新能源汽車及發(fā)動機潤滑油.docx

新能源汽車及發(fā)動機潤滑油上海友華潤滑油銷售有限公司整理編輯 隨著石油資源的日益緊缺、油價的高漲以及生態(tài)環(huán)境壓力的不斷加大，新能源逐步替代并最終取代傳統(tǒng)能源將是大勢所趨，而新能源技術(shù)也必將成為人類未來賴以生存的核心技術(shù)。2009年6月1日，國家能源局召開新能源規(guī)劃發(fā)布會，對新能源主要包括太陽能、風能、水能、核能、生物能源、海洋能、地熱能和氫能等。除了上述取得普遍共識的新能源之外，新能源還包括對傳統(tǒng)能源進行技術(shù)變革所形成的新的能源，包括煤炭的清潔高效使用、車用新型燃料以及智能電網(wǎng)等。目前新能源汽車的開發(fā)已成為世界各大汽車商展示其高新技術(shù)及爭奪未來市場的焦點。在我國汽車產(chǎn)業(yè)“十二五”規(guī)劃中，新能源汽車被列為今后5年汽車行業(yè)發(fā)展的重中之重。小型化、電動化將成為我國汽車未來發(fā)展的方向。新能源汽車的分類及發(fā)展前景 我國于2009年7月1日實施的新能源汽車生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品準入管理規(guī)則中對新能源汽車的定義是：采用非常規(guī)的車用燃料作為動力來源（或者使用常規(guī)的車用燃料、采用新型車載動力裝置）、綜合車輛的動力控制和驅(qū)動方面的先進技術(shù)，形成的技術(shù)原理先進、具有新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)的汽車。新能源汽車包括混合動力汽車、電動汽車、氫發(fā)動機汽車、燃氣汽車及其他替代能源（如生物燃料、二甲醚等）汽車。燃氣汽車燃氣汽車是指用壓縮天然氣（CNG），液化石油氣（LPG）,液化天然氣（LNG）及二甲醚等作為燃料的汽車。燃氣汽車由于其排放性能好，可調(diào)節(jié)汽車燃料結(jié)構(gòu)，運行成本低，技術(shù)成熟，安全可靠，被世界各國公認為當前最理想的替代燃料汽車。業(yè)內(nèi)專家指出，替代燃料的作用是減輕并最終消除由于石油供應(yīng)緊張帶來的各種壓力以及對經(jīng)濟發(fā)展產(chǎn)生的負面影響。目前，燃氣仍然是世界汽車代用燃料的主流，燃氣汽車在我國代用燃料汽車中所占比例達到90%。生物燃料汽車醇類燃料具有較高的辛烷值和氧含量，其在汽車缸內(nèi)燃燒更完全，從而可有效降低尾氣中有害物質(zhì)的排放。用乙醇代替石油作為車用燃料已有很長的歷史，其生產(chǎn)和應(yīng)用技術(shù)都已非常成熟。目前世界上已有40多個國家不同 程度地應(yīng)用乙醇汽車，有的已實現(xiàn)較大規(guī)模的推廣。生物柴油是一種優(yōu)質(zhì)清潔能源，可從各種生物質(zhì)中提取。目前歐美國家在普通柴油車中使用添加小于5%（質(zhì)量分數(shù)）生物柴油的技術(shù)已普遍得到認可。隨著生物柴油提煉技術(shù)的日趨成熟及發(fā)動機技術(shù)的革新，其使用比例將大幅上升。電動汽車現(xiàn)在電動汽車一般可分為3類，即純電動汽車（PEV）,混合動力汽車（HEV），燃料電池電動汽車(FCEV).其中：PEV是完全由動力蓄電池提供電力驅(qū)動的電動汽車，其蓄電池采用鉛酸電池、鎳氫電池和鋰離子電池。其中：采用鉛酸電池比汽、柴油機驅(qū)動有一定的價格優(yōu)勢，但體積大，笨重，充電時間長，應(yīng)用面較小；鎳氫電池相對使用壽命較長，但由于鎳金屬占其成本的60%，導(dǎo)致鎳氫電池價格居高不下；鋰離子電池技術(shù)發(fā)展很快，預(yù)計到2015年以后，其性價比有望與鉛酸電池競爭而成為未來電動汽車的主要動力電池。HEV是動力可來自2種及以上能量存儲源或能量轉(zhuǎn)換裝置、其中至少有一種能釋放電能的車輛，一般指由內(nèi)燃機與電機驅(qū)動的汽車。