich vom Klopfen dadurch, dass ein Brennen des Gemisches bereits vor dem Ende des Verdichtungshubs und der Zündung anfängt."
Genau das passiert doch aber auch beim Klopfen. Wenn z.B. Ölkohle ein Glutnest im Brennraum bildet, an dem der sich der Kraftstoff lange vor dem Zündzeitpunkt entzündet, dann nannte man das doch auch bei Saugrohreinspritzern und Saugmotoren schon vor Jahrzehnten Klopfen, obwohl es laut obiger Erklärung LSPI sein müsste.
Ich würde verstehen, wenn man für aufgeladene, Downsizing-Direkteinspritzer der Sache einfach einen neuen Namen geben würde. Aber es wird ja immer wieder darauf hingewiesen, dass Klopfen und LSPI nicht identisch sind. Was sind also eindeutige Kriterien für das eine und das andere?
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14 Antworten
Hallo, ich musste est mal suchen, was "LSPI" sein soll: Low Speed Preignition, also Vorentflammung bei niedriger Drehzahl.
Zur Einordnung: Sowohl Klopfen als auch Vorentflammungen sind irreguläre Verbrennungsphänomene im Benzinmotor, die Bauteile überlasten und schädigen können.
Vorentflammung ist jegliche Flammenbildung, die vor dem Zündzeitpunkt stattfindet. Je kürzer vor Zünd-OT die Entflammung losgeht, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit, dass die VE von starkem Klopfen begleitet wird.
Als Klopfen bezeichnet man die schlagartige Verbrennung (Detonation) eines noch nicht von der regulären Flammfront erreichten Volumenteils des Brenngases aufgrund lokal ungünstiger thermischer und chemischer Gemischzusammensetzung. Ob die Flammfront von einer VE ausgeht oder vom Zündfunken, ist dabei egal.
Es gibt also Vorentflammungen (meinetwegen "LSPI"), die klopfen oder auch nicht. "Normales" Klopfen beginnt einige Grad KW nach Zündzeitpunkt in Brennraumregionen, die einige Entfernung zur Zündkerze haben.
Einen neuen Namen für die Probleme der hochaufgeladenen Turbomotoren halte ich nicht für notwendig. Vielmehr sind zum Verhindern schlaue Motorsteuerungsfunktionen gefragt, weil gerade früh beginnende, nicht klopfende Vorentflammungen extrem hohe Zylinderdrücke erzeugen, aber von der üblichen Klopfsensorik nicht erkannt werden.
"Klopfen" und "Klingeln" meinen das gleiche, das eine Wort ist seriöser, das andere lautmalender.
Zitat:
@Rockville schrieb am 30. Januar 2022 um 22:26:07 Uhr:
.... Was sind also eindeutige Kriterien für das eine und das andere?
Als Unterschid sehe ich:
Detonation Ursache ist zu höhe Gemischverdichtung für verwendete Benzinqualität, oder zu früh kommende Anzündung von Zündkerzen . Detonation verläuft explosionsartig. LSPI ist irreguläre Verbrennungsbeginn von zu heisse Teile, oder Glühneste im Brennraum und können chaotisch stattfinden. Gegen beide Ereignisse braucht man unterschiedliche Technische Maßsnahmen.
Zitat:
@Turboloewe schrieb am 31. Januar 2022 um 00:07:24 Uhr:
Ob die Flammfront von einer VE ausgeht oder vom Zündfunken, ist dabei egal.
Den Satz verstehe ich nicht. Ich kann auch nicht zustimmen, dass Klingeln und Klopfen dasselbe bedeuten.
Tatsächlich sind wohl die Ursachen für Klopfen und LSPI die gleichen. Der (einzige?) Unterschied scheint zu sein, dass LSPI so früh vor OT und mit so großen Kräften auftreten kann, dass ein einziger Verdichtungstakt mit Vorentflammung ausreichen kann, um den Kolben dieses Zylinders völlig zu zerstören, während das beim Klopfen nicht derart schnell geht.
Hier fand ich noch einige interessante Ausführungen: https://d-nb.info/1053918291/34
Aber auch dort werden zwar die verschiedenen Mechanismen erklärt, aber eine trennscharfe Unterscheidung zwischen den dort genannten Arten Klopfen, Extremklopfen, Vorentflammung und Glühzündung gibt es nicht.
