不断发展的车辆设计带来了新的润滑要求

电动化和其他符合排放标准和提高效率的技术正在改变动力传动系统润滑油的性能需求。

润滑油通过管理摩擦和防止部件过早磨损,在保护汽车硬件方面发挥着重要作用。
润滑油通过管理摩擦和防止部件过早磨损,在保护汽车硬件方面发挥着重要作用。
路博润公司

润滑油在保护汽车硬件方面发挥着重要作用,有助于管理摩擦,防止部件过早磨损。路博润公司产品经理Anouska Norman表示,如果配方适当,润滑剂可以提高性能,延长硬件寿命。

她说:“要做到这一点,润滑油必须与硬件相匹配——任何旧的润滑油都不行,尤其是在发动机和传动技术日趋成熟的情况下。”“如果使用不正确或不合格的润滑剂,可能会缩短硬件寿命,导致昂贵的维修费用,使车辆无法正常工作,或根本无法工作,在某些情况下,可能会导致无法弥补的损坏。”

正因为如此,制造商和润滑剂配方商在开发过程的早期合作是很重要的。这样做可以确保他们开发出一个协同工作的系统,并避免潜在的昂贵问题。

由于排放法规和电气化程度的提高,动力总成技术不断发展,为了确保润滑油在不断发展的系统设计中发挥应有的作用,早期合作变得更加重要。

低粘度油

为了达到预期的效率提升,低粘度发动机油和润滑油的使用近年来有所增加。壳牌润滑油OEM技术经理Stede Granger表示,这些流体具有更小的流动阻力、摩擦和能量损失,有助于提高效率。

“当液体变稀时,它更容易流过发动机和变速器。粘度的降低提高了传动的整体效率,”Norman解释道。然而,她说,重要的是要制定润滑剂,以便它仍然为应用提供必要的保护。

在某些情况下,制造商将改变其发动机或变速器,以更好地兼容低粘度油。格兰杰说,表面光滑的表面能够忍受低粘度的油,所以制造商会改变其旋转部件的表面,以适应润滑剂。某些类型的涂料也容忍低粘度的油,并可用于确保兼容性。 润滑油配方师需要认识到发动机设计的任何变化,以确保适当的发动机油性能。 润滑油配方师需要认识到发动机设计的任何变化,以确保适当的发动机油性能。 壳牌润滑油

格兰杰指出,发动机油有许多功能;其中最重要的是保持发动机活塞和活塞环的清洁。他说:“在柴油燃烧过程中,燃烧压力和温度确实很高。”“随着他们努力设计更省油的发动机和更清洁的发动机,这些温度和压力都在上升。因此,活塞的运行温度会更高,当这种情况发生时,对油的要求就会更高。”

机油需要尽可能地保持活塞和活塞环的清洁,以确保它们持续发动机的寿命。正因为如此,像壳牌这样的润滑油配方商需要认识到制造商可能为提高发动机效率而做出的任何改变。由于发动机在较热的温度下运行,旧油可能无法正常工作。格兰杰说,像壳牌Rotella这样的产品在开发过程中添加了大量添加剂,以在发动机的整个生命周期内保持活塞和活塞环的清洁。

格兰杰说,为了跟上不断变化的发动机设计和需求——比如延长油的排放间隔——下一代机油的配方更加抗氧化,能够在更长时间内承受更高的温度。

格兰杰说,在开发下一代产品时,壳牌公司经常与发动机制造商合作,因为他们也在开发最新产品。测试是在原型上进行的,有时只评估润滑剂的一个方面,如粘度,以了解产品如何协同工作。然后进行更改或添加其他特性以进一步测试和评估兼容性。

与制造商的早期合作不仅可以确保发动机和机油的协同工作,而且一旦新发动机上市,就可以为客户提供合适的机油。

汽车电气化的润滑剂考虑因素

在今天的车辆和设备设计中引入了更多的电子元件,这就需要重新评估所使用的润滑剂。诺曼说,电力系统中更高的电压和更多的铜线使用增加了腐蚀的可能性。润滑油的导电性也是一个问题,因为它可能会导致通过变速器或轴壳的冲击风险。