外接充電式混合動力汽車（PHEV）是最新一代混合動力汽車類型，其在混合動力汽車上增加了純電動行駛工況，加大了動力電池容量，使PHEV在純電動工況下可行駛5090km。與傳統(tǒng)的內(nèi)燃機汽車和一般的HEV相比，PHEV由于更多的依賴動力電池驅(qū)動汽車，燃油經(jīng)濟性進一步提高，二氧化碳和氮氫化物排放更少，近年來受到各國政府、汽車企業(yè)和研究機構(gòu)的普遍關(guān)注。FCEV是利用氫氣和空氣中的氧在催化劑作用下在燃料電池中經(jīng)電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的電能作為主要動力源驅(qū)動汽車。氫燃料電池是理想的清潔能源，其能量轉(zhuǎn)換效率高達60%-70%。FCEV具有無機械振動、低噪聲，低熱輻射等優(yōu)點。近年來，各大跨國汽車公司紛紛投入巨資，研發(fā)出了各種類型的FCEV.但由于燃料電池發(fā)動機的耐久性壽命短，制造成本居高不下，且對工作環(huán)境適應(yīng)性很差，對氣溫，粉塵，一氧化碳、硫化物等都十分敏感，因此，F(xiàn)CEV還要經(jīng)歷漫長的發(fā)展過程。氫動力汽車氫氣作為燃料是最清潔環(huán)保的能源。目前汽車應(yīng)用氫燃料主要存在儲氫密度小和成本高兩大瓶頸。如使用稍加改進的傳統(tǒng)內(nèi)燃機，則使用氫燃料尚需解決出現(xiàn)的早燃、回火、敲缸、負荷高及NOX排放偏高等問題。其他如采用風能、太陽能等自然資源作為汽車動力源的這部分新能源汽車，其發(fā)展受制于多變的大自然，大規(guī)模發(fā)展的前景不大。國內(nèi)外新能源汽車技術(shù)發(fā)展方向國外目前世界各國都投入大量精力發(fā)展混合動力汽車和電動汽車.為應(yīng)對石油危機的沖擊,日本和巴西自20世紀70年代起開始探索替代石油的新能源，并逐步形成了各自在新能源方面的領(lǐng)先優(yōu)勢。巴西大力發(fā)展石油替代能源，制定了“全國乙醇計劃”，鼓勵利用甘蔗生產(chǎn)乙醇替代石油，并大力研制使用乙醇的新能源汽車。截止2008年底，巴西汽車年產(chǎn)量的75%（約1.72*106輛。作為世界生物能源發(fā)展大國的美國，其在全球所倡導(dǎo)的新能源戰(zhàn)略主要分為中短期和長期兩大階段，由對石油的補充逐步擴展到對石油的替代，其長期的發(fā)展戰(zhàn)略更側(cè)重于生物能源的發(fā)展和應(yīng)用。從德國新能源汽車的長遠發(fā)展戰(zhàn)略來看，在發(fā)展電動汽車的同時，其重心放在了氫能源動力汽車的發(fā)展上。國內(nèi)我國每年新增石油需求的2/3用于交通運輸業(yè)，為此較早開展了新能源汽車的研發(fā)工作。2009年我國公布汽車產(chǎn)業(yè)振興的調(diào)整規(guī)劃，新能源熱潮更是一發(fā)不可收，電動車成為新能源汽車的主要技術(shù)路徑，也承載起中國汽車工業(yè)崛起的希望。根據(jù)國務(wù)院發(fā)布的節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2012-2020），到2015年，我國純電動汽車和插電式混合動力汽車的市場保有量達到5.0*106輛；以混合動力汽車為代表的節(jié)能汽車銷量達到世界第一，年產(chǎn)銷量達到1.5*107輛。當前我國重點推進純電動汽車和插電式混合動力汽車的產(chǎn)業(yè)化，推廣普及非插電式混合動力汽車，未來將以純電動車為主要發(fā)展方向，著力解決燃料電池的技術(shù)瓶頸。新能源對發(fā)動機油的影響及要求對基礎(chǔ)油的影響石油危機及材料科學(xué)的發(fā)展為固體潤滑劑等新型潤滑材料的研究和使用提供了契機，但傳統(tǒng)的潤滑油仍將存在。只是隨著化工技術(shù)的進步，潤滑油基礎(chǔ)油以及生物質(zhì)脂類油。隨著石油資源的枯竭，潤滑油工業(yè)面臨著與新能源汽車發(fā)展同樣的機遇和挑戰(zhàn)，潤滑油原材料尤其是基礎(chǔ)油的來源結(jié)構(gòu)將發(fā)生大的變化。