LSPI passiert ohne Zündfunken - Spätverstellung ist wirkungslos, eher bei niederen Drehzahlen.
normales Klopfen findet nach dem Zündfunken statt und kann durch Spätverstellung vermieden werden.
Klopfen und Klingeln sind die hörbaren Auswirkungen der Verbrennungsstörung mit extremen Druckamplituden
Beim Klopfen geht es darum, dass das Luft-Kraftstoffgemisch im Brennraum nur in manchen Bereichen korrekt vorliegt. Im Moment der Zündung, zünden diese Bereiche nacheinander oder zumindest nicht in einem durchgehenden Prozess. Damit läuft die Explosion der Brenngase nicht mehr in einem Rutsch ab, sondern in mehreren kleineren, womit der Druck auf den Kolben geschwächt oder verzögert wird oder in mehreren kleineren Stößen erfolgt. Der Zündzeitpunkt ist hier grundsätzlich korrekt. Das Problem liegt in der Verteilung und Konsistenz / Mischung der Brenngase.
Beim LSPI erfolgt die Zündung zu früh, durch was auch immer (zu heiße Oberflächen im Brennraum, Glutnester, falscher Zündzeitpunkt, ...). Die Konsistenz und Verteilung des Brenngases kann dabei perfekt sein. Der Schlag auf den Kolben kommt trotzdem zur falschen Zeit.
Zitat:
@Rockville schrieb am 31. Januar 2022 um 00:52:31 Uhr:
Hier fand ich noch einige interessante Ausführungen: https://d-nb.info/1053918291/34
Aber auch dort werden zwar die verschiedenen Mechanismen erklärt, aber eine trennscharfe Unterscheidung zwischen den dort genannten Arten Klopfen, Extremklopfen, Vorentflammung und Glühzündung gibt es nicht.
Doch, gibt es:
Seite 34:
"Initiiert wird die Vorentflammung durch das Erreichen eines kritischen energetischen Zustands des Kraftstoff-Luft-Gemischs vor dem Zündzeitpunkt der Fremdzündung. Diese können verglichen mit der klopfenden Verbrennung nicht durch die Spätverstellung des Zündzeitpunkts verhindert werden. Trotz der Ähnlichkeiten zum Phänomen des Klopfens und Extremklopfens setzt die Vorentflammung vor der elektri-
schen Funkenzündung ein."
Seite 35:
"Die Glühzündung zeichnet sich dadurch aus, dass sich das Frischgemisch an überhitzten Stellen im Brennraum wie der Zündkerze, dem Auslassventil, dem Kolbenboden sowie den Quetschkanten im Zylinderkopf oder an Ablagerungen im Brennraum selbst entzündet. Die Flammenausbreitung ist dabei mit
der einer normalen Verbrennung vergleichbar. Dabei kann eine klopfende Verbrennung begleitend auftreten und der Zündzeitpunkt ist nicht kontrollierbar."
Zitat:
@0mega26 schrieb am 31. Januar 2022 um 09:56:24 Uhr:
Beim Klopfen geht es darum, dass das Luft-Kraftstoffgemisch im Brennraum nur in manchen Bereichen korrekt vorliegt. Im Moment der Zündung, zünden diese Bereiche nacheinander oder zumindest nicht in einem durchgehenden Prozess. Damit läuft die Explosion der Brenngase nicht mehr in einem Rutsch ab, sondern in mehreren kleineren, womit der Druck auf den Kolben geschwächt oder verzögert wird oder in mehreren kleineren Stößen erfolgt. Der Zündzeitpunkt ist hier grundsätzlich korrekt. Das Problem liegt in der Verteilung und Konsistenz / Mischung der Brenngase.
Beim LSPI erfolgt die Zündung zu früh, durch was auch immer (zu heiße Oberflächen im Brennraum, Glutnester, falscher Zündzeitpunkt, ...). Die Konsistenz und Verteilung des Brenngases kann dabei perfekt sein. Der Schlag auf den Kolben kommt trotzdem zur falschen Zeit.
Stelle doch bitte bereits richtig dargestellte Sachverhalte nicht nachträglich falsch dar! Der erste Teil Deines Beitrags zum Klopfen ist völliger Blödsinn!