电动机运行的速度也在不断增加,从而产生更多的热量,所选择的润滑剂能够有效地管理热量,同时也确保不会形成可能导致硬件损坏的有害沉积物。

格兰杰指出,电气化系统在润滑剂中引入了更多的铜,这就要求润滑剂能够在充满铜的环境中工作。他解释说:“随着油的老化,它们会产生酸性的氧化产物,我们必须确保当油老化时,它们仍然可以保护成分。”

与制造商的早期合作可以确保发动机和机油能够协同工作。 与制造商的早期合作可以确保发动机和机油能够协同工作。 壳牌润滑油 通过了解系统中使用的组件和材料,以及所需的特定性能目标,润滑油配方师能够更好地开发出满足制造商要求的产品。Norman说:“在生产过程中尽早了解这些目标可以加快润滑剂技术的开发,缩短制造商的上市时间。”对于润滑油公司和制造商来说,这降低了项目后期额外开发和测试成本的可能性。”

如何克服这些挑战各不相同。格兰杰说,在提高导电性的情况下,改变润滑剂中添加剂的类型可能是有益的。

他指出,评估润滑剂在现场的表现是制定润滑剂配方时的一个重要方面。在某些情况下,润滑剂会从环境中吸收水蒸气,导致导电性的变化。尽早与OEM合作,评估润滑剂及其所使用的系统在现实世界中的表现,对于克服这一问题至关重要。

系统中使用的材料及其与润滑剂的兼容性应该是制造商的关键考虑因素。Norman说:“如果所用的润滑剂和材料不兼容,就会出现腐蚀、材料退化、泄漏和换挡问题,如抖动(换挡)和噪音。”

她指出,在一个案例研究中,一家设备制造商在没有考虑流体兼容性的情况下,选择了一种新型聚合物材料用于变速器外壳。她说:“当变速器在工作温度下进行评估时,聚合物材料失去了结构完整性。”“如果早点考虑流体特性,就可以提出替代聚合物材料。”

Norman表示,润滑油配方师可以在材料选择和润滑剂方面提供指导,以确保OEM实现其性能目标。“这次合作将帮助制造商创建一个能够提供理想性能的系统,同时优化效率和硬件寿命。”

此外,与润滑剂专家的合作有助于确保进行适当的测试,以评估系统流体和硬件的性能,这将有助于降低现场故障的风险。

诺曼说,当柴油颗粒过滤器(DPF)最初被开发出来时,汽车制造商与润滑油配方商密切合作,以确保高效运行。她解释说:“某些添加剂化学物质会在DPF中形成沉积物,从而限制排气流量。”反过来,这会增加排气背压,降低燃油经济性,缩短DPF的使用寿命,并可能导致严重的发动机损坏。 随着时间的推移,氧化会增加流体的导电性,这可能会对带电传输造成潜在危害。 随着时间的推移,氧化会增加流体的导电性,这可能会对带电传输造成潜在危害。 路博润公司

“通过在DPF部署之前进行合作,开发了一种不太容易形成沉积物的配方架构。这种类型的润滑剂保持适当的排气流量,”她说。“如果没有这种协同发展,dpf将需要超大规模,成本更高。”

诺曼说,今天的混合动力变速箱已经设计成与现有的流体工作。然而,随着它们的不断发展,将有机会通过使用专门为新设计优化的流体来实现增强。“通过硬件和润滑油的同步开发,我们将看到更高效的系统,从而带来更好的车辆性能和燃油经济性。”

她表示,路博润已经开发出专门针对未来混合动力和电动传动系统所面临的技术挑战的润滑油。“这些润滑油技术将能够在极低粘度的情况下,在持续高温和可能的高速运行环境下,提供电气兼容性性能。

她说:“在某些领域,现有的性能标准可能需要调整,例如,针对高速电机加强轴承保护和传热,同时针对越来越薄的流体加强泡沫抑制。”“铜组件和合金使用的增加也将促使人们更加关注铜的腐蚀性能和测试方法,并改善铜的腐蚀。在其他领域,我们有全新的性能要求,如导电性目标和与建筑高分子材料的兼容性。”

随着整车厂采用电气化战略和其他技术来提高整体车辆效率,作为系统一部分设计和优化的润滑剂将使并确保硬件在最佳状态下运行,从而提高效率。

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