Индекс вязкости моторного масла характеризует: Что такое индекс вязкости масла? Как определить?

Содержание

Что такое индекс вязкости масла? Как определить?

Индекс вязкости масел

 

Индекс вязкости масла — это составная величина, иллюстрирующая изменение вязкости масла с изменением окружающей температуры. Попробуем разобраться, зачем нужно знать индекс вязкости обычному автовладельцу, отчего и зачем меняется вязкость моторного масла.


Вязкость моторного масла, во-первых, является показателем его смазывающих свойств, так как от вязкости зависит качество смазывания, распределение масла на поверхностях трения и, тем самым износ двигателя.


Во-вторых, от вязкости зависят потери энергии при работе двигателя. Чем выше вязкость, тем толще масляная пленка и надежнее смазывание, но тем больше потери мощности на преодоление жидкостного трения.


Простым языком, понятным автолюбителю, можно сказать так: вязкость трансмиссионного масла – это его способность оставаться на поверхности внутренних деталей мотора и при этом сохранять текучесть.

Не сложно? Но ведь именно вязкость масла более всего меняется в зависимости от температуры, являясь «переменной» величиной?


Именно поэтому, Американской ассоциацией автомобильных инженеров (SAE) разработана классификация моторного масла по вязкости, которая описывает вязкость трансмиссионного масла того или иного автомобильного масла при разных рабочих температурах. По существу, эта классификация дает диапазон температур, в котором работа двигателя является безопасной, при условии, что производитель мотора допустил моторное масло с такими параметрами к использованию в этом двигателе.


Сам индекс вязкости — это безразмерная величина, т.е. не измеряется в каких-либо единицах, это просто условное число. Чем выше индекс вязкости моторного масла, тем в более широком температурном диапазоне масло обеспечивает работоспособность двигателя.


Другими словами, чем выше индекс вязкости масла — тем жиже масло при низкой температуре, и тем меньше изменяются вязкостные характеристики трансмиссионного масла при высокой температуре. Чтобы обеспечить холодный пуск двигателя (проворачивание коленвала стартером и прокачивание масла по системе смазки) при низких температурах, вязкость трансмиссионного масла не должна быть очень большой. При высоких температурах, наоборот, масло не должно иметь очень малую вязкость, чтобы создавать прочную масляную пленку между трущимися деталями и необходимое давление в системе.


Исходя из этого, для каждого отдельно взятого двигателя производитель определяет компромиссные оптимальные параметры моторного масла. Именно эти параметры, как считает производитель мотора, должны обеспечить максимальный коэффициент полезного действия (КПД) при минимальном износе внутренних деталей мотора при заданных «типичных» условиях эксплуатации.

Увидеть показатель индекса вязкости масла можно в характеристиках трансмиссионного масла, который указывается самим производителем.

 

Типы трансмиссионных масел

 

На этикетке после аббревиатуры SAE мы видим несколько чисел, разделенных буквой W и тире, например 5W-30 (для всесезонного масла, которое, как правило и используют все автолюбители). Не вдаваясь в сложную терминологию, расшифровать эти надписи по типам трансмиссионных масел можно так:

5W – это низкотемпературная вязкость, которая означает, что холодный запуск двигателя возможен при температуре не ниже -35° С (т.е. от цифры перед W нужно отнять 40). Это та минимальная температура этого масла

, при которой масляный насос двигателя сможет прокачать автомобильное масло по системе, не допустив при этом сухого трения внутренних деталей. На работу прогретого двигателя этот параметр никак не влияет.


Больше первая цифра перед W ровным счетом ничего не означает, и на работу прогретого двигателя никак не влияет. Поэтому если Вы живете в регионе, где температура воздуха зимой редко опускается ниже -20°С – Вам по данному параметру подойдет практически любое масло из продающихся на рынке. Другой вопрос, в каком состоянии Ваши стартер и аккумулятор, если они уже слегка подуставшие, им безусловно легче будет завести мотор при -20°С на масле 0W-30, чем если это будет 15W-40.


Второе число в обозначении – высокотемпературная вязкость (в данном случае это 30). Его нельзя так просто, как первое, перевести на понятный автолюбителю язык, так как это сборный показатель, указывающий на минимальную и максимальную вязкость масла при рабочих температурах 100-150°С. Чем больше это число, тем выше вязкость моторного масла при высоких температурах.

Хорошо это, или плохо именно для Вашего мотора – знает только производитель автомобиля.


Дополнительно заметим, масла, в зависимости от вязкостных свойств, используются при зимней и летней эксплуатации. Использование зимой летних сортов масел ведет к дополнительному расходу топлива до 8%; использование зимних масел летом — к повышенному износу двигателя, увеличению расхода масла на угар.


От значения вязкости зависит прокачиваемость по масляной системе, отвод тепла от трущихся поверхностей, их чистота. Это обеспечивает масло с

меньшей вязкостью. Для уплотнения зазоров в изношенных двигателях при работе с повышенными давлениями требуются масла с более высокой вязкостью.

 

Качественными маслами являются те, которые имеют небольшую вязкость при отрицательных температурах и обеспечивают хорошую текучесть, минимальные пусковые износы, а при рабочих температурах имеют высокую вязкость (то есть вязкость остается стабильной независимо от температуры) и хорошие смазочные свойства.


 

Чем выше индекс вязкости масла?

Чем выше индекс вязкости моторного масла, тем в более широком температурном диапазоне масло обеспечивает работоспособность двигателя. Другими словами, чем выше индекс вязкости масла — тем жиже масло при низкой температуре, и тем меньше изменяются вязкостные характеристики трансмиссионного масла при высокой температуре.

Чем выше индекс вязкости масла тем?

Необходимо иметь в виду, что чем выше значение ИВ, тем более пологая характеристика зависимости вязкости от температуры, другими словами чем выше численное значение индекса вязкости, тем меньше вязкость масла зависит от температуры.

Какой должен быть индекс вязкости масла?

Таблица значений вязкости моторного масла по классификации SAE

Класс по SAE Вязкость низкотемпературная
0 W 6200 при -35°C 60000 при -40°C
5 W 6600 при -30°C 60000 при -35°C
10 W 7000 при -25°C 60000 при -30°C
15 W 7000 при -20°C 60000 при -25°C

Какое масло имеет наибольшую вязкость?

Летние. Они не имеют обозначения буквой W и имеют наибольшую вязкость. Это обеспечивает качественную смазку деталей мотора при высокой температуре. Использовать такие масла при низкой температуре нельзя – они становятся слишком плотными и затрудняют работу двигателя.

В чем разница между 5W30 и 5W40?

диапазон температуры 5W30 сдвинут вниз по сравнению с 5W40 – это означает, что масло обладает меньшей вязкостью и дает более эффективный результат при запуске двигателя в холодную погоду, но при высоких температурах становится слишком текучим, что сводит практически на нет его смазывающие свойства.

Чем больше кинематическая вязкость тем?

Другими словами, жидкость с высокой вязкостью требует гораздо больше сил. … Кинематическая вязкость является относительным показателем оптимальной степени текучести, которая указывает насколько хорошо вещество течет, поэтому чем меньше его значение, тем лучше показатель текучести.

Как расшифровывается индекс моторного масла?

Первая цифра обозначает класс вязкости при отрицательных температурах (W означает winter – зима). Чем она меньше, тем легче масло будет прокачиваться на морозе. Вторая цифра характеризует вязкость при положительных температурах – с ее увеличением растет защита двигателя от износа и, увы, расход топлива.

Для чего необходимо знать вязкость и индекс вязкости масел?

Вязкость является важным критерием выбора смазочного материала, и масло для двигателя не исключение. Чем выше этот показатель, тем гуще состояние жидкости. Для измерения этой величины используют индекс вязкости, который показывает смену состояния масла в зависимости от скачков температуры на улице.

Как определяется вязкость моторного масла?

В обозначении зимних классов присутствует буква «W» от слова «Winter», что означает «Зима». Чем больше вязкость масла по этой спецификации, тем выше число, входящее в обозначение класса. К зимним классам вязкости относятся: SAE 0W, 5W, 10W, 15W, 20W, 25W; К летним классам вязкости относятся: SAE 20, 30, 40, 50, 60.

Что такое кинематическая вязкость моторного масла?

Вязкость масла – это внутреннее сопротивление смещению слоев масла под воздействием сторонней силы. … Кинематическая вязкость масла — это время, необходимое для вытекания определенного объема масла через отверстие определенного размера под воздействием силы тяжести.

Что означает индекс вязкости трансмиссионного масла?

По кинематической вязкости при 40 и 100 °C рассчитываем индекс вязкости, характеризующий степень зависимости вязкости от температуры. Диапазон изменения этой вязкости при 100 °C для класса 75W‑90 достаточно широкий – от 13,5 до 24 сСт. Чем больше вязкость при рабочей температуре, тем, вообще говоря, тяжелее мотору.

Чем меньше вязкость?

ВЯЗКОСТЬ – это свойство жидкости, определяющее ее текучесть. Чем выше вязкость — тем гуще жидкость (чем меньше ее текучесть, тем больше в ней вязкость). … Чем меньше вязкость, тем в большей степени масло будет сохранять свою текучесть в холодную погоду или при пуске двигателя.

Что такое Низкая вязкость масла?

Вязкость масла Вязкость масла – это сопротивление сдвигу между слоями жидкости, она зависит от температуры, с повышением температуры вязкость уменьшается и наоборот. Чем меньше вязкость масла изменяется с изменением температуры, тем выше индекс вязкости.

Какое лучше масло 5W30 или 5W40?

Итак, если выбирать масло при низких температурах, какое лучше, 5W30 или 5W40, то разницы мы не обнаружим, они ведут себя одинаково. А вот при высоких температурах 5W40 более вязкое и менее текучее, при проходе оно оставляет на стенках цилиндров более толстую пленку — в этом главное отличие 5W30 от 5W40.

Можно ли смешивать моторные масла 5W30 и 5W40?

При наличии таких особенностей смешивать смазку 5W30, добавляя более вязкую 5W40, не рекомендуется, она будет только мешать нормальной работе. Даже если обе жидкости от одного производителя.

Можно ли перейти с масла 5W30 на 5W40?

Соответственно, переходя с 5w30 на 5w40, вы тем самым улучшаете динамические характеристики и продлеваете ресурс жизни силового агрегата. Заметим, что в более вязкой масляной среде затрачивается больше усилий на проворачивание коленчатого вала, поэтому уровень расхода горючего вряд ли сильно уменьшится.

Что такое индекс вязкости моторного масла?

Чем выше индекс вязкости масла тем?

Необходимо иметь в виду, что чем выше значение ИВ, тем более пологая характеристика зависимости вязкости от температуры, другими словами чем выше численное значение индекса вязкости, тем меньше вязкость масла зависит от температуры.

Какой индекс вязкости масла лучше?

Руководствуясь данной статьей, можно определить, что наиболее оптимальный индекс вязкости моторного масла для моторов, проработавшие более 75% своего ресурса, будет для лета 15w-50, для зимы 0w или 5w. Для более новых авто, с малым пробегом лучше всего подойдет масло с индексом 5w-20 либо 5w-30.

Чем больше кинематическая вязкость тем?

Другими словами, жидкость с высокой вязкостью требует гораздо больше сил. … Кинематическая вязкость является относительным показателем оптимальной степени текучести, которая указывает насколько хорошо вещество течет, поэтому чем меньше его значение, тем лучше показатель текучести.

В чем разница между 5W30 и 5W40?

Итак, если выбирать масло при низких температурах, какое лучше, 5W30 или 5W40, то разницы мы не обнаружим, они ведут себя одинаково. А вот при высоких температурах 5W40 более вязкое и менее текучее, при проходе оно оставляет на стенках цилиндров более толстую пленку — в этом главное отличие 5W30 от 5W40.

Чем больше индекс вязкости?

Чем выше индекс вязкости моторного масла, тем в более широком температурном диапазоне масло обеспечивает работоспособность двигателя. Другими словами, чем выше индекс вязкости масла — тем жиже масло при низкой температуре, и тем меньше изменяются вязкостные характеристики трансмиссионного масла при высокой температуре.

Какое масло имеет наибольшую вязкость?

Летние. Они не имеют обозначения буквой W и имеют наибольшую вязкость. Это обеспечивает качественную смазку деталей мотора при высокой температуре. Использовать такие масла при низкой температуре нельзя – они становятся слишком плотными и затрудняют работу двигателя.