Zitat:
@Rael_Imperial schrieb am 31. Januar 2022 um 09:57:18 Uhr:
Doch, gibt es:
Welche denn? LSPI tritt zeitlich vor dem Zündfunken auf und kann daher mit einer ZZP-Verstellung in Richtung spät nicht verhindert werden, während alle anderen genannten Arten erst mit/nach dem Zündfunken auftreten?
Das steht doch in meinem kurzen Auszug aus der Dissertation. Wenn es unverständlich ist, dann lies die Diss. doch bitte selber.
Sowohl die Vorentflammung als auch die Glühzündung entstehen vor dem Zündfunken, sind daher durch eine Zündzeitpunktverschiebung nicht beeinflussbar. Ihre jeweiligen Ursachen sind unterschiedlich, daher die Differenzierung.
Das "klassische" Klopfen, gegen welches die Klopfregelung eingesetzt wird, entsteht erst nach dem Zündfunken.
Saab hatte übrigens schon vor 30 oder 40 Jahren eine Erkennung von Vorentflammung/Glühzündung und hat damit den Ladedruck reduziert.
Zitat:
@Rael_Imperial schrieb am 31. Januar 2022 um 17:15:03 Uhr:
Das steht doch in meinem kurzen Auszug aus der Dissertation. Wenn es unverständlich ist, dann lies die Diss. doch bitte selber.
Mir ist deine großkotzige, herablassende Art schon paar mal aufgefallen. Die hat schon viele Diskussionen abgewürgt. Eine klare Antwort auf die Frage hast du aber auch nicht.
Was ist daran "großkotzig", wenn ich Dir vorschlage, die Dissertation zu lesen? Oder erwartest Du von mir, dass ich das für Dich mache und eine mundgerechte Zusammenfassung liefere?
Meine bereits geschriebene Kurzfassung war Dir ja offensichtlich zu kurz. Was soll ich machen??
Und welcher Teil meiner Antwort war nicht klar? Vielleicht kann ich es ja noch erhellen.
Noch ne Dissertation https://rosdok.uni-rostock.de/.../Dissertation_Benz_2015.pdf
Mein M274 Bedi mit Schichtladung (3 Modi) hat übrigens Multizündung/Mehrfacheinspritzung (lastabhängig bis zu 5x je Arbeitstakt)...nur mal so als ergänzender Einwand zu euren Ausführungen, wo ihr von einer einzigen Zündung/Einspritzung pro AT ausgeht....die Thematik ist scheinbar sehr viel komplexer...
Für mich war relevant in o.a. Diss, das es beim panschen mit 2-Takt-Öl MV 1:100 im Ottomotor zu keinen kritischen Vorentflammungen kommt....ist aber ein anderes Thema hier auf MT.
Zitat:
@jw61 schrieb am 31. Januar 2022 um 23:13:20 Uhr:
Für mich war relevant in o.a. Diss, das es beim panschen mit 2-Takt-Öl MV 1:100 im Ottomotor zu keinen kritischen Vorentflammungen kommt....ist aber ein anderes Thema hier auf MT.
Auf welche Stelle(n) in der Dissertation beziehst du dich da? Wird nicht eher gesagt, dass Öltröpfchen die Ursache für eine Vorentflammung sein können?
"Die Frage ist nun, wie Schmieröl in den Brennraum gelangt und so als mögliche Ursache für Vorentflammungen angesehen werden kann."
"Auf Grund des thermodynamischen Zustandes im Brennraum erfolgt die Verdampfung des Öltröpfchens. Somit kann lokal ein sehr reaktives Gemisch vorliegen, welches als potentielle Ursache für Vorentflammungen in Frage kommt."
https://www.motor-talk.de/.../...takt-oel-beimischen-t3775559.html?...
Man sollte in diesem Kontext auch normales Motoröl und 2-Takt-Öl differenziert betrachten, letzteres ist ausdrücklich für eine schadstoffarme/rückstandsfreie Verbrennung vorgesehen und hat zb. nur einen SAPS-Anteil von etwa 1/10 vom Motoröl, während die Verbrennung von Motoröl "unerwünscht" ist und möglichst vermieden werden soll, zb. durch Ölabstreifringe etc.