传统减摩抗磨手段
.润滑油脂添加剂:摩擦改进剂、油性剂、极压抗磨剂、清净分散剂等
.二烷基二硫代磷酸锌(ZDDP)和二烷基二硫代氨基甲酸钼(MoDTC),生物毒性;硫酸盐灰分、磷、硫污染环境
.固体润滑剂:二硫化钼、石墨、PTFE等
.机械设备面临日益严苛的服役工况环境:宽温域、极限高/低速、极限重/轻载、腐蚀、高真空、强辐射等
新型减摩抗磨手段
.表面织构技术
.纳米材料添加剂
.先进的涂层
.新型耐磨材料
.表面膜技术
.新型润滑介质
含有的P,S等元素会对尾气催化剂(三元催化剂)产生毒害作用:产生严重犁沟现象。在5.55 MPa产生200 ℃ ZDDP 混合油。
ZDDP作为极压抗磨剂的代表,其劣势表现:
1. ZDDP中的磷会使催化转化器中的贵金属催化剂中毒。
2. 在一些恶劣条件下(接触应力超过70MPa,温度超过200℃的)都面临着抗磨性能不足的困境。
传统的添加剂在抗磨性能也面临着严重的挑战。
3. 由于环境污染等原因,磷化物和硫化物是被严格限制使用,逐步被替代是大势所趋。
全合成纳米陶瓷自修复剂
经过近20年的科技攻关,突破国外技术壁垒,解决我国高端装备发展中摩擦磨损问题而研发产品。
技术指标 |
参数 |
粒径 |
小于30nm |
腐蚀性 |
无 |
挥发性 |
无 |
成膜能力 |
强 |
成膜强度 |
类金刚石(DLC |
硫、磷、氮或锌% |
无 |
本发明专利源自为解决航天和军工领域国外技术壁垒而开发,解决工业领域的摩擦、磨损领域问题而开发的颠覆性技术产品,是解决国外“卡脖子”的关键技术。
研发团队负责人在清华大学摩擦学国家重点实验室博士期间、清华大学汽车系博士后期间,北京交通大学任教期间,经过20多年的不断研发突破,已可实现全人工合成制备纳米级别智能在线自修复剂产品。
产品由全人工合成工艺制备,性能稳定,性价比高。生产环节及应用环节可全过程实现“0”排放,符合国家“3060”双碳战略目标鼓励的高端装备领域发展的新材料技术。
应用案例
一、在轨卫星轴承测试
某所在轨卫星在轨期间轴承不能维修,所处环境恶劣,为增加其可靠性,采用本产品。
高低温:火星表面温度-63℃,月面最高温度123 ℃;
高真空:10-3Pa以上;
大载荷:接触应力超过1GPa;
达到的关键指标:
在内外圈滚道形成厚度大于2µm的自修复膜,修复膜表面干摩擦系数小于0.1;相同工况条件下,纳米硅酸盐自修复剂的使用将轴承寿命提高50%,可靠性提高30%。
二、某航空发动机某轴承
应用对象为涂覆有含有纳米硅酸盐材料的润滑涂层,试验介质为含有微量污染物包括三氧化二铁、氧化亚铁、工业粉尘等(含量为11.254mg/L)的RP-3型航空煤油
转速8,000rpm,
接触载荷0.85~1.36GPa。
达到的关键指标为:
相同工况条件下,含纳米硅酸盐自修复剂的涂层较传统涂层磨损量降低大于50%,服役寿命提高4倍。
三、新能源车测试
联合长城润滑油公司研制了新能源公交车用变速箱油。该油在原来齿轮箱油的基础上提高了抗高温氧化安定性,并顺利通过了清华大学汽车系电动车的台架试验。
为了进一步验证该油的性能,做了如下测试:
1. 2010年4月份,在上海世博会上运行的3辆燃料电池车上使用了此油,经过半年多的试验表明该油表现良好,尤其是经过了上海炎热夏季的考验后进一步证明了此油的可靠性。
2. 2011年6月至2012年6月,在北京市的新能源公交车上进行了行车试验。对8辆纯电动公交车的AMT内加注了齿轮油75W/90,作为对比另外选取了一辆同样的车型和齿轮箱加注了GL-5。
3. 2012年6月份,德州公交集团选取5辆混合动力公交行车试验。
四、台架试验
试验台架:清华大学汽车系电动大客车动力总成试验台。
试验所用变速箱:清华汽车系电动车组与綦江齿轮厂共同研发。
整个试验分为4组:
试验1: 低速高扭矩试验;
试验2: 高速低扭矩试验;
试验3: 冲击试验;
试验4: 高速冲击试验。
试验目的:
通过试验1和试验2来考察齿轮油的抗磨损、抗檫伤和抗疲劳性能。
通过试验3和试验4评定齿轮油在加速和冲击下的抗擦伤性能。
结论:台架试验表明MTF75W/90商用车手动变速箱专用油具有良好的抗磨损、抗疲劳和抗擦伤性能。
五、新能源车测试1
上海世博会燃料电池车(氢能)测试结果:
2010年4月份,在上海世博会上运行的3辆燃料电池车(氢能)上使用了此油,经过半年多的试验表明该油表现良好,尤其是经过了上海炎热夏季的考验后进一步证明了此油的可靠性。
六、新能源车测试2
北京纯电动公交车测试结果:
1.所检测的8辆公交车加入了75W/90的纯电动车,除一辆车因变速箱密封件损坏润滑油被污染无法作为参考外,其余7辆车在不同行驶里程取油样进行铁谱分析表明:油液中无明显大磨粒存在,小磨粒的浓度较低,表明齿轮箱磨损状态良好,没有发现异常的磨损。
2.加入GL-5的齿轮箱运行8,103公里以后油液的铁磁颗粒就达到了很高的浓度,运行到11,144和20,000公里以后油液中铁磁颗粒出现堆积现象,表明磨损严重。
3.比较GL-5和75W/90的铁谱结果可以很明显的看出后者的性能远远优于前者。因此使用75W/90能够减轻变速箱的磨损,提高变速箱的使用寿命,提高整车的性能。
4.试验表明75W/90在纯电动车公交车上具有优良的使用性能。
七、新能源车测试3
德州混合动力公交车测试结果:
75W/90齿轮油在5辆混合动力公交车变速箱上运行30,000公里后,取油样进行铁谱分析,结果发现铁磁力线稀疏,磨粒浓度较低,磨粒尺寸细小。表明该齿轮油在混合动力公交车上的性能优良。
应用场景
内燃机:汽车、发动机、火车内燃机机车、军工装甲车等;
齿轮箱:风机齿轮箱、汽车变速箱、减速机、特殊传动变速器等;
轴承:风机水泵传统行业轴承润滑、电动机轴承润滑、压缩机空分机械领域润滑、大型传动与压延机械领域润滑等;
航空机械与燃气轮机:飞机发动机轴承润滑、汽轮机润滑、燃气轮机润滑、透平膨胀机等领域。
高可靠性难维护装备:航空航天飞行器、风电装备、核电装备等
苛刻工况(高温、重载等):航空发动机等
要求长寿命高可靠性的装备:高铁
对节能环保及长寿命有特殊要求的装备:工程机械等
腐蚀严重的动部件:船舶、舰艇等
专业的解决方案
智能健康管理平台全面润滑管理:提供监测、诊断、风险提示以及改善方案,帮助用户实现主动运维。
举例:运输货车
1. 按照每辆车年行驶里程150,000万公里,油耗33元/100公里,取10%的节能计算,一年的节油费用是:150,000公里/100*33L/100公里*10%*7元/L=34,650元
按照车队1,000辆车规模核算:利润预计增加3,465万元(近4,000万元)
2.服役寿命增加30%,由100万公里,增加到130万公里,那么单车在服役寿命期间创造
效益多30%。
3.大大减少因尾气排放不达标而面临环保处罚停运风险。
举例:风力发电
纳米陶瓷智能自修复剂以润滑油/脂为载体,可实现风电装备零部件的在线磨损自修复,从而提高风机工作可靠性,减少维修频次,提高发电效率2%以上,延长设备服役寿命30%以上。风机运行工况非常恶劣,维护难度高,运行过程中需要承受极大载荷,且经常受到冲击、振动、高低温等恶劣工况的影响,这使得传统润滑油脂不能形成稳定有效的润滑膜,导致风机齿轮箱内的轴承和齿轮等磨损加剧,效率下降,能耗增加,严重的情况下造成设备无法运转。
纳米陶瓷智能自修复技术针对风机轴承和齿轮等关键零部件的润滑,可在设备不拆解的情况下实现对零部件损伤部位的自修复,在零件对磨表面生成纳米级或微米级厚度的高硬度、高耐磨低摩擦陶瓷修复层,大大提高风机的工作可靠性,降低风机的维修费用,提高能源产出。
纳米智能在线自修复剂,由于其强大的在线自修复功能,可大幅实现降本增效:
1.降本:减少因装备齿轮箱故障停机维修,大大降低维修支出。——降低运维成本
2.增效:延长整机设备使用寿命,增加发电效率——提高净发电量
3.实现降低度电成本——主机厂与业主单位双赢
说明:
以5MW风电机组为例,主齿轮箱润滑油用量350升左右,年运行2,000小时计算,提高齿轮箱效率2%,
年投入成本:20,000元,年收益:5,000kW*2,000h*2%=200,000kWh,每kWh按0.5元计算,年收益100,000元。
风电机组损坏到一定程度,将不可逆。
在风电机组早期开始使用产品,将会起到防微杜渐的效果,整机回报率大幅提高。
装备再制造平台
替换下零部件进行装备再制造,延长部件使用寿命。
1.纳米陶瓷固体润滑涂层:解决高温、抗磨、防腐等。
2. 激光增材再制造。
联系Email:该 Email 地址已受到反垃圾邮件插件保护。要显示它需要在浏览器中启用 JavaScript。