Что означает 5 W 40?

Первый индекс – 5W характеризует вязкость масла при низких температурах. … Чем ниже температура – тем сильнее загустевает масло, и тем сложнее масляному насосу его прокачивать. Вторая цифра означает высокотемпературность масла.

Что относится к эксплуатационным свойствам масел?

К смазочным свойствам относятся: антифрикционные, влияющие на величину трения трущихся деталей; противо-износные, уменьшающие износ трущихся деталей в условиях нормальных нагрузок; противозадирные, предохраняющие трущиеся поверхности от задира и заедания в условиях высоких нагрузок и температур.

Что значит SAE в масле?

Спецификация SAE (Society of Automotive Engineers — американская Ассоциация Автомобильных Инженеров) основная классификация моторных масел, регламентирующая вязкость масла. … масла 0W можно использовать при -40, 5W при -35 и т.

Что означает маркировка масла 5w30?

Маркировка масел

В случае со смазочной жидкостью 5W-30 буква означает всесезонность продукта, первая цифра указывает на минимальную температуру, при которой масло сохраняет работоспособность. Число после W говорит о высокотемпературной вязкости.

ГОСТ 17479.1-85: Классы вязкости моторных масел

Функции моторного масла -уменьшение трения между соприкасающимися деталями двигателя, снижая износ и предотвращая задиры трущихся частей; уплотнение зазоров — между деталями цилиндро-поршневой группы, не допуская или сводя к минимуму прорыв газов из камеры сгорания; защищать детали мотора от коррозии; отводить тепло от трущихся поверхностей; удалять продукты износа из зоны трения.
Индекс вязкости — показатель, который характеризует зависимость вязкости масла от изменения температуры.
Температура застывания — это температура, при которой моторное масло практически полностью теряет текучесть.
Кинематическая вязкость масла измеряется в капиллярном вискозиметре и показывает, насколько легко масло течет при данной температуре под действием силы тяжести в тонкой капиллярной трубке.

Динамическая вязкость масла измеряется в более сложных установках — ротационных вискозиметрах. Она показывает насколько меняется вязкость масла при изменении скорости перемещения смазываемых деталей относительно друг друга.

Вязкость моторного масла
— главный показатель характеризующий качество моторного масла. ГОСТ 17479.1-85: Классы вязкости моторных масел при рабочей температуре (по стандарту — 100°С) и при низкой температуре (—18°С). Первый из них включается в маркировку всех сортов отечественных моторных масел (летних, зимних и всесезонных). Оба показателя указываются только в марках всесезонных масел — вязкость масла при низкой температуре/вязкость при рабочей температуре.

Таблица: ГОСТ 17479.1-8 «Классы вязкости моторных масел»

Класс

Кинематическая вязкость при 100°С (мм2/с)

Класс

Кинематическая вязкость при 100°С (мм2/с)

100°С

не более 18° С

100°С

не более 18° С

3,8

1250

3з/8

7,0-9,5

1250

4,1

2600

4з/6

5,6-7,0

2600

5,6

6000

4з/8

7,0-9,5

2600

5,6

10400

4з/10

9,5-11,5

2600

6

5,6-7,0

5з/10

9,5-11,5

6000

8

7,0-9,5

5з/12

11,5-13

6000

10

9,5-11,5

5з/14

13,0. ..15,0

6000

12

11,5-13

 

 

 

14

13,0-15,0

6з/10

9,5-11,5

10400

16

15,0-18,0

6з/14

13,0-15,0

10400

20

18,0-23,0

6з/16

15,0-18,0

10400

Таблица: Соответствие классов вязкости моторных масел по ГОСТ 17479.1-85 и SAE.

 

Используя приведенные материалы можно определить требуемую вязкость масла по известной отечественной —>международную и наоборот.

Основные свойства масел

Плотность и удельный вес

    Плотность вещества — это соотношение его массы к объему (кг/м3), а удельный вес — соотношение массы определенного объема вещества к массе соответствующего объема воды при 20°С. Плотность и удельный вес зависят от температуры.

Вязкость

Вязкость — это одна из важнейших характеристик масел, которая характеризует внутреннее трение, определяет текучесть и способность обеспечить гидродинамический (жидкостной) режим смазывания. Вязкость зависит от температуры, в диапазоне рабочих температур (обычно от минус 30°С до 150°С) вязкость минеральных масел изменяется в тысячи раз.
    Различают кинематическую и динамическую (абсолютную) вязкость. Первая, характерная для простых масел при положительных температурах, определяется в капиллярных вискозиметрах, а вторая — для загущенных (всесезонных) масел и масел при отрицательных температурах, определяется в ротационных вискозиметрах, ее величина зависит не только от температуры, но и от градиента скорости сдвига.

  • Кинематическую вязкость в технической системе единиц измеряют в Стоксах (Ст) или сантистоксах (сСт), а в системе СИ в м2/с или в мм2/с.
  • Динамическая вязкость представляет собой произведение кинематической вязкости на плотность жидкости, в технической системе ее измеряют в сантипуазах (сП), а в системе СИ — в миллиПаскаль-секундах (мПас), где 1 сП= 1 мПа-с.

Моторные масла, как и большинство смазочных материалов, изменяют вязкость в зависимости от своей температуры. Чем ниже температура, тем больше вязкость и наоборот.
Всесезонное масло работает в диапазоне температур от -35 (холодный пуск зимой) до 150-180ºС (работа двигателя летом под полной нагрузкой), что соответственно вызывает многократное изменение его вязкости.
Чтобы обеспечить холодный пуск двигателя (проворачивание коленвала стартером и прокачивание масла по системе смазки) при низких температурах, вязкость не должна быть очень большой.
При высоких температурах масло не должно иметь очень малую вязкость, чтобы создавать прочную масляную пленку между трущимися деталями и необходимое давление в системе.
Для обеспечения необходимой вязкости во всем диапазоне рабочих температур всесезонные моторные масла изготавливают из маловязкой основы и полимерных загущающих присадок (модификаторов вязкости). Основа, имеющая небольшую вязкость, обеспечивает нужные низкотемпературные характеристики. Молекулы загущающих присадок представляют собой «клубки» полимеров (веществ, молекулы которых состоят из большого числа повторяющихся звеньев), «набухающие» при нагревании, что сохраняет достаточную вязкость при высокой температуре.
Вязкость загущенного всесезонного масла зависит также и от скорости перемещения его слоев относительно друг друга. С ее увеличением вязкость временно снижается, поскольку «клубок» полимерной присадки «растягивается» и оказывает меньшее сопротивление перемещению слоев.
Способность снижать вязкость в зависимости от скорости уменьшает потери на внутреннее трение в масле и, соответственно, потери мощности двигателя. Например, при движении поршня от верхней или нижней мертвой точки его скорость возрастает и в определенный момент возникает гидродинамический режим смазки (масло полностью разделяет поверхности деталей). Полимерная загущающая присадка в это время понижает вязкость масла, тем самым снижая потери мощности, развиваемой двигателем.

Индекс вязкости

Индекс вязкости (сокращенно VI, от английского Viscosity Index) безрамерный показатель характеризует зависимость вязкости масла от изменения температуры. Чем больше индекс вязкости, тем меньше вязкость масла изменяется при колебании температуры. Он зависит от углеводородного состава масла, наличия вязкостных (загущающих) присадок, глубины очистки масляных фракций. Для минеральных масел без вязкостных присадок индекс вязкости составляет 85-100, масла с вязкостными присадками и синтетические масла-компоненты могут иметь индекс вязкости 120-150. У маловязких глубокоочищенных масел индекс вязкости может достигать 200.

Температура вспышки

При повышении температуры из масла выделяются пары, которые при поднесении открытого огня вспыхивают. Эта температура называется температурой вспышки, которую можно измерять либо в открытом (Cleveland), либо закрытом тигле (Pensky-Martens). Показатель характеризует наличие в масле легкокипящих фракций, он связан с испаряемостью масла в процессе эксплуатации.

Температура застывания

Температура застывания — это самая низкая температура, при которой масло еще полностью не потеряло текучесть при наклонении пробирки, в которой его охладили. Температура застывания характеризует момент резкого увеличения вязкости при снижении температуры, или кристаллизации парафина вместе с повышением вязкости в такой степени, что масло становится твердым.

Щелочное число (TBN) и кислотное число (TAN)

В процессе эксплуатации в смазочных маслах накапливаются кислые и/или щелочные продукты, которые образуются в результате окисления, разрушения молекул базового масла и присадок, загрязнения масел, в том числе, накопления в них продуктов неполного сгорания топлива, сажи. Общее щелочное число (TBN) и общее кислотное число (TAN) анализируются в лабораторных условиях. TBN выражается через количество гидроокиси калия в миллиграммах, эквивалентное количеству всех щелочных компонентов, содержащихся в 1 г. масла (мг КОН/г). TAN выражается через количество гидроокиси калия в мг, необходимое для нейтрализации кислых продуктов, содержащихся в 1 г. масла (мг КОН/г).

Полезная информация о смазочных материалах

Любое современное моторное масло, вне зависимости от фирмы его изготавливающей, имеет схожую структуру, и состоит, как правило, из базового масла, загустителя (загущающей присадки), а также комплексного пакета присадок или отдельно внедряемых присадок.

Базовое масло (берёт на себя до 43% стоимости масла, как конечного продукта)- наиболее важный компонент моторного (да и любого другого) масла, степень его очистки определяет химическую, тепловую и окислительную стабильность масла в процессе эксплуатации, а также то количество осадков, которые мы заливаем со свежим маслом в свой двигатель (т.е. то что не было удалено на нефтехимическом заводе в процессе подготовки базового масла). Степень очистки базового масла, равно как и его себестоимость, определяется прежде всего его индексом вязкости. Данный эмпирический параметр определяет скорость изменения его вязкости в определенном температурном диапазоне, и косвенно характеризует:

— степень очистки соотетствующей нефтяной фракции (в случае минерального масла) от ароматических углеводородов и термически неустойчивых составляющих (чем более высокий индекс вязкости базового масла требуется, тем более глубокой очистке необходимо его подвергнуть),

— низкотемпературное поведение масла, в ходе пуска двигателя из холодного положения (чем более высокий индекс вязкости – тем при более низкой температуре может устойчиво работать моторное масло в процессе холодного пуска), для понижения температуры застывания в случае низкоочищенных масел (имеющих относительно низкий индекс вязкости), в них внедряют депрессорную присадку, препятствующую образованию кристаллической решетки в масле химическим путем,

— качество смазывания подшипников двигателя и продолжительность их безаварийной работы,

— устойчивость масляной пленки в высокотемпературной зоне, с точки зрения сохранения в допустимых пределах усилия сдвига в масляной пленке,

Индекс вязкости не определяет стойкость моторного масла к тепловому разложению.

Чем выше индекс вязкости базового масла – тем более качественный продукт работает в вашем двигателе, тем меньше кинематическая вязкость моторного масла подвержена зависимости от перепадов температур, тем стабильнее и дольше масло обеспечивает защиту узлов трения, тем меньшие нагрузки испытывает двигатель в процессе холодного пуска и тем шире диапазон его рабочих температур.

Индекс вязкости находится лабораторно – аналитически, путем определения при нескольких температурах кинематической вязкости испытуемого масла и сравнением с вязкостью эталонных масел, обладающих известными индексами вязкости, при тех же температурах, и составлением соответствующей пропорции.

Извест но , что с точки зрения базовой основы моторные масла подразделяются на:

— минеральные,

— минеральные, усиленные синтетической добавкой,

— полусинтетические,

— синтетические и премиальные синтетические класса SAE 0 W /*.

Для этих групп моторных масел можно условно определить границы, в которых должен быть расположен индекс вязкости. Безусловно, что приведенные ниже данные касаются общих случаев импортных высококачественных моторных масел, из которых могут быть и исключения.

Минеральные продукты

* ¸ 169 /

Минеральные, усиленные синтетической добавкой

140 ¸ 155

Полусинтетические продукты

145 ¸ 180

Синтетические продукты

163 ¸ 187

Премиальные синтетические продукты

184 ¸ 197

В целом виден рост индекса вязкости в зависимости от типа примененной базовой основы с ростом содержания синтетической составляющей (равно как и цены на продукцию).

