當(dāng)前，在全球氣候變化和中國(guó)“雙碳”目標(biāo)背景下，中國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)低碳化發(fā)展已呈現(xiàn)必然趨勢(shì)。
由工業(yè)和信息化部指導(dǎo)、中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)編制的《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖2.0》提出，我國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)碳排放總量于2028年左右提前達(dá)到峰值，到2035年較峰值下降20%以上。
我國(guó)作為新能源汽車產(chǎn)業(yè)大國(guó)，新能源汽車銷量已連續(xù)9年位居全球首位。可以預(yù)見，未來10年我國(guó)節(jié)能和新能源汽車將迎來高速發(fā)展期，混合動(dòng)力汽車、電動(dòng)汽車占汽車年銷量的比例將持續(xù)上升。
盡管如此，在未來相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，燃油車和新能源車仍將并存，并且燃油車處于市場(chǎng)主導(dǎo)地位。因此，車用潤(rùn)滑油需要加快綠色低碳轉(zhuǎn)型。
內(nèi)燃機(jī)油向高效、節(jié)能、環(huán)保發(fā)展
內(nèi)燃機(jī)油作為發(fā)動(dòng)機(jī)的血液，起到潤(rùn)滑、冷卻、清潔、防腐等關(guān)鍵作用，是確保發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定高效運(yùn)行的關(guān)鍵材料。
隨著渦輪增壓、缸內(nèi)直噴等先進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，以及混動(dòng)、氫能、生物燃料等低碳、零碳發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的不斷成熟，與之相匹配的內(nèi)燃機(jī)油向著更節(jié)能、更環(huán)保、更長(zhǎng)換油期的方向發(fā)展，內(nèi)燃機(jī)油標(biāo)準(zhǔn)及評(píng)定臺(tái)架自主化得到越來越多的重視。
其中，更節(jié)能要求發(fā)展高性能的低黏度汽油機(jī)油和柴油機(jī)油，以及混合動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)油；更環(huán)保不僅要求發(fā)展低硫、低磷、低灰分添加劑單劑和配方技術(shù)，生物基基礎(chǔ)油、添加劑和配方技術(shù)，還需要研發(fā)生物柴油、氫氣、甲醇、氨氣等低碳、零碳燃料專用內(nèi)燃機(jī)油配方技術(shù)，并采用廢油再生基礎(chǔ)油及配方技術(shù)，實(shí)現(xiàn)資源循環(huán)利用；更長(zhǎng)換油期需要發(fā)展2萬公里換油期的汽油機(jī)油、10萬公里以上換油期的柴油機(jī)油等長(zhǎng)壽命高性能內(nèi)燃機(jī)油。
據(jù)測(cè)算，通過降低黏度、改善黏溫性能、使用摩擦改進(jìn)劑和多級(jí)油等方式減少摩擦，提高能量利用效率，開發(fā)的內(nèi)燃機(jī)油較普通潤(rùn)滑油降低綜合油耗1%～3%。
2023年，中國(guó)石化石油化工科學(xué)研究院參與制定的國(guó)內(nèi)第一個(gè)柴油機(jī)油自主標(biāo)準(zhǔn)——D1柴油機(jī)油規(guī)格國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)誕生。目前，研究院正在積極布局和聯(lián)合開發(fā)G1汽油機(jī)油、NG1天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)油等國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)及自主評(píng)定臺(tái)架。
開發(fā)電動(dòng)汽車專用潤(rùn)滑油
現(xiàn)階段，電動(dòng)汽車在汽車結(jié)構(gòu)、材料介質(zhì)等方面與傳統(tǒng)燃油車存在較大差異，而且電動(dòng)汽車呈現(xiàn)小型化、輕量化、高效率、高電壓的發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)電驅(qū)動(dòng)專用潤(rùn)滑油提出了新的技術(shù)要求和挑戰(zhàn)。
一是新能源汽車電驅(qū)系統(tǒng)的電安全性。由于電機(jī)和電控單元的存在，電驅(qū)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)存在電學(xué)環(huán)境，因此需要油品具有良好的電絕緣性。通過對(duì)潤(rùn)滑油化學(xué)組分及配方技術(shù)的系統(tǒng)研究，我們對(duì)電動(dòng)汽車潤(rùn)滑油油品的電安全性能有了深入認(rèn)識(shí)，并且順利解決了這一問題。
二是油品電機(jī)絕緣材料兼容性。電機(jī)結(jié)構(gòu)中包括多種類型電機(jī)絕緣材料，以及大量的銅部件。為此，我們建立了新的油品測(cè)試方法，并通過深入探究各類基礎(chǔ)油組分和添加劑組分對(duì)電機(jī)絕緣材料性能的影響，解決了油品材料兼容性的問題。
