目前,高達(dá)25%的汽車油耗用于克服摩擦,所以降低摩擦后,汽車發(fā)動(dòng)機(jī)用更少的油可以輸出相同的動(dòng)力。
盡管不少汽車業(yè)內(nèi)人士對(duì)“機(jī)動(dòng)車是中國(guó)城市霧霾重要來源”的說法仍不認(rèn)同,但毋庸置疑的是,大量氮氧化物、顆粒物等污染物會(huì)經(jīng)由汽車尾氣排出。
據(jù)清華大學(xué)汽車產(chǎn)業(yè)與技術(shù)戰(zhàn)略研究院院長(zhǎng)趙福全預(yù)測(cè),到2020年中國(guó)汽車年銷量將達(dá)到3000萬(wàn)輛,而2012年的這一數(shù)字為1930.64萬(wàn)輛。
中國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展給環(huán)境帶來污染的同時(shí),其對(duì)能源的需求也與日俱增。在近日舉行的“殼牌與清華大學(xué)攜手舉辦的潤(rùn)滑油技術(shù)講座”上,多位與會(huì)資深業(yè)內(nèi)專家均指出,利用潤(rùn)滑油降低汽車摩擦帶來的能耗損失,對(duì)于節(jié)能減排具有重要意義。
殼牌全球商用技術(shù)副總裁Selda Gunsel對(duì)記者指出:“調(diào)查表明,利用最適合的最優(yōu)質(zhì)的潤(rùn)滑油可以提高燃油經(jīng)濟(jì)性。而且,如果潤(rùn)滑油供應(yīng)商、汽車零部件制造商和原始設(shè)備制造商共同研發(fā),為不同的車提供定制產(chǎn)品,那么燃油經(jīng)濟(jì)性可以得到更大的提高。”
摩擦帶來能量損失
在新能源汽車仍然無法挑起大梁之時(shí),汽油車在今后很長(zhǎng)一段時(shí)間里仍將是中國(guó)人購(gòu)買家用車的首選。
但是,家用汽油車以及貨用柴油車等給環(huán)境帶來的負(fù)面影響是顯而易見的。
2011年中國(guó)機(jī)動(dòng)車排放污染物4607.9萬(wàn)噸,比2010年增長(zhǎng)3.5%。其中汽車是機(jī)動(dòng)車污染物總量的最主要“貢獻(xiàn)者”,排放出的氮氧化物和顆粒物占總量的90%以上。
與此同時(shí),2013年中國(guó)石油對(duì)外依存度預(yù)計(jì)將超過60%,如何在中國(guó)汽車保有量繼續(xù)上升時(shí)保證石油供應(yīng)的充足已經(jīng)成為嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。
“如何節(jié)能已經(jīng)是困擾中國(guó)汽車業(yè)甚至是影響中國(guó)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的最大問題,而節(jié)能就等于減排。”趙福全對(duì)記者說。
眾所周知,摩擦?xí)?dǎo)致汽車能量損耗、機(jī)械效率降低、設(shè)備故障以及可靠耐久性能降低。而摩擦損失更是造成汽車主部件發(fā)動(dòng)機(jī)與變速箱能量損耗的主要原因之一。
研究數(shù)據(jù)顯示,2009年全球范圍內(nèi)有208億升燃油被用于克服乘用車的摩擦損失,每輛乘用車每年平均消耗340升燃油用于克服摩擦帶來的能量損失。
趙福全說:“一般認(rèn)為,摩擦消耗占汽車燃料消耗能源的10%~20%。甚至有研究認(rèn)為,汽車高達(dá)25%的油耗用于克服摩擦功能上。”
其中,汽車發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)中損失的能量包括排氣、冷卻液損失以及摩擦損失。其實(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)的摩擦損失是完全無用而且可以降低的。摩擦損失降低后,可以直接提高發(fā)動(dòng)機(jī)的有效輸出。
趙福全指出,降低摩擦后發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相同的動(dòng)力就意味著少燒油,“換言之,摩擦功降低的發(fā)動(dòng)機(jī)消耗同樣數(shù)量的油可以為汽車‘多干活’”。
“汽車血液”——潤(rùn)滑油
那么,究竟應(yīng)當(dāng)如何降低汽車發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱等部件的摩擦?