Базовое масло может быть — минеральным (т.е. полученым путём очистки соответствующей фракции нефти) или синтетическим (т.е. полученым путём каталитического синтеза из газов). Промежуточные положения (с точки зрения себестоимости и последующих эксплуатационных свойств) занимают минеральные масла с синтетической добавкой для повышения индекса вязкости, а также полусинтетические масла — это каталитически слитые синтетические и высокоочищенные минеральные базовые основы. В любом случае, процесс очистки (подготовки) базового масла — это весьма дорогой процесс, приближающий свойства минерального продукта, с возрастанием степени очистки, к свойствам синтетических масел, однако, исходя из соображений рентабельности, на определённом этапе проще и выгоднее создать синтетический продукт, что в конечном счёте и приводит к потребности в синтетических маслах, т.к. себестоимость сверхчистых минеральных масел может оказаться выше, чем у синтетических продуктов. Синтетические базовые масла — это, как правило сложные углеводородные жидкости, с определёнными полезными с эксплуатационной точки зрения свойствами, например: полиальфаолефины (ПАО) — дают очень хорошую низкотемпературную текучесть, высокий индекс вязкости, в основном используются при создании моторных и трансмиссионных масел, а также в некоторых индустриальных маслах; полиалкалингликоли (ПАГ) — большое семейство продуктов, часть из которых растворимо водой,и могут использоваться при создании гидравлических, пожаробезопасных и специальных масел, а также СОТС, другая часть используется для целей создания высокоиндексных, высоконагруженных, с отличной устойчивостью к высокотемпературному сдвигу, с особыми требованиями к чистоте узлов трения в процессе эксплуатации, эти масла используются при создании компрессорных масел, уникальных трансмиссионных жидкостей и т. п.; полиизобутилены (ПИБ) — особенно используются в тех случаях где масло участвует в процессе сгорания, причем с максимальной чистотой камеры сгорания при этом, например, в самосмешивающихся 2-х тактных маслах; а также эфиры — которые объединяют две основные группы — диэфиры и полиэфиры — в основном данные базовые масла находят применение в случаях, где требуются уникальные высокотемпературные характеристики, например в авиации, а в смеси с ПАО (для реализации предельных низко- и высокотемпературных свойств) они служат для создания уникальных моторных масел уровня SHELL HELIX ULTRA .

Загущающая присадка (до 3 % себестоимости масла) — нейтральная присадка, как правило, синтетического происхождения, имеющая цель достигнуть необходимой с эксплуатационной точки зрения вязкости базового масла. Загущающие присадки на макрополимерной основе придают нелинейные характеристики загущения масла, т.е. при более высокой температуре загущение масла более инетнсивно, нежели чем при низких температурах.

Пакет присадок (до 17 % себестоимости масла) — композиция присадок, которая вводится в комплексе или отдельными присадками, в загущенное (или незагущенное) базовое масло, для достижения дополнительных эксплуатационных преимуществ.

В ассортимент пакетов присадок концерна SHELL входят:

— салицилатные детергенты ( * ),

— беззольные диспергенты ( * ),

— дитиофосфаты цинка,

— депрессорные присадки ( * ),

— вязкостные присадки ( * ),

— противоизносные,

— противокоррозионные,

— модификаторы трения ( * ),

— антиокислительные ( * ),

— депрессорные присадки ( * ),

— противовспенивающие.

Присадки, помеченные ( * ) — собственное производство концерна SHELL .

Детергенты — основное предназначение — поддерживать чистоту двигателя. Они также нейтрализуют кислоты и продукты окисления, образующиеся при сгорании и при контакте с нагретыми поверхностями двигателя и тем самым предотвращают коррозию металлических частей двигателя. С т.з. химии — это поляризованные молекулы (салицилатов, фенатов, сульфонатов), растворённые алкиловой цепью в сочетании с основным карбонатом металла Са, Mg (гидроксидом коллоидально диспергированной молекулы мыла), Названные детергенты обычно внедряются в масло путём создания избытка гидроксидов металлов или углекислых солей металлов для того, чтобы повысить щёлочность конечного продукта и резко повышают при этом способность картерного масла противостоять кислотам. В первую очередь моющие присадки реагируют с твёрдыми частицами шлама, удерживая их от выпадения в осадок, “побочным” эффектом применения детергентов можно назвать повышение экономии топлива, особенно при торможении, за счёт общего снижения трения.

Диспергенты — основное предназначение — также поддержание чистоты двигателя, но совершенно иным путём, нежели чем детергенты. Химически диспергенты “беззольны”, что подразумевает их неметаллическое происхождение. Как правило, это — моносукцинимиды, моно/бисукцинимиды, бисукцинимиды с высокой молекулярной массой, сложные эфиры — обеспечивают чистоту бензина/дизельного топлива, диспергирование (разложение) золы, при борировании — резкое повышение износостойкости. Беззольные диспергенты не дают твёрдым частицам загрязнения укрупняться за — счёт слипания в более крупные образования и выпадать из потока масла до осаждения на масляном фильтре (т.е. поддерживают шлам в виде стойкой эмульсии). Основное отличие между категориями API SF и API SG ( SH ) — это требование к применению беззольных диспергентов.

Антиокислители – служат для повышения устойчивости масел против окисления. В качестве антиокислителей используют сернистые, азотистые, фосфорные, алкилфенольные соединения, а также фенолы с различными функциональными группами (аминофенол, нафтиламин, n -оксидилфениламин и др.) Для повышения стабильности турбинных, трансформаторных, приборных и др. глубокоочищенных масел применяют присадки типа ионол, n- оксидилфениламин. Для моторных масел используют диалкил дитиофосфаты. Антиокислители предназначены для защиты базового масла и введённого пакета присадок от воздействия кислорода в условиях переменных температурных режимов, защищают масло от старения в процессе эксплуатации, а также предотвращают загустевание масла, коррозию подшипников,

Антиржавейные (антикоррозионные) присадки – ингибиторы коррозии, растворимые в масле. Придают маслу способность защищать от коррозии черные и цветные металлы в тонкой пленке, в присутствии воды. В качестве антиржавейных присадок используют жирные кислоты, сульфонаты, нитрированные нефтепродукты, нитрооксиалкилсукцинамид мочевины, комбинированные присадки.

Депрессоры — обычно метакрилатные полимеры, предназначенные для улучшения свойств текучести при низких температурах с помощью модифицирования структуры воска.

Антипенные присадки – присадки, препятствующие вспениванию масла в маслобаке и картере двигателя при его работе. В качестве антипенных присадок используют силиконы (в количестве тысячных долей процента.

Противоизносные присадки — дитиофосфаты цинка, могут упоминаться как просто “цинк” — могут быть обнаружены во всех современных маслах. Они работают путём абсорбирования в поверхность металла, затем химически реагируя с ней в процессе контакта металл-металл, тем более активно, чем больше тепла при этом контакте образуется, создают при этом особую металлическую плёнку со “скользящими” свойствами, чем и предотвращают абразивный износ. Дитиофосфатная часть молекулы является более активным противоизносным агентом, чем цинк она образует пленку FePO 4 , которая устойчиво защищает трущиеся детали от износа.

Модификаторы трения — имеют различную химическую природу, могут включать металлические мыла, сложные эфиры, амиды, предназначены для уменьшения коэффициента трения за счёт наличия высокого сродства к металлическим поверхностям, создают плёнку низкого трения.

Японские масла JAYTEC в России. Качество в каждой капле.

Основные характеристики масел

Вязкость — это одна из важнейших характеристик масел. Моторные масла, как и большинство смазочных материалов, изменяют вязкость в зависимости от своей температуры. Чем ниже температура, тем больше вязкость и наоборот. Чтобы обеспечить холодный пуск двигателя (проворачивание коленвала стартером и прокачивание масла по системе смазки) при низких температурах, вязкость не должна быть очень большой. При высоких температурах, наоборот, масло не должно иметь очень малую вязкость, чтобы создавать прочную масляную пленку между трущимися деталями и необходимое давление в системе.

Индекс вязкости — показатель, который характеризует зависимость вязкости масла от изменения температуры. Это безразмерная величина, т.е. не измеряется в каких-либо единицах– это просто число. Чем выше индекс вязкости моторного масла, тем в более широком температурном диапазоне масло обеспечивает работоспособность двигателя. Для минеральных масел без вязкостных присадок индекс вязкости составляет 85-100, масла с вязкостными присадками и синтетические масла-компоненты могут иметь индекс вязкости 120-150. У маловязких глубокоочищенных масел индекс вязкости может достигать 200.

Температура вспышки. Этот показатель характеризует наличие в масле легкокипящих фракций, и, соответственно, связан с испаряемостью масла в процессе эксплуатации. У хороших моторных масел температура вспышки должна быть выше 216°С. У недостаточно качественных масел маловязкие фракции быстро испаряются и выгорают, ведя к высокому расходу масла и ухудшению его низкотемпературных свойств.

Температура застывания — это температура, при которой масло практически полностью теряет текучесть (подвижность). Температура застывания характеризует момент резкого увеличения вязкости при снижении температуры, или кристаллизации парафина вместе с повышением вязкости в такой степени, что масло становится твердым.

Щелочное число (TBN). Показывает общую щелочность масла, включая вносимую моющими и диспергирующими присадками, которые обладают щелочными свойствами. TBN характеризует способность масла нейтрализовывать вредные кислоты, поступающие в него в процессе работы двигателя и противодействовать отложениям. Чем ниже TBN, тем меньше активных присадок осталось в масле. TBN большинства японских масел для бензиновых двигателей обычно имеет значения в пределах 5-8 единиц (оригинальные масла – 5-6), а для дизельных двигателей — около 9-14. При работе моторного масла общее щелочное число неизбежно снижается, нейтрализующие присадки срабатываются. Значительное падение числа TBN приводит к кислотной коррозии, а также загрязнению внутренних частей двигателя.

Кислотное число (TAN). Кислотное число является показателем, характеризующим наличие в моторных маслах продуктов окисления. Чем меньше его абсолютное значение, тем лучше условия работы масла в двигателе и тем больше его остаточный ресурс. Повышение числа TAN служит показателем окисления масла, вызванного длительным временем использования и/или рабочей температурой. Общее кислотное число определяется для анализа состояния моторных масел, как показателя степени окисления масла и накопления кислых продуктов сгорания топлива.

Вверх

Простое объяснение улучшителей индекса вязкости

Индекс вязкости, сущ
Произвольная шкала для смазочных масел, указывающая степень изменения вязкости при изменении температуры.

Improver , существительное
Человек или вещь, которая улучшается.

Индекс вязкости (VI) — это широко используемый метод измерения изменения вязкости жидкости в зависимости от температуры. Чем выше индекс вязкости, тем меньше относительное изменение вязкости с температурой.Улучшители вязкости (также известные как модификаторы вязкости) — это добавки, которые увеличивают вязкость жидкости во всем ее рабочем диапазоне температур.

Эта статья призвана дать вам лучшее представление о присадках, улучшающих индекс вязкости, о том, что они из себя представляют, для чего они нужны и почему они важны.

Рисунок 1

Важность модификаторов

Модификаторы вязкости — это полимерные молекулы, чувствительные к температуре.При низких температурах цепочка молекул сжимается и не влияет на вязкость жидкости. При высоких температурах цепь расслабляется и происходит увеличение вязкости.

Есть два способа объяснить характеристики этих полимерных цепей. Первый — сравнить полимеры с людьми. Когда человеку холодно, его естественная реакция — прижать руки к телу, чтобы сохранить тепло. А теперь представьте себе толпу холодных людей со скрещенными руками, проходящую мимо друг друга в переполненном коридоре.Конечно, есть заторы, но люди все еще могут свободно передвигаться.

А теперь представьте обратное. Когда человеку жарко, он имеет свойство расползаться. Представьте себе человека, держащего руки прямо по бокам. Было бы намного труднее ориентироваться в перегруженном коридоре, полном горячих людей с вытянутыми руками. Рассмотрим в этом примере поток людей, связанный с вязкостью толпы.

Еще один способ описать эту цепочку — сравнить ее с обтягивающей игрушкой в ​​форме спирали с ленивой пружиной.1 Работая так же, как люди в аналогии с коридором, облегающие слинки сжимаются, когда холодно, и растягиваются, когда жарко. При сжатии молекулы легко обтекают друг друга, но при растяжении они цепляются друг за друга и препятствуют потоку жидкости, которую они занимают.

Учтите, что с повышением температуры вязкость уменьшается. Добавление модификаторов только замедлит скорость снижения вязкости.

Где используются эти модификаторы?

Повысители вязкости в основном используются в всесезонных моторных маслах, трансмиссионных маслах, жидкостях для автоматических трансмиссий, жидкостях для гидроусилителя руля, консистентных смазках и различных гидравлических жидкостях.Большинство из этих применений связано с автомобилем, и это связано с тем, что автомобили подвержены огромным перепадам температур.

Например, в картере двигателя необходимо масло с низкой вязкостью при низкой температуре, чтобы масляный насос мог подталкивать масло к верхней части двигателя во время этих холодных утренних запусков. Масло также должно быть достаточно вязким, чтобы защитить двигатель при достижении рабочей температуры. Это когда выгодно использование модификаторов в всесезонном масле.

На рисунке 1 показано, как SAE 10W30 сохраняет низкотемпературные свойства SAE10 (обеспечивая прокачиваемость при низких температурах), в то время как присадка придает ему характеристики SAE30 при более высоких температурах (обеспечивая защиту более толстой масляной пленки). SAE 10W30 производится путем смешивания модификатора вязкости с базовым маслом SAE10, и на самом деле SAE30 не используется.

Недостатки

К сожалению, улучшители индекса вязкости имеют некоторые недостатки. Основным недостатком является то, что они подвержены механическому срезанию. Обращаясь к аналогии с обтяжкой, легко представить себе растянутую обтяжку, разрезанную пополам с помощью механических процессов для получения двух более коротких обтяжек.

Поскольку добавка неоднократно подвергается сдвигу, она теряет способность действовать как более вязкая жидкость при более высоких температурах.Из полимеров с более высокой молекулярной массой получаются лучшие загустители, но они имеют меньшее сопротивление механическому сдвигу. Полимеры с более низкой молекулярной массой более устойчивы к сдвигу, но не так эффективно улучшают вязкость при более высоких температурах и, следовательно, должны использоваться в больших количествах.

1. http://en.wikipedia. org/wiki/Slinky

Требования и характеристики смазочных материалов для поршневых двигателей самолетов

Хотя существует несколько важных свойств, которыми должно обладать подходящее масло для поршневых двигателей, его вязкость наиболее важна для работы двигателя.Сопротивление масла течению известно как его вязкость. Масло, которое течет медленно, вязкое или имеет высокую вязкость; если он течет свободно, то имеет низкую вязкость. К сожалению, на вязкость масла влияет температура. Необычно то, что более ранние сорта масла становились практически твердыми в холодную погоду, увеличивая сопротивление и делая циркуляцию почти невозможной. Другие масла могут стать настолько жидкими при высоких температурах, что масляная пленка разорвется, что приведет к низкой несущей способности, что приведет к быстрому износу движущихся частей.

Масло, выбранное для смазки авиационных двигателей, должно быть достаточно легким, чтобы свободно циркулировать при низких температурах, и достаточно тяжелым, чтобы обеспечить надлежащую масляную пленку при рабочих температурах двигателя. Поскольку смазочные материалы различаются по свойствам и ни одно масло не подходит для всех двигателей и всех условий эксплуатации, чрезвычайно важно использовать только утвержденный сорт или рейтинг Общества автомобильных инженеров (SAE).

При определении надлежащего сорта масла для использования в конкретном двигателе необходимо учитывать несколько факторов, наиболее важными из которых являются рабочая нагрузка, частота вращения и рабочие температуры.Сорт используемого смазочного масла определяется условиями эксплуатации, которые должны соблюдаться в различных типах двигателей. Масло, используемое в поршневых двигателях самолетов, имеет относительно высокую вязкость, необходимую для:

  1. Больших рабочих зазоров двигателя из-за относительно большого размера движущихся частей, различных используемых материалов и различной скорости расширения различных материалов;
  2. Высокие рабочие температуры; и
  3. Высокое давление в подшипниках.

Вязкость

Обычно масла для коммерческой авиации классифицируются по номеру (например, 80, 100, 140 и т. Д.), Который приблизительно соответствует вязкости, измеренной с помощью испытательного прибора, называемого универсальным вискозиметром Сейболта. В этом приборе трубка содержит определенное количество проверяемого масла. Масло доводится до точной температуры с помощью жидкой ванны, окружающей трубку. Время в секундах, необходимое для прохождения ровно 60 кубических сантиметров масла через точно откалиброванное отверстие, регистрируется как мера вязкости масла.Если бы для обозначения вязкости масла использовались фактические значения Сейболта, вероятно, было бы несколько сотен марок масла.

Чтобы упростить выбор масел, они часто классифицируются по системе SAE, которая делит все масла на семь групп (SAE от 10 до 70) в зависимости от вязкости при 130 ° F или 210 ° F. Рейтинги SAE являются произвольными и не имеют прямого отношения к рейтингу Сейболта или другим рейтингам.

Буква W иногда включается в номер SAE для обозначения, например SAE 20W.Этот W указывает на то, что масло, помимо соответствия требованиям к вязкости при заданных температурах испытаний, является подходящим маслом для зимнего использования в холодном климате. Его не следует путать с буквой W перед маркой или весовым числом, указывающим на то, что масло относится к беззольному диспергатору.

Хотя шкала SAE устранила некоторую путаницу в обозначении смазочных масел, не следует полагать, что эта спецификация охватывает все важные требования к вязкости.Номер SAE указывает только класс вязкости или относительную вязкость; он не указывает на качество или другие существенные характеристики. Хорошо известно, что есть хорошие масла и масла более низкого качества, которые имеют одинаковую вязкость при данной температуре и, следовательно, подлежат классификации по одному и тому же классу.

Буквы SAE на емкости с маслом не являются одобрением или рекомендацией масла со стороны SAE. Несмотря на то, что каждый сорт масла имеет рейтинг SAE, в зависимости от его конкретного использования, ему может быть присвоен номер класса коммерческой авиации или номер спецификации армии и флота.Корреляция между этими системами нумерации классов показана на рисунке 1.

Рисунок 1. Обозначения марок авиационных масел

Индекс вязкости

Индекс вязкости — это число, которое указывает на влияние температурных изменений на вязкость масла. Когда масло имеет низкий индекс вязкости, это означает относительно большое изменение вязкости при повышенной температуре. Масло становится жидким при высоких температурах и густым при низких.Масла с высоким индексом вязкости имеют небольшие изменения вязкости в широком диапазоне температур.

Лучшее масло для большинства целей — это масло, которое сохраняет постоянную вязкость при изменении температуры. Масло с высоким индексом вязкости устойчиво к чрезмерному загустеванию при воздействии на двигатель низких температур. Это обеспечивает высокую скорость вращения коленчатого вала во время запуска и быструю циркуляцию масла при первом запуске. Это масло противостоит чрезмерному разбавлению при рабочей температуре двигателя и обеспечивает полную смазку и защиту подшипников от нагрузки.


Точка воспламенения и точка воспламенения

Точка воспламенения и точка воспламенения определяются лабораторными испытаниями, которые показывают температуру, при которой жидкость начинает выделять воспламеняющиеся пары, вспышку, и температуру, при которой имеется достаточно паров для поддержания огня . Эти точки установлены для моторных масел, чтобы определить их способность выдерживать высокие температуры, встречающиеся в двигателе.

Точка помутнения и температура застывания

Температура помутнения и температура застывания также помогают указать на пригодность.Точка помутнения масла — это температура, при которой содержащийся в нем воск, обычно содержащийся в растворе, начинает затвердевать и разделяться на крошечные кристаллы, в результате чего масло становится мутным или мутным. Температура застывания масла — это самая низкая температура, при которой оно течет или может быть налито.

Удельный вес

Удельный вес — это сравнение веса вещества с весом равного объема дистиллированной воды при указанной температуре. Например, вода весит приблизительно 8 фунтов на галлон; масло с удельным весом 0.9 будет весить 7,2 фунта на галлон.

В первые годы характеристики авиационных поршневых двигателей были таковы, что их можно было удовлетворительно смазывать с помощью минеральных масел прямого действия, приготовленных из специально отобранных базовых компонентов нефти. Классы масел 65, 80, 100 и 120 представляют собой простые минеральные масла, смешанные с выбранными базовыми маслами с высоким индексом вязкости. Эти масла не содержат никаких присадок, за исключением очень небольшого количества депрессанта температуры застывания, который помогает улучшить текучесть при очень низких температурах, и антиоксиданта.Этот тип масла используется в период обкатки нового авиационного поршневого двигателя или недавно отремонтированных.

Потребность в маслах с более высокой степенью термической и окислительной стабильности потребовала их усиления путем добавления небольших количеств ненефтяных материалов. Первые присадки, включенные в минеральные моторные масла для поршневых двигателей, были основаны на металлических солях бария и кальция. В большинстве двигателей характеристики этих масел в отношении окислительной и термической стабильности были превосходными, но камеры сгорания большинства двигателей не могли выдержать присутствия отложений золы, образованных этими металлосодержащими присадками.Чтобы преодолеть недостатки вредных отложений в камере сгорания, была разработана неметаллическая (т.е. не образующая золы, полимерная) присадка, которая была включена в смеси выбранных базовых компонентов минерального масла. Масла W относятся к беззольному типу и используются до сих пор. Беззольные диспергаторы содержат присадки, одна из которых имеет стабилизирующий вязкость эффект, который устраняет тенденцию масла к разжижению при высоких температурах масла и загущению при низких температурах масла.

Добавки в эти масла расширяют диапазон рабочих температур и улучшают запуск холодного двигателя и смазку двигателя в критический период прогрева, позволяя летать в более широком диапазоне климатических изменений без необходимости замены масла.

Полусинтетическое всесезонное масло SAE W15 W50 для поршневых двигателей используется уже некоторое время. Масла W80, W100 и W120 — это беззольные диспергирующие масла, специально разработанные для авиационных поршневых двигателей. Они сочетают в себе неметаллические присадки с выбранными базовыми маслами с высоким индексом вязкости, чтобы обеспечить исключительную стабильность, диспергируемость и противопенные свойства. Дисперсность — это способность масла удерживать частицы во взвешенном состоянии до тех пор, пока они не будут захвачены фильтром или сливаются при следующей замене масла.Диспергирующая добавка не является моющим средством и не очищает ранее образовавшиеся отложения внутри двигателя.

Некоторые всесезонные масла представляют собой смесь полусинтетического масла на синтетической и минеральной основе, а также высокоэффективного пакета присадок, который добавлен из-за опасений, что полностью синтетическое масло может не обладать растворимостью для обработки отложений свинца, возникающих в результате использования этилированное топливо. Как всесезонное масло, оно обеспечивает гибкость для эффективного смазывания в более широком диапазоне температур, чем однотипные масла.По сравнению с обычным маслом всесезонное масло обеспечивает лучшую защиту при холодном пуске и более прочную смазочную пленку (более высокую вязкость) при типичных рабочих температурах. Комбинация неметаллических противоизносных присадок и отобранных минеральных и синтетических базовых масел с высоким индексом вязкости обеспечивает исключительную стабильность, диспергируемость и противопенные свойства. Запуск может составлять до 80 процентов нормального износа двигателя из-за отсутствия смазки во время цикла запуска. Чем легче масло поступает к компонентам двигателя при запуске, тем меньше износ.

Беззольные диспергаторы рекомендуются для авиационных двигателей, подверженных большим колебаниям температуры окружающей среды, особенно для серийных двигателей с турбонаддувом, которым требуется масло для активации различных регуляторов турбонаддува. При температурах ниже 20 ° F предварительный нагрев двигателя и масляного бака обычно требуется независимо от типа используемого масла.

Полусинтетическое всесезонное беззольное диспергирующее масло премиум-класса — это специальная смесь высококачественного минерального масла и синтетических углеводородов с усовершенствованным пакетом присадок, специально разработанная для всесезонного применения.Беззольная противоизносная присадка обеспечивает исключительную защиту от износа изнашиваемых поверхностей.

Многие производители самолетов добавляют одобренные консервирующие смазочные масла для защиты новых двигателей от ржавчины и коррозии при выходе самолета с завода. Это консервирующее масло следует удалять в конце первых 25 часов работы. При добавлении масла в период, когда в двигателе присутствует консервирующее масло, используйте только минеральное масло авиационного класса прямого действия или беззольное диспергирующее масло требуемой вязкости.

Если беззольное диспергирующее масло используется в новом двигателе или двигателе, недавно отремонтированном, возможно, будет наблюдаться высокий расход масла. Присадки в некоторых из этих беззольных диспергирующих масел могут замедлить приработку поршневых колец и стенок цилиндров. Этого состояния можно избежать, используя минеральное масло до достижения нормального расхода масла, а затем переходя на беззольное масло-диспергатор. Минеральное масло также следует использовать после замены одного или нескольких цилиндров или до стабилизации расхода масла.

Во всех случаях обращайтесь к информации производителя, когда рассматривается тип масла или срок службы.


СВЯЗАННЫЕ ЗАПИСИ

Описание испытаний — вязкость, устойчивость к сдвигу, окисление, коррозия, пенообразование и др.

Вязкость по Брукфилду

Ротационное измерение вязкости с низким сдвигом при низких температурах. Тестовое задание может применяться к смазочным материалам с широким диапазоном вязкости, чтобы гарантировать, что увеличение вязкости из-за низкой температуры находится в пределах для применения или интересующие спецификации.

ASTM D2983
CCS

Низкотемпературная вязкость при высоком напряжении сдвига при холодном проворачивании Симулятор вискозиметра. Тест предсказывает сравнительную способность масла к обеспечить удовлетворительную скорость вращения коленчатого вала двигателя при низких температурах. Сообщается в cP.

ASTM D5293
CCS сканирование

Значения вязкости CCS в низкотемпературном диапазоне от -10 ° C до -35 ° C.Указывает на влияние низких температур на пусковые характеристики во всем диапазоне сканировать. Отмечено в cP в базе данных и представлено в виде линейного графика в первичном отчете МОМ.

ASTM D5293
Вязкость конуса и пластины

Измерение вязкости с помощью конусно-пластинчатого вискозиметра, полезно для образцов с более высокой вязкостью и может сочетаться с методами высокого сдвига для получения кривых вязкости с несколькими скоростями сдвига.

SAVLAB CAP
Испытание на устойчивость к сдвигу топливной форсунки

Испытание оценивает потерю вязкости полимерсодержащих жидкостей в процентах. в результате разложения полимера в сопловом устройстве с большим усилием сдвига. D5275 в сочетании с вязкостью HTHS является обязательным тестом в спецификации локомотива General Electric B82. Сообщается в сСт. KV при 100 ° C до и после сдвига и потери вязкости в%.

ASTM D5275
Индекс гелеобразования и индекс гелеобразования Температура

дает индекс гелеобразования и температуру индекса гелеобразования с помощью сканирования Техника Брукфилда. Определяет склонность масла вызывать проблемы из-за образования гелеобразной структуры при температуре ниже 0 ° C (32 ° F). Аккредитован по ISO 17025.

ASTM D5133
Высокая температура. Вязкость HTHS при высоком сдвиге при 100 ° C

Вязкость при высоких температурах и высоких скоростях сдвига с использованием конического подшипника Симулятор (TBS) Вискозиметр определяет динамическую вязкость двигателя. масло при 100 ° C и один миллион обратных секунд. Имитирует способность масла для удовлетворения гидродинамических потребностей двигателя при высоких сдвиговых усилиях. области. Об этом сообщается в cP. Аккредитован по ISO 17025.

ASTM D6616
Высокая температура.Вязкость HTHS при высоких скоростях сдвига при 150 ° C

Вязкость при высоких температурах и высоких скоростях сдвига с использованием конического подшипника Симулятор (TBS) Вискозиметр определяет динамическую вязкость двигателя. масло при 150 ° C и один миллион обратных секунд. Имитирует способность масла для удовлетворения гидродинамических потребностей двигателя при высоких сдвиговых усилиях. области. Об этом сообщается в cP. Аккредитован по ISO 17025.

ASTM D4683
Высокая температура.Высокая вязкость сдвига при других температурах или других скоростях сдвига

Высокая температура вязкость при высокой скорости сдвига с использованием симулятора конического подшипника (TBS) Вискозиметр определяет динамическую вязкость моторного масла. От 40 ° C до 200 ° C и широкий диапазон скоростей сдвига. Имитирует способность масла соответствовать гидродинамика требует нескольких областей двигателя и отображает смазку реакция вязкости на температуру и сдвиг. Об этом сообщается в cP.

ASTM D4683 модифицированный
Высокая температура. Вязкость при низком сдвиге

Высокотемпературная вязкость при низком сдвиге с использованием Tannas Basic Rotary (TBR) Вискозиметр. Определяет динамическую вязкость масла при выбранной температуре и двух сто ответных секунд. Помогает охарактеризовать индекс вязкости улучшитель, используемый в данном моторном масле или используемый для получения надежных данных о вязкости при высоких температурах.Об этом сообщается в cP.

SAVLAB TBR
Кинематическая вязкость

Кинематическая вязкость при 40 ° C и 100 ° C. Сообщается в сСт. Аккредитован по ISO 17025.

ASTM D445
Кинематическая вязкость

Вязкость кинематическая в диапазоне температур от -40 ° C до 150 ° С.Сообщается в сСт. Аккредитован по ISO 17025.

ASTM D445
KRL Устойчивость к сдвигу

Испытания смазочного масла с использованием конических роликоподшипников для определения: устойчивость смазочного материала к сдвигу. Сообщается в сСт. КВ при 100 ° C до и после сдвига и% потери вязкости.

CEC L-45-99 Мод. И ASTM D445
Курт Орбан Устойчивость к сдвигу

Тест оценивает устойчивость к сдвигу полимерсодержащих жидкостей.Метод испытания измеряет процентная потеря вязкости при 100 ° C по оценке европейского дизельного топлива инжекторный аппарат. ASTM D6278 обычно выполняется за 30 проходов, но может быть подгонять. ASTM D7109 требует, чтобы данные собирались за 30 и 90 проходов. Сообщается в сСт. КВ при 100 ° C до и после сдвига и% потери вязкости. Оба метода имеют аккредитацию ISO 17025.

ASTM D6278 или D7109
MRV / TP-1

Низкотемпературная вязкость при низком сдвиге с использованием мини-роторного вискозиметра с заданным температурным профилем.Прогнозирует способность масла к обеспечить удовлетворительный поток к масляному насосу двигателя в соответствии с требованиями SAE температура. Об этом сообщается в cP. Аккредитован по ISO 17025.

ASTM D4684
Температура застывания

Индекс самой низкой температуры, при которой нефтепродукт будет еще налей. Указывается в ° C с шагом 3 ° C.

ASTM D97
Сканирующая вязкость по Брукфилду (индекс гелеобразования)

Низкотемпературная вязкость при низком сдвиге с использованием сканера Брукфилда Техника (СБТ).Прогнозирует способность масла обеспечивать удовлетворительный поток. к экрану масляного насоса двигателя и к насосу в диапазоне холодных температура от 0 ° C до -40 ° C. Указывается в ° C и сП. Включает отчет об индексе гелеобразования. Аккредитован по ISO 17025.

ASTM D5133
Звуковые ножницы

Оценка устойчивости к сдвигу маслосодержащего полимера в терминах постоянной потери вязкости в результате облучения образца масло или гидравлическая жидкость в звуковом генераторе.Сообщается в сСт. КВ при 40 ° C до и после облучения и% потери вязкости.

ASTM D2603 или D5621
Индекс вязкости

Эмпирическая мера вязкостно-температурная зависимость. Используется для определения характеристики базовых масел и эффекты улучшителей вязкости.Значение определяется из измерений кинематической вязкости при 40 ° C и 100 ° C. Аккредитован по ISO 17025.

ASTM D2270
Профиль потери вязкости (VLP)

Использует значения вязкости HTHS и HTLS при 100 ° C и 150 ° C до и после постоянного сдвига масла с помощью Kurt Orbahn для определения пяти форм временной и постоянной потери вязкости. Значения характеризуют устойчивость масла к сдвигу и связаны с молекулярно-массовым распределением улучшителя вязкости, используемого при составлении и смешивании моторного масла.Представлено графически и в процентах потерь.

ASTM D4683, ASTM D6616, SAVLAB TBR

(PDF) Физико-химические характеристики и термическая стабильность иорданского масла жожоба

Масло, используемое в данном исследовании, было получено путем прессования. Всего

семян жожоба были помещены в цилиндрический контейнер, а затем суб-

были загружены 12-тонной нагрузкой с помощью ручного гидравлического пресса

. Масло, собранное со дна контейнера, составляло

, затем было отфильтровано для удаления любых твердых примесей.

Методы испытаний, использованные для измерения физико-химических свойств масла

, перечислены и указаны в таблице 1. Кроме того,

были проведены следующие эксперименты.

Присадка к смазочному маслу. Было изучено использование масла жожоба в качестве присадки к смазочному маслу

Jordanian (Jopetrol) для бензиновых двигателей. Готовили смеси, содержащие 5, 10, 15 или 20 мас.% Масла jo-

joba в масле Jopetrol, и оценивали соответствующие свойства, такие как вязкость при различных температурах

,

и VI.Масло Jopetrol для бензиновых двигателей, производимое Иорданским нефтеперерабатывающим заводом в Зарка и используемое в данном исследовании

, было классифицировано как SAE 40.

Испытание на термостабильность. Удельный вес и кинематическая вязкость

масла жожоба измеряли в соответствии с методами Американского общества испытаний и материалов

(ASTM) D287-82,

,

и D446-79 (8), соответственно, при различных температурах. Диапазон

составлял от температуры окружающей среды до 100 ° C для теста удельной плотности spe-

и до 140 ° C для теста кинематической вязкости

.Кроме того, термическая стабильность масла жожоба была определена

путем заполнения 40-миллилитровой трубы из нержавеющей стали маслом жожоба и

путем нагревания ее при 40-200 ° C в течение 4 часов перед охлаждением до температуры окружающей среды

. Для каждого образца кинематическая вязкость, цвет

и показатель преломления были измерены в соответствии с методами ASTM

D1218-82, D1500-77 и D446-79 (8), соответственно,

, чтобы определить любые изменения в свойства масла jo-

joba.Кроме того, химическая структура образца масла

без нагрева и образцов масла, нагретых до 100 или 200 ° C, была проанализирована с помощью инфракрасной (ИК) спектроскопии

, чтобы определить, оказывает ли нагрев

какое-либо влияние на свойства масла.

Все вышеупомянутые тесты были повторены не менее трех

раз. Различия между прогонами были незначительны, и для каждого теста сообщается среднее арифметическое

стирания значений.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Физико-химические характеристики иорданского масла жожоба.Физико-химические свойства

иорданского масла жожоба, использованного в данном исследовании

, представлены в таблице 1. Ясно, что масло жожоба

обладает многими многообещающими физико-химическими свойствами, такими как высокая температура вспышки и воспламенения

, низкая вязкость, высокий индекс вязкости и вязкость. и низкоуглеродистый остаток

. Большинство свойств масла аналогичны уже опубликованным

(1,2,4,5), за исключением того, что иорданское масло жожоба имеет на

более низкую температуру вспышки (в открытом тигле), температуру воспламенения, температуру застывания, остаток углерода

, и значение омыления.Эти различия могут составлять

из-за малого количества осадков и типа почвы, на которой росли растения жожоба

. Климатические условия, температура и относительная влажность

на участке, где росли растения жожоба

, являются подходящими, но годовое количество осадков мало в рекомендуемом диапазоне

для популяций жожоба (3).

Величина омыления указывает на полярную природу масла jo-

joba, которое может придавать свойства защиты от ржавчины, пенообразования и

маслянистости.С другой стороны, омыление и йодное число

масла жожоба относительно низкие по сравнению с

других растительных масел, таких как касторовое, соевое и рапсовое,

, что свидетельствует о лучшей стабильности (4,5).

Как показано в Таблице 1, масло жожоба имеет тенденцию к низкой и постоянной пенообразованию

. Это означает, что масло жожоба стабильно в механических системах

, таких как высокоскоростные зубчатые передачи, перекачка больших объемов,

и смазка разбрызгиванием. Практически нулевое содержание золы в масле жожоба

указывает на то, что оно не содержит металлических, грязных или ржавых материалов

.Кроме того, масло жожоба не вызывает коррозии, потому что

не содержит соединений серы. PH составляет около 7.