眾所周知，API（美國石油學(xué)會）將潤滑油基礎(chǔ)油分為5類，其中API 類基礎(chǔ)油為石油礦物油資源；API 類基礎(chǔ)油，即PAO通過化學(xué)合成，其原材料可來自煤化工或天然氣等；而API V類基礎(chǔ)油中的脂類油的來源則包括化學(xué)合成與生物質(zhì)改性或者提煉。早在上世紀八九十年代，為適應(yīng)環(huán)保的要求，已開展了可降解的液壓油、舷外機油等生物質(zhì)潤滑油的探索。由于生物質(zhì)油脂穩(wěn)定性差、改性成本較高等因素，一直未得到大量應(yīng)用，但對于菜籽油、棕櫚油等生物質(zhì)基礎(chǔ)油的改性研究從未停止過。前些年世界各國在氣制油（GTL）、煤制油（CTL）研究方面投入了大量的研究力量。目前SHELL公司已成功投產(chǎn)應(yīng)用了性能介于API類加氫基礎(chǔ)油和PAO之間的高質(zhì)量的GTL基礎(chǔ)油?？梢灶A(yù)見的是，PAO和脂類油也將得到更廣泛的應(yīng)用。醇類燃料的影響 醇類燃料的稀釋及燃燒生成的酸性物質(zhì)加劇了發(fā)動機油的氧化衰變，增加了發(fā)動機活塞環(huán)、汽缸壁的磨損和腐蝕，并且對橡膠部件的密封作用產(chǎn)生負面影響。同時，乙醇及其燃燒生成的大量水汽易導(dǎo)致潤滑油乳化。因此，醇類燃料的使用對發(fā)動機油提出了更高的抗氧化磨損、抗乳化及防腐防銹保護的要求。生物柴油的影響目前生物柴油可接受的摻燒比例還較低，通常不大于5%（質(zhì)量分數(shù)），但未來生物柴油的大量使用或摻用將成為一種潮流。生物柴油的使用同樣會惡化發(fā)動機油的使用環(huán)境。由于生物柴油相比普通柴油具有更高的黏度、密度和更重的餾分，其霧化性能較差，易產(chǎn)生不完全燃燒現(xiàn)象。不完全燃燒產(chǎn)物竄至油底殼，易造成發(fā)動機油燃料稀釋，從而加劇潤滑油的變質(zhì)，造成發(fā)動機油過早氧化衰變、沉積物增多，并帶來發(fā)動機零部件磨損等一系列問題。生物柴油的使用對發(fā)動機油提出了更高的抗氧化、清凈分散性能及磨損保護等使用要求。氣體燃料的影響氣體燃料包括天然氣（CNG）、液化石油氣（LPG）、二甲醚（DME）、氫氣等。其共同的缺點是由于氣體燃料的潤滑性較差，要求發(fā)動機油具有合適的灰分含量，以彌補其在發(fā)動機凸輪挺桿潤滑系統(tǒng)的潤滑問題，起到對摩擦件的保護作用。同時由于在燃燒過程中可生成大量水汽，對防銹蝕性能提出了更高的要求，可能會需要使用專用的潤滑油。發(fā)動機油的應(yīng)對國內(nèi)外添加劑潤滑油公司前期已開發(fā)出適用于CNN,LPG,二甲醚等燃氣發(fā)動機的專用發(fā)動機油，也推出了相應(yīng)的乙醇燃料發(fā)動機油。對生物燃料對發(fā)動機油的使用性能的影響進行了大量的研究表明，使用生物燃料對發(fā)動機油有一定的負面影響，但通過提高相應(yīng)的潤滑油質(zhì)量規(guī)格，可較好的降低這方面的影響。在未來汽車工業(yè)的一段長期發(fā)展過程中，生物燃料的應(yīng)用（或與石油或氣體燃料聯(lián)合使用）將是新能源的一大特色。伴隨著汽車技術(shù)的更新，在發(fā)動機油技術(shù)的發(fā)展中,也日益包含這部分元素，使得發(fā)動機油產(chǎn)品始終滿足多種燃料的使用要求。API GF-5汽油機油規(guī)格中已經(jīng)增加了對汽油機油與使用生物燃料車輛（FFV）的適應(yīng)性評價試驗。該實驗是在汽油機油中加入10%（質(zhì)量分數(shù)）的E85乙醇汽油燃料和10%（質(zhì)量分數(shù)）水，攪拌均勻使其形成穩(wěn)定的乳化液，以模擬汽油機油防止生物燃料燃燒后產(chǎn)生的水對發(fā)動機零部件的腐蝕、銹蝕作用。在PC-11柴油機油規(guī)格草案中，也正在討論加入對摻燒部分生物柴油的適應(yīng)性要求。結(jié)論 雖然未來新能源發(fā)展方向仍然存在著許多不確定性，