目前,在汽車上使用潤(rùn)滑油是最直接也是最有效的方法。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油的主要作用包括潤(rùn)滑減摩、冷卻降溫、清洗清潔、防銹防蝕等。在使用潤(rùn)滑油后,可使汽車降低發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱和底盤等因摩擦而喪失的部分能量。譬如,發(fā)動(dòng)機(jī)利用潤(rùn)滑系統(tǒng)向摩擦表面供應(yīng)潤(rùn)滑油,可以解決部分摩擦磨損的問題。
浙江吉利汽車研究院有限公司副院長(zhǎng)陳勇對(duì)記者說:“潤(rùn)滑油相當(dāng)于汽車整體構(gòu)造中的‘血液’。”
“開發(fā)出真正有競(jìng)爭(zhēng)力的、能夠降低摩擦功的潤(rùn)滑油,我認(rèn)為這對(duì)今后延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)使用壽命等的貢獻(xiàn)將是巨大的。”趙福全說。
而對(duì)于汽車動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)中的重要部分——變速箱來說,潤(rùn)滑油的作用尤為重要。變速箱潤(rùn)滑油是一種能夠保持汽車排擋系統(tǒng)清潔的油類用品,并能起到潤(rùn)滑延長(zhǎng)傳動(dòng)裝置壽命的作用。
不過,近年來隨著全球汽車研發(fā)中各種新變速箱技術(shù)的發(fā)展,加之為實(shí)現(xiàn)降低二氧化碳排放和提高燃油經(jīng)濟(jì)性的低碳目標(biāo),整車廠商普遍對(duì)變速箱潤(rùn)滑油的性能提出了更加苛刻的要求。
記者從殼牌公司了解到,譬如為應(yīng)對(duì)DCT(雙離合變速箱)與AT(液力自動(dòng)變速箱)的各種新的摩擦材料,就要求潤(rùn)滑油生產(chǎn)企業(yè)能為油品和摩擦材料的配合提供更加有效的傳動(dòng),以及平順的換擋和穩(wěn)定的摩擦特性。
此外,AT還要求潤(rùn)滑油實(shí)現(xiàn)更低的黏度——因?yàn)轲ざ仍降湍芰康牧魇П阍缴伲?span lang="EN-US">DCT則要求一種潤(rùn)滑油能同時(shí)滿足手動(dòng)變速箱和自動(dòng)變速箱的需求等。
殼牌范例
作為在中國(guó)投資最多的國(guó)際能源公司之一,殼牌同時(shí)也是中國(guó)最大的國(guó)際潤(rùn)滑油供應(yīng)商。為了實(shí)現(xiàn)降低能耗與減排的目標(biāo),國(guó)內(nèi)許多車企都與殼牌潤(rùn)滑油展開了技術(shù)合作,吉利汽車便是其中一家。
陳勇指出,具有良好手動(dòng)變速器工藝?yán)^承性的DCT有著換擋時(shí)無動(dòng)力中斷、機(jī)械效率高等優(yōu)良特性,而且符合舒適與低碳、高效、環(huán)保等政策法規(guī)的要求,因此必將成為未來汽車業(yè)主流的技術(shù)發(fā)展方向。
2009年8月,殼牌研發(fā)團(tuán)隊(duì)就與吉利汽車研究院就DCT潤(rùn)滑油品進(jìn)行技術(shù)交流。“目前,殼牌潤(rùn)滑油與吉利汽車在新一代DCTF開發(fā)上已經(jīng)取得了很好的合作成果。”陳勇說。
Selda Gunsel也對(duì)記者指出,殼牌的技術(shù)優(yōu)勢(shì)是其最大的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),“殼牌非常關(guān)注產(chǎn)品的創(chuàng)新,這也是產(chǎn)品能夠領(lǐng)先于競(jìng)爭(zhēng)者的重要原因,而且我們與汽車零部件領(lǐng)域、全球領(lǐng)先變速器及變速器零部件生產(chǎn)商有著緊密合作”。
殼牌早在2002年就提出了“Driveline Lubricant(動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)潤(rùn)滑)”的概念,即配合使用殼牌的發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油技術(shù),新技術(shù)的殼牌施倍系列傳動(dòng)油品可以為變速箱帶來更高效的傳動(dòng)效率及燃油經(jīng)濟(jì)性。
此外,為尋求更高的燃油效率,殼牌的研發(fā)團(tuán)隊(duì)與戈登穆雷設(shè)計(jì)公司(GMD)合作,以該公司低碳排放的T.25汽車為試驗(yàn)平臺(tái),共同研發(fā)最尖端的機(jī)油配方。
殼牌工程師在現(xiàn)有工業(yè)規(guī)格之上,研發(fā)出了一個(gè)創(chuàng)新的引擎潤(rùn)滑油概念,以達(dá)到最低限度的引擎摩擦——結(jié)果是,僅僅更換了汽車中的機(jī)油, T.25的燃油效率便提高了6.5%,而一般燃油經(jīng)濟(jì)型潤(rùn)滑油研發(fā)項(xiàng)目?jī)H有2.5%的改善。
對(duì)于目前殼牌積極與不同企業(yè)間展開的創(chuàng)新合作,趙福全給予了肯定:“車企針對(duì)自己生產(chǎn)的變速器和發(fā)動(dòng)機(jī)的性能研發(fā)出特定的潤(rùn)滑油很重要,‘對(duì)癥下藥’的潤(rùn)滑油才能發(fā)揮其最大的作用。”
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