Температура застывания масла немного высока. Это может быть проблема

в холодную погоду или в любых холодильных установках.

С другой стороны, значение анилиновой точки указывает на то, что

это масло менее ароматно. Влагосодержание

определяли двумя методами: водной экстракцией и ИК. Оба метода показывают, что масло жожоба имеет низкое (нулевое) содержание влаги.Таким образом,

, масло жожоба не будет иметь никаких коррозионных эффектов, а также

не будет производить никаких водных соединений.

58 M. ALLAWZI ET AL.

JAOCS, Vol. 75, нет. 1 (1998)

ТАБЛИЦА 1

Физико-химические характеристики иорданского масла жожоба

в сравнении с другими маслами жожоба

Литературные значения

Характеристики Метод Эта работа (справочная)

Плотность (25 ° C) 0,863 (0,863) 0,863 (0,863) 1), 0,866 (5b)

Температура вспышки в открытом тигле

(° C) D92-85 275.0 295 (1)

Температура воспламенения в закрытом тигле

(oC) D93-85 224,0 NAc

Температура воспламенения (oC) D287-82 322,0 338 (1)

Температура застывания (oC) D97-85 8,0 9,0 ( 5)

Анилиновая точка (oC) D611-77 52,9 NA

Остаток углерода (мас.%) D189-81 0,012 0,1 (4)

Метод экстракции

(% воды) D473-81 нет данных NA

Содержание влаги на

инфракрасный (% воды) Как в п. 9 0,64 NA

Йодное число

(мг на 100 г) — 81.0 82 (1), 82,98 (5)

Величина омыления D94-80 88,0 92 (1), 94,69 (5)

pH — 6,95–7,34 NA

Калорийность

(кал. На г) D240-80 10086.0 NA

Вспенивание (мл)

при 24oCD3519-76 3–5 NA

при 94oC3–5

ОКЧ (мг КОН / г) D974-80 0,36 NA

TBNc (мг КОН / г) D2896-80 1.0 NA

Показатель преломления

(при 25oC) D1218-82 1.4593 1.465 (1), 1.464 (5)

Цветовое значение D1500-77 1.0 1.5 (2), 0.5 (2b)

Зольность (мас.%) D482-80 ноль ноль (5)

Кинематическая вязкость

(сСт)

при 40o CD446-79 24.75 24,95 (5)

при 100oC 6,43 6,43 (5)

Индекс вязкости D2270-79 233 233 (5)

Медная коррозия D130-83 <1ac <1a (5)

a Все эти методы перечислены в Ссылка 8, если не указано иное.

b Свойства масла жожоба, экстрагированного гексаном.

кНК, не имеется; ОКЧ — общее кислотное число; TBN, общее щелочное число; 1а,

незначительная степень коррозии.

Журнал нефтяных технологий и альтернативных видов топлива

РЕФЕРАТ

В данном исследовании изучались физико-химические характеристики пакистанских свежих и отработанных моторных масел, как всесезонных (SAE-40, SAE-50), так и всесезонных (SAE-20W / 50).Образцы были проанализированы на удельный вес при 60/60 ° F, кинематическую вязкость при 100 и 40 ° C, индекс кинематической вязкости, температуру застывания, температуру вспышки, общее щелочное число, коррозию медной полосы и содержание серы в соответствии с ASTM (Американское общество Испытания и материалы) стандартные методы. В это исследование были включены пять образцов автомобильных смазочных масел различных марок API (Американского института нефти), упомянутых выше. Образцы были взяты из отстойников пяти различных двигателей, то есть трех двигателей с искровым зажиганием и двух дизельных двигателей степени сжатия (одно моторное масло для обычных условий эксплуатации и другое моторное масло для тяжелых условий эксплуатации) после нескольких пробегов эксплуатации (в диапазоне от 800 до 2800 км).Результаты показывают ухудшение качества образцов при увеличении степени очистки по мере того, как автомобиль преодолевает большее расстояние с тем же маслом, которое необходимо заменить. Удельный вес увеличивается по мере использования из-за износа двигателя и образования продуктов окисления. Вязкость всех образцов снижается по мере старения масла, что связано с более легкими концевыми загрязнениями. Температура застывания односортного масла немного снижается по мере использования, но у более стабильного всесезонного масла изменений температуры застывания не обнаружено. Температура вспышки и общее щелочное число снижаются в зависимости от использования масла.Было зарегистрировано более высокое содержание серы в отработанном масле из-за наличия износа, вызванного между движущимися частями, поскольку прочность масла снижается с увеличением использования, что не может предотвратить трение между движущимися частями двигателя.

Ключевые слова: Физико-химические характеристики, отработанное моторное масло, Пакистан.


Смазочное масло можно определить как нефтепродукты, которые уменьшают трение между металлическими частями двигателя и сохраняют его гладкость (Jonathan, 1993).Масла из автомобильных источников состоят из универсальных и однотипных картерных масел для дизельных и бензиновых двигателей, а также из смазочных материалов промышленного класса (Gergel and La, 1977).

Смазочные масла становятся вязкими жидкостями и используются для смазки движущихся частей машин и двигателей. Как правило, эти углеводороды варьируются от низковязких масел с молекулярной массой от 250 до очень вязких смазочных материалов с молекулярной массой до 1000 (Heitzman et al., 1985). Они также служат для удаления износа автомобильных деталей, вызванного движущимися поверхностями, таким образом, тепло отводится от рабочих частей в машинах и образует защитный слой на поверхностях металлов, чтобы можно было избежать коррозии. Смазочные масла получают путем смешивания масел на основе различной вязкости с подходящей пропорцией присадок.

Базовые масла могут быть синтетическим материалом, произведенным химическими процессами, или могут быть получены из сырой нефти (Jha, 2005). Для конкретного транспортного средства выбор смазочного материала основан не только на его стабильности для уменьшения трения и износа, но и на свойствах присадок, добавляемых в смешанные базовые масла (Kinghorn, 1983).Смазочные масла помогают защитить трущиеся поверхности при эксплуатации, они также помогают защитить внутреннее металлическое трение оборудования и способствуют более легкому перемещению соединяемых деталей. При этом они могут устранить сильное повышение температуры на движущихся поверхностях. Кроме того, постоянное воздействие высоких температур снижает качество смазочных масел. Это может привести к ухудшению таких важных свойств, как удельный вес, вязкость и т. Д. Иногда изношенные металлические детали и их поверхности непосредственно оседают в смазочном масле.Смазочные свойства смазочных масел снижаются при длительном использовании. Это происходит из-за чрезмерного снижения желаемых свойств. На этом этапе необходимо заменить масло на свежее. Утилизация смазочных масел в настоящее время стала серьезной проблемой, поскольку ежегодно используется большое количество моторных масел. Проблема загрязнения окружающей среды из-за отходов или использованных смазочных масел тщательно рассматривалась в передовых странах (Cooke, 1982). Ежегодно в США производится почти 2 миллиарда галлонов масел (Coyler, 2000).Это подтолкнуло правительство и промышленность к поиску успешных решений, которые, в свою очередь, уменьшат загрязнение окружающей среды, а использованное смазочное масло может быть утилизировано экологически безопасным способом (Whisman et al., 1978).

Смазочные моторные масла точно известны по номеру Общества автомобильных инженеров (SAE) и имеют разные классы API (Американский институт нефти). Сорта масла SAE на основе вязкости используются производителями большинства автомобильного оборудования, которое они рекомендуют для использования в своих продуктах.По мере увеличения числа SAE вязкость масла также увеличивается, и масло также становится тяжелее (Scapin, 2007). Добавление определенных присадок предназначено для улучшения вязкостно-температурных характеристик. В этом исследовании изучаются физико-химические характеристики моторных масел, используемых в двигателях различных транспортных средств в Пакистане.


Двигатели

Пять типов двигателей внутреннего сгорания (три с искровым зажиганием и два с воспламенением от сжатия) использовались для изучения старения смазочных масел и их вредного воздействия на двигатели.Свойства масла для нового мотоцикла Honda CD-70 (двигатель № 6821353), автомобиля Corolla шестимесячной давности (двигатель № Z 222420), 7-летнего автомобиля Cultus (№ двигателя F 382877), двухлетнего автомобиля. В этом исследовании изучались моторные масла веганского (двигатель № 428411) и десятилетней давности для автоцистерн (двигатель № 199132). Пробы отработанного масла отбирались после среднего пробега на 1000, 2400, 2200, 2000 и 1400 км соответственно.

Методы

Стандартные методы применялись для определения физических параметров, таких как удельный вес при 60/60 F, кинематическая вязкость при 100 и 40 ° C, индекс вязкости, температура вспышки, температура застывания, общее щелочное число и содержание серы, которые определялись с помощью стандартных методов D-1298. , D-445, D-2270, D-92, D-97, D-874, IP-63 и ASTM D-2896 соответственно (стандарты ASTM, 1999).

Оборудование

Оборудование, использованное для этого исследования, представлено следующим образом: Ареометр № 886653, B.S. 718, изготовленный в США, использовался для определения удельного веса, ванна вискозиметра (VHC-220, GALLENKAMP, Англия) для кинематической вязкости при 100 и 40 ° C, полуавтомобиль Cleveland Open Cup DIN-51376, LAUDA, Германия) для точки вспышки. Граничный сосуд на 80 мл с термометром № 108 MM IMM IP 1C / ASTM 5C, 5608 Seta для температуры застывания, рентгеновским анализатором (модель № 15062, США) для определения содержания серы и 960-Autochemistry, ORION, Япония для TBN.

Сбор образцов

Используемые марки смазочных масел — это всесезонные автомобильные моторные масла, то есть

.

1. Sun Bonus 150, SAE-40 (API-SC / CC)

2. Gold Spectra-D, SAE-50 (API-CC / SD)

3. Servo D-4 SAE-50 (API-CD / SE) и всесезонное автомобильное моторное масло i-e

.

4. Zelax Gold, SAE-20W / 40 (API-CG4 / SG)

5. Сервопривод PC-6, SAE-20W / 50 (API-SG / CF4)

Эти образцы были взяты из отстойников пяти различных двигателей после покрытия определенного пробега с использованием масла той же марки.


Результаты физических параметров использованных и свежих смазочных материалов представлены в таблице 1. Полученные результаты обсуждаются следующим образом.

Удельный вес (ASTM D-1298)

Удельный вес можно определить как отношение плотности неизвестного образца к равному объему воды. Было замечено, что удельный вес использованных смазочных масел был выше, чем у свежих. Это может быть связано с загрязнением отработанных образцов высокомолекулярными компонентами внутри двигателя.

Кинематическая вязкость (ASTM D-445)

Вязкость зависит от температуры. Он определяется как сопротивление потоку жидкости. Кинематическая вязкость измерялась при 100 и 40 ° C, и результаты сравнивались с указанными пределами Пакистанского института стандартов (PSI) (1990), которые показаны в таблицах 2, 3 и 4, однако вязкость при 40 ° C составляет не указано PSI. Было замечено, что вязкость образцов продолжает снижаться по мере того, как образец используется в течение более длительного времени.Это может быть связано с загрязнением более легкими концевыми углеводородами, которые делают масло непригодным для дальнейшего использования.

Индекс вязкости (ASTM D-2270)

Индекс вязкости на практике используется как единое число, указывающее температурную зависимость кинематической вязкости. Индекс вязкости образцов отработанного масла был больше, чем у свежего из-за термического окисления.

Температура вспышки (ASTM D-92)

В книгах ASTM температура вспышки нефтепродуктов определяется как минимальная температура, при которой пары масла начинают воспламеняться.Результаты показывают, что температура вспышки образцов снижается с использованием масла. Это происходит из-за комбинации более легких концевых органических загрязнителей в пробах отработанного масла.

Температура застывания (ASTM D-97)

Самая низкая температура, при которой поток жидкости перестает существовать, называется температурой застывания. Очевидно, температура застывания образцов была такой же после использования, что указывает на возможность повторного использования / переработки масел после очистки.Результаты для образцов показывают небольшое снижение температуры застывания в образцах однотонного масла (SAE-40 и 50) после использования, тогда как в образцах всесезонного масла (SAE-20W / 50) значительного изменения температуры застывания не наблюдалось. Это связано с тем, что SAE-20W / 50 — это высоковязкое моторное масло высокого качества с более высоким процентным содержанием присадок. Температура образца регистрировалась при отсутствии потока.