三是用戶端提高電驅(qū)系統(tǒng)效率、增加整車?yán)m(xù)航里程的要求。要提高電驅(qū)系統(tǒng)效率，可以降低油品運(yùn)動(dòng)黏度，同時(shí)要解決油品低黏化帶來的電驅(qū)可靠性問題。我們立足添加劑分子設(shè)計(jì)與創(chuàng)新，開發(fā)了新能源汽車全國(guó)產(chǎn)化電驅(qū)動(dòng)潤(rùn)滑油，在主流電驅(qū)平臺(tái)上效率明顯提高，而且兼顧了可靠性。
未來，隨著電動(dòng)汽車技術(shù)的不斷進(jìn)步，特別是在電機(jī)設(shè)計(jì)高轉(zhuǎn)速、高電壓的發(fā)展趨勢(shì)下，油品發(fā)揮的作用越來越關(guān)鍵，電動(dòng)汽車潤(rùn)滑油技術(shù)有待進(jìn)一步提升。
車用潤(rùn)滑油面臨的機(jī)遇和挑戰(zhàn)
在“雙碳”背景下，車用潤(rùn)滑油正向低黏化發(fā)展，更加注重節(jié)能減排。潤(rùn)滑油標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)日趨國(guó)際化，不僅國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織紛紛制定或研制內(nèi)燃機(jī)油節(jié)能規(guī)格，而且適應(yīng)國(guó)內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)的潤(rùn)滑油標(biāo)準(zhǔn)正在得到越來越多行業(yè)的重視。
比如，全球潤(rùn)滑油試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)小組（GLTST）及美國(guó)、法國(guó)和德國(guó)等國(guó)家紛紛開展電動(dòng)汽車潤(rùn)滑油實(shí)驗(yàn)方法的研究。我國(guó)也發(fā)布了首個(gè)電驅(qū)動(dòng)潤(rùn)滑油行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，目前正在積極籌備電驅(qū)動(dòng)潤(rùn)滑油國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的制定工作。
一大批新能源汽車的發(fā)展，對(duì)潤(rùn)滑油技術(shù)產(chǎn)品提出了新的挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)檢測(cè)方法已不能滿足發(fā)展需求。
以電動(dòng)汽車電驅(qū)動(dòng)用潤(rùn)滑油為例，一是客戶對(duì)提高油品的電驅(qū)效率要求會(huì)越來越苛刻，油品的低黏化會(huì)是一個(gè)重要發(fā)展趨勢(shì)，但需要綜合評(píng)估油品超低黏化帶來的新問題；二是在電驅(qū)系統(tǒng)高電壓設(shè)計(jì)下，存在齒輪和軸承耐久性、傳熱特性、電性能、銅腐、材料相容性等缺乏針對(duì)性問題，因此需要開發(fā)一些新的潤(rùn)滑油檢測(cè)評(píng)定方法，并建立試驗(yàn)方法與產(chǎn)品性能之間的有效關(guān)聯(lián)，這需要行業(yè)內(nèi)密切合作共同完成。
在“雙碳”政策引領(lǐng)下，綠色低碳認(rèn)證將成為潤(rùn)滑油脂產(chǎn)品的重要標(biāo)簽，而完善的產(chǎn)品規(guī)格及標(biāo)準(zhǔn)體系也是產(chǎn)品認(rèn)證的必要基礎(chǔ)。
與此同時(shí)，與傳統(tǒng)燃油發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行工況相比，新能源混合動(dòng)力專用發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比更高、頻繁起停次數(shù)更多、中高負(fù)荷占比更大、燃油消耗更低。因此，混合動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)配套發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油的抗高溫沉積物、水分相容性、金屬抗腐蝕性、抗磨性、節(jié)能性提出了更高要求，需要采用專用的發(fā)動(dòng)機(jī)油產(chǎn)品為其提供可靠潤(rùn)滑保護(hù)。
除此之外，氫氣、生物燃料、醇類等低碳零碳燃料，相較于傳統(tǒng)的汽油、柴油等化石燃料，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)油的抗氧化性能、抗乳化性能、抗腐蝕性能等有著更加苛刻的要求，因此對(duì)低碳零碳燃料專用發(fā)動(dòng)機(jī)油的研發(fā)提出了挑戰(zhàn)。
（作者系中國(guó)石化石油化工科學(xué)研究院有限公司潤(rùn)滑油脂研究室副主任，本報(bào)記者沈春蕾根據(jù)其在2024潤(rùn)滑技術(shù)大會(huì)上的報(bào)告整理）
責(zé)任編輯： 江曉蓓
標(biāo)簽：車用潤(rùn)滑油
節(jié)能低碳
京公網(wǎng)安備 11010802020613號(hào)