Коррозия медной ленты (ASTM D-130)

Этот метод охватывает коррозию медной полосы, когда она содержится в смазочном масле и некоторых других нефтепродуктах.Все образцы, упомянутые в Таблице 5, были подвергнуты этому испытанию, и результаты представлены в Таблице 1, которая показывает, что свежие образцы были включены в указанные пределы Министерства нефти и природных ресурсов, однако использованные образцы моносортной нефти показывают более высокие показатели. потускнение по сравнению с образцами всесезонного масла, которые слегка потускнели из-за их большей стабильности.

Общее щелочное число (ASTM D-2896)

Общее щелочное число — это число нейтрализации, которое является мерой щелочности масла.Результаты, представленные в Таблице 1, показывают, что все свежие образцы попадают в диапазон одно- и всесезонных автомобильных моторных масел, но использованные образцы показывают большее отклонение от стандартных пределов.

Содержание серы (ASTM 1552)

Этот метод предназначен для анализа серы. Сера показывает степень окисления и коррозии проб масла. Содержание серы в отработанных смазочных маслах выше, чем в свежих, как указано в таблице 1. Это связано с наличием износа между движущимися частями двигателя.В результате реакции серы образуются соединения с низкой температурой плавления, которые легко раскалываются без катастрофического износа. Коррозия в двигателях возникает из-за минеральных кислот, которые образуются при окислении соединений серы в топливе в двигателях внутреннего сгорания с очищенными маслами; те углеводороды, которые изначально были нестабильными, были окислены во время использования (Rincon et al., 2005).


Можно сделать вывод, что свойства смазочных масел изменяются при более длительном использовании в искровом двигателе, а также в дизельных двигателях степени сжатия.Однако температура застывания всесезонных проб масла не изменилась, что указывает на то, что масло можно повторно использовать после рециркуляции и переработки. Сезонное моторное масло необходимо заменить после пробега от 1600 до 2200 км, но мотоциклетное масло следует использовать от 800 до 1000 км, тогда как всесезонное моторное масло необходимо заменить на вышеупомянутых транспортных средствах после пробега от 1400 до 2200 км, чтобы избежать повреждений. деталей двигателя. Это позволит машине работать бесперебойно. В противном случае детали двигателя будут просрочены до истечения их фактического срока службы.Было замечено, что срок службы моторного масла истекает намного быстрее в более тяжелых транспортных средствах по сравнению с более легкими.


Авторы не заявляли о конфликте интересов.


Работа, представленная в этой статье, является частью докторской диссертации. диссертация г-на Мухаммада Касима. Авторы благодарны г-ну Мухаммаду Шафику, генеральному директору Института разработки углеводородов Пакистана за техническую поддержку.

ССЫЛКИ

Стандарты ASTM (1999).Нефтепродукты, смазочные материалы и ископаемое топливо, Раздел 5, V 05.01 и 5. 02. Американское общество испытаний и материалов, Филадельфия, США, код публикации (PCN): 01-050289-12.

Heitzman PE, Bertholot JP, Hopper WC, Pollit AD, Smith JD, Vickers BG (1985). Сбор, утилизация и регенерация отработанного масла и сопутствующих материалов. Отчет Конкау 85:53.

Кук В.Б. (1982).Роль добавки в автомобильной промышленности, ASLE -1982.

Койлер CC (2000). Масла для бензиновых двигателей: рабочие характеристики, оценка и классификация. 10-й Мировой нефтяной конгресс, Москва, 112 с.

Георгель WC, La TGG (1977). Увеличенный срок службы моторного масла благодаря новой технологии. В докладе семинара на Ежегодном собрании Национальной ассоциации нефтепереработчиков 1977 г., март, стр.27-29.

Джа МК (2005). Повторная очистка отработанных смазочных масел: интеллектуальный и экологически чистый вариант. Indian Chem. Англ. 47 (3): 209-211.

Джонатан Т (1993). Введение в исследования окружающей среды, 3-е издание, издательство Saun-ders College, Нью-Йорк, 23:41.

Kinghorn RRF (1983). Введение в физику и химию нефти.Wiley and Sons. Нью-Йорк.

PSI (1990). Институт стандартов Пакистана. Министерство нефти и природных ресурсов, Правительство. Пакистана № PL-L (870) / 99 / Spec.

Ринкон Дж., Канисарес П., Гарсия М. Т. (2005). Регенерация отработанного смазочного масла экстракцией полярным растворителем. Ind. Eng. Chem. Res. 44 (12): 4373-4379.
Crossref

Скапин, М.(2007). Утилизация отработанных смазочных масел путем ионизации, связующей ступицы. Elservier. ru / retrieval / pii / 30969806X0700182X.

Whisman ML, Reynolds JW, Goetzinger JW, Cotton FO, Brinkman DW (1978). Повторная очистка позволяет получить качественные масла. Углеводородный процесс 57 (10): 141-145.

Вязкость смазочного материала, вопросы и ответы | Исель

Вязкость смазочного материала обычно считается одним из его наиболее важных свойств, и на то есть веские причины: если вязкость смазочного материала даже незначительно отличается от вязкости, необходимой для конкретного компонента и области применения, смазка не сможет смазывать компонент. эффективно.Это может привести к серьезным повреждениям и, возможно, к отказу оборудования.

Понимание вязкости важно для правильного выбора смазочного материала и управления им, а в конечном итоге для максимизации производительности, эффективности и срока службы вашего оборудования. Ниже приведены ответы на некоторые общие вопросы о вязкости, которые могут пролить свет на этот сложный, но жизненно важный аспект смазки.

В: Что такое вязкость?

A: Вязкость — это сопротивление жидкости течению при заданной температуре.Чем больше сопротивление потоку, тем выше вязкость жидкости.

Q: Что такое абсолютная вязкость и кинематическая вязкость и в чем разница между ними?

A: Абсолютный и кинематический методы представляют собой два метода измерения и регистрации вязкости.

Абсолютная (также известная как динамическая) вязкость измеряет сопротивление жидкости потоку, когда жидкость подвергается контролируемой силе, такой как движущаяся часть машины, сжатый воздух или насос.Чем больше силы требуется для перемещения жидкости, тем выше ее абсолютная вязкость. Например, для смешивания йогурта в блендере требуется больше усилий, чем для смешивания фруктового сока, потому что йогурт имеет более высокую абсолютную вязкость.

Проще говоря, кинематическая вязкость измеряет сопротивление жидкости течению под действием силы тяжести. Чем медленнее течет жидкость по отношению к силе тяжести, тем выше ее вязкость. Например, если бы вы опрокинули открытые емкости с медом и водой, мед вылился бы медленнее, потому что его кинематическая вязкость выше.

В: Изменяется ли вязкость жидкости в зависимости от скорости сдвига (т.е. насколько быстро или медленно жидкость перемешивается, нагнетается или иным образом перемещается), или вязкость остается постоянной?

A: Ответ зависит от конкретной жидкости. Большинство жидкостей поддерживают постоянную вязкость независимо от скорости движения жидкости. Эти жидкости известны как ньютоновские жидкости (потому что они соответствуют закону механики жидкостей сэра Исаака Ньютона).Для ньютоновских жидкостей абсолютная вязкость постоянна, как и кинематическая вязкость, и два измерения относятся друг к другу. Большинство смазочных масел считаются ньютоновскими.

Для некоторых жидкостей, известных как неньютоновские жидкости, вязкость изменяется в зависимости от скорости, с которой жидкость вынуждена двигаться. Хорошим примером является майонез: он имеет высокую вязкость при относительно низком сдвиге силы тяжести (т. Е. Открытая банка майонеза не выливается легко, если ее перевернуть на бок).Но при перемешивании майонез очень легко поддается силе. Его вязкость уменьшается с увеличением скорости сдвига (скорости силы).

Из-за этой изменчивости вязкость неньютоновских жидкостей нельзя измерить традиционным способом. Ее необходимо измерять в зависимости не только от температуры, но и от скорости сдвига. Это измерение называется «кажущейся вязкостью».

В: Если большинство смазочных масел считаются ньютоновскими, какие смазочные материалы относятся к неньютоновской категории?

A: Консистентные смазки и всесезонные масла неньютоновские, как и большинство смазочных масел, обладающих любой из следующих характеристик:

  • Содержат добавки для улучшения индекса вязкости (индекс вязкости обсуждается позже)
  • Образовали эмульсию с водой или другим жидким загрязнителем
  • Уносятся воздухом или другим газом
  • Имеют в себе коллоидную взвесь твердых примесей
  • Были термически или окислительно разложены

В: Может ли вязкость смазочного материала измениться из-за других факторов?

A: Да.Вязкость смазки (независимо от того, является ли жидкость ньютоновской или неньютоновской) колеблется обратно пропорционально температуре, поэтому температура всегда должна указываться вместе с измерениями вязкости. Вязкость смазочного материала также может изменяться из-за загрязнения, окисления, термического разложения или неправильного смешивания смазочного материала с другим смазочным материалом с другой вязкостью (более высокой или низкой) или с растворителем.

Регулярный анализ масла имеет решающее значение для контроля вязкости смазочного материала и других аспектов его состояния.

В: Как измеряется вязкость?

A: Для измерения вязкости используются различные типы инструментов, называемые вискозиметрами. Многие вискозиметры измеряют время, необходимое для прохождения жидкости через капиллярную трубку под действием силы тяжести (в случае кинематической вязкости) или контролируемой внешней силы (в случае абсолютной вязкости).

Кинематическая вязкость обычно измеряется в сантистоксах (сСт). Обычно кинематическую вязкость промышленных смазочных материалов в сантистоксах измеряют при 40 ° C (104 ° F), потому что это основа для системы классификации кинематической вязкости ISO 3448 — всемирно признанного отраслевого стандарта, установленного Международной организацией по стандартизации.Для некоторых смазочных материалов, особенно предназначенных для использования в автомобилях, кинематическая вязкость обычно измеряется в сантистоксах при 100 ° C (212 ° F) в соответствии с системой классификации SAE J300 — международным стандартом, установленным Обществом автомобильных инженеров.

Лаборатории обычно измеряют и сообщают кинематическую вязкость смазочного материала. Если измеряется и указывается абсолютная вязкость, единицей измерения является сантипуаз (сП).

В: Что такое индекс вязкости?

A: Индекс вязкости (VI) смазочного материала — это безразмерное число, которое указывает на стабильность вязкости по отношению к изменениям температуры.Вязкость смазки обратно пропорциональна температуре. Для некоторых жидкостей небольшое изменение температуры может вызвать резкое изменение вязкости; для других жидкостей вязкость практически не меняется даже при значительных колебаниях температуры. Чем выше индекс вязкости смазочного материала, тем более стабильна его вязкость в широком диапазоне температур (т. Е. Тем меньше она изменяется с температурой). Интенсивность вязкости часто является важным фактором при выборе смазочных материалов для применений, в которых наблюдаются большие колебания температуры.

В: Какие проблемы могут возникнуть, если вязкость смазочного материала слишком высокая или слишком низкая?

A: Если вязкость смазочного материала слишком высока, смазка может не течь должным образом туда, где это необходимо. Это может привести к:

  • Больше трения и больше тепла, что (а) ускоряет процесс окисления, сокращая срок службы жидкости; (б) способствует образованию отложений и отложений; и (c) увеличивает потребление энергии, поскольку может потребоваться больше энергии для преодоления чрезмерного нагрева и поддержания работы системы в соответствующем температурном диапазоне
  • Повышенный износ, который может привести к увеличению времени простоя на ремонт и, возможно, к сокращению срока службы компонентов
  • Плохая прокачиваемость при холодном пуске, повышающая риск повреждения оборудования или выхода из строя при запуске
  • Плохое пенообразование и плохая деэмульгируемость (водоотделение)

Если вязкость смазочного материала слишком низкая, жидкость может недостаточно разделиться и защитить детали, как задумано.Последствия могут включать:

  • Чрезмерный износ, приводящий к частому ремонту / замене компонентов
  • Повышенное трение и нагрев, способствующие более быстрому окислению, увеличению образования нагара и шлама, а также более высокому потреблению энергии
  • Повышенная уязвимость к повреждению или отказу компонентов, особенно при высоких температурах, высоких нагрузках и низких скоростях
  • Повышенная восприимчивость к загрязнению частицами

Q: Как лучше всего выбрать и поддерживать надлежащую вязкость смазки в системе?

A: Выполните следующие два шага:

  1. Проконсультируйтесь со специалистами по смазке, чтобы выбрать продукт, подходящий для вашего конкретного компонента, применения и условий эксплуатации.
  2. Используйте текущий анализ масла, чтобы следить за состоянием смазочного материала, включая его вязкость.

Isel упрощает выбор смазочных материалов и техническое обслуживание. Isel разрабатывает и производит лучшие в отрасли смазочные материалы, обеспечивающие непревзойденные характеристики, защиту и срок службы. Наш опыт в области смазывания и уникальные производственные процессы позволяют нам адаптировать составы к спецификациям ваших клиентов, чтобы вы могли предоставить им точную вязкость и другие свойства, которые требуются их системам, областям применения и условиям эксплуатации.Isel также предлагает бесплатную программу анализа масла, доступную всем вашим клиентам, использующим смазочные материалы производства Isel, пока они их используют. Благодаря глубокому пониманию Isel вязкости и других свойств смазочных материалов, а также нашим услугам по экспертному анализу, вы можете помочь своим клиентам обеспечить надлежащую смазку и защиту оборудования. Чтобы получить дополнительную информацию о продуктах и ​​услугах Isel, свяжитесь с нами сегодня.

границ | Рабочие характеристики смазочных материалов в электрических и гибридных транспортных средствах: обзор текущих и будущих потребностей

Введение

Электромобиль (EV) был впервые концептуализирован в начале девятнадцатого века, а коммерческие электромобили появились в конце девятнадцатого века (He et al., 2020). Появление Toyota Prius в 1997 году стало важной вехой в разработке гибридных автомобилей (HEV) (Chau and Chan, 2007). Количество электромобилей / HEV с тех пор продолжает расти (API, 2015; Becker, 2019). Отчеты предсказывают дальнейший рост продаж электромобилей во всем мире (Эндрю, 2019; Дункан, 2019). Хронология основных событий, приведших к исследованиям и разработкам в области EV / HEV, показана на Рисунке 1.

Рисунок 1 . Исторический график развития EV / HEV.

Преимущества электромобилей

В зависимости от марки электромобили могут быть разных типов: аккумуляторные, гибридные, подключаемые гибридные, аккумуляторные на топливных элементах и ​​солнечные электромобили (He et al., 2020). HEV бывают нескольких конструкций: (1) классификация, основанная на электрических и механических потоках мощности: последовательные, параллельные, последовательно-параллельные или сложные гибриды; (2) классификация на основе уровней мощности и режима работы: полные, микро- и мягкие гибриды (Chau and Chan, 2007). Уникальной особенностью HEV является то, что он может отключать двигатель внутреннего сгорания, когда транспортное средство имеет достаточную мощность для работы только от электродвигателей.Это приводит к большему охлаждению двигателя внутреннего сгорания и частым запускам и остановкам (Clarke, 2014).

Эксплуатационная стоимость электромобиля оценивается в 2 цента / милю, тогда как для автомобиля с ДВС — около 12 центов / милю (Farfan-Cabrera, 2019). Кроме того, электромобиль использует около 77% энергии сети по сравнению с 21,5% энергии, потребляемой из топлива для ICEV (Farfan-Cabrera, 2019). Защита окружающей среды, использование ресурсов и удовлетворенность клиентов являются ключевыми факторами инноваций в области смазочных материалов для электромобилей и автомобилей с тяжелым двигателем. Высокая топливная эффективность, низкий уровень выбросов парниковых газов и CO, NOx и большой пробег — вот некоторые ключевые показатели эффективности будущего дизайна (Korcek et al., 2000). Подключаемые гибридные автомобили (PHEV) продемонстрировали преимущества устойчивости по сравнению с обычными автомобилями с ДВС (Bradley and Frank, 2009).

Увеличение субсидий на экологически чистые автомобильные технологии во всем мире дало толчок исследованиям и разработкам электромобилей (EV) и гибридных электромобилей (HEV). Тем не менее, современные технологии EV / HEV все еще остаются незрелыми. В таблице 1 представлена ​​сравнительная оценка транспортных средств с обычным двигателем внутреннего сгорания (ДВС) и электромобиля / HEV с учетом нескольких ключевых аспектов.

Таблица 1 . Сравнение обычных автомобилей с ДВС и автомобилей EV / HEV.

Потребности и проблемы в электрических и гибридных транспортных средствах

Благодаря вышеупомянутым преимуществам, наблюдается всплеск научных публикаций о смазочных материалах EV / HEV (рис. 2A) и EV / HEV (рис. 2B).

Рисунок 2 . Количество исследовательских публикаций и патентов на смазочные материалы (A), EV / HEV и (B) EV / HEV по годам.По оси абсцисс показаны годы. Данные были собраны через Google Scholar.

К нерешенным проблемам в технологии электромобилей относятся, например, запас хода до зарядки, время зарядки, стоимость и доступность зарядки (Van Rensselar, 2019). Основными проблемами при более широкомасштабной коммерциализации электромобилей / HEV являются стоимость, эффективность транспортного средства, техническое обслуживание, надежность компонентов, доступность и удовлетворенность клиентов. Не существует стандартизированного теста для оценки шума в электромобилях / HEV (Эндрю, 2019).В электромобиле батарея стоит около 45,3% от общей стоимости. Текущая удельная энергия батареи на ископаемом топливе составляет 1:80. Следовательно, плотность энергии и срок службы батареи являются одними из узких мест для технологии электромобилей (Van Rensselar, 2019). Другие проблемы лежат в области разработки передовых технологий зарядки, суперконденсаторов, термоэлектрических генераторов, рекуперативного торможения и фотоэлектрических элементов, среди прочего (Farfan-Cabrera, 2019).

С точки зрения механических характеристик технология EV / HEV представляет несколько трибологических проблем.Отказ подшипников, который может составлять почти 40% отказов двигателей в EV / HEV, может стать серьезной проблемой из-за сложных напряжений на валах и токов в подшипниках. Преждевременный выход из строя подшипников сопровождается нежелательным шумом, вибрацией и нестабильностью (He et al., 2020). Обобщенное решение для смазки EV / HEV может быть сложной задачей из-за очень разнообразного диапазона тока подшипников и конструкции (He et al., 2020). Обычные решения проблемы трения и износа также могут оказаться неприменимыми в EV / HEV. Например, использование современных модификаторов трения, таких как диалкидитиокарбаматы молибдена, приводит к потере эффективности по мере накопления миль (Korcek et al., 2000). Следовательно, необходимы новые стратегии и решения для улучшения трибологических характеристик.

Смазочные материалы

По последнему слову техники

Смазочные материалы играют важную роль в автомобилях. Недавний прогресс в области смазывания был отмечен в таких областях, как биосмазочные материалы, смазочные материалы на основе минеральных масел, добавки с наночастицами и смазки на основе углеродных нанотрубок, среди прочего (Rensselar, 2010; Tang et al., 2013; Zin et al., 2016; Сяхир и др., 2017; Дассеной, 2019; Нарита, Такекава, 2019).Исследования смазочных материалов были направлены на получение более высокой устойчивости к коррозии меди и совместимости с полимерами, используемыми в электронных компонентах EV / HEV (Lin et al., 2011; Hunt et al., 2017). Это включает разработку новых стандартных методов тестирования для измерения свойств электромобилей (Hunt, 2017). Другими ключевыми направлениями являются достижение низкой вязкости и улучшение электрических и термических свойств (Lou and Sabhapathy, 2004; Tazume, 2016). Наиболее успешными подходами являются использование противоизносных и фрикционных смазок на основе нанотехнологий, парофазной смазки, ионных жидкостей и маловязких масел (Farfan-Cabrera, 2019).Электрический разряд, подшипниковые токи, нестабильность смазочных материалов и синфазные напряжения — другие темы, представляющие интерес для исследователей (Willwerth, Roman, 2013; Xie et al., 2013; Romanenko et al., 2015, 2016; Gao et al., 2018a). . Исследование вязкости смазочного материала EV имеет большое значение. Gupta et al. сообщили о повышении эффективности двигателя в режиме электромобиля на 17% для маловязкого масла по сравнению с заводским трансмиссионным маслом (Gupta, 2012). В электромобиле нельзя упускать из виду важность смазки. При использовании консистентных смазок нанотехнологии, синтетические базовые масла и загустители продемонстрировали улучшенную смазывающую способность, более длительный срок службы и низкий момент трения (Cann, 2007; Chen et al., 2019b). Литиевая смазка обладает такими преимуществами, как высокая адгезия, некоррозионность и влагостойкость, что делает ее совместимой с несколькими областями применения (Cann, 2007). Смазки на основе алюминия и карбамида тоже хорошо себя зарекомендовали; однако их производство связано с опасной переработкой и ограничениями в балансе процесса (Эндрю, 2019). Были попытки найти экологически чистые решения проблемы смазки. Благодаря низкому содержанию летучих органических соединений (ЛОС), низкой сжимаемости, высокой диэлектрической прочности и хорошей эмульгируемости смазочные материалы на биологической основе показали себя многообещающими в качестве альтернативы обычным маслам.Благодаря химическим модификациям (для обеспечения высокой термической стабильности и устойчивости к окислению) и использованию подходящих присадок для обеспечения несущих и фрикционных свойств они могут работать лучше, чем обычные смазочные материалы (Syahir et al., 2017). Био-дизайн также используется для повышения эффективности. Наканиши и др. предложили масляное уплотнение на основе биологических материалов, имитирующее суставной хрящ и имеющее сравнительно более низкий момент трения по сравнению с традиционными масляными уплотнениями (Nakanishi et al., 2016). Трансмиссионная жидкость в HEV содержит диспергаторы и должна обладать изолирующими свойствами (низкой электропроводностью), чтобы избежать короткого замыкания деталей двигателя.Tang et al. обработал диспергаторы в трансмиссионной жидкости фосфором (P) и бором (B) для улучшения противоизносных и антифрикционных свойств. Они сообщили, что отношения (B + P) / N от 0,1 до примерно 0,8: 1,0 были эффективными для достижения низкой электропроводности, равной 1700 пСм / м. Трансмиссионная жидкость для гибридных транспортных средств, изготовленная на основе минерального масла, была разработана с оптимальным соотношением диспергатор / детергент, что помогло достичь хороших антикоррозионных свойств и низкой электропроводности (Tang et al., 2013).Подшипники колес в электромобилях — важные цели для повышения эффективности. Необходимо хорошо контролировать высокий крутящий момент в ступичных подшипниках электромобиля. Используемая смазка должна стабильно работать при повышенных колебаниях температуры. Обычно используемые спецификации испытаний для смазки колесных подшипников приведены в Таблице 2.

Таблица 2 . Избранные спецификации испытаний, относящиеся к смазке ступичных подшипников в электромобилях (Эндрю, 2019).

Смазочные материалы и их использование в транспортных средствах

Для повышения производительности и эффективности транспортного средства необходимо оптимизировать все компоненты, участвующие в процессе выработки электроэнергии.Поэтому изучение смазочных материалов имеет принципиальное значение. В обычном транспортном средстве с двигателем внутреннего сгорания в качестве смазочных материалов используются моторное масло, трансмиссионные жидкости и консистентная смазка. Моторное масло обеспечивает гидродинамическую смазку двигателя, защиту от износа при контакте металла с металлом, охлаждение внутренних деталей двигателя, а также многие другие улучшающие характеристики и защитные функции (Passut, 2013). Будь то автоматическая ступенчатая трансмиссия (AT), бесступенчатая трансмиссия (CVT) или трансмиссия с двойным сцеплением (DCT), трансмиссионная жидкость имеет одно и то же широкое назначение: создание гидравлического давления, отвод тепла и защита металла. шестерни и другие детали от износа (Beckman, 2019).Основная роль пластичной смазки в автомобилестроении заключается в снижении потерь на трение за счет смазки подшипников, то есть большинства движущихся частей узла (Rawat and Harsha, 2019). Но наряду с разработками в автомобильной промышленности, смазочные материалы должны работать в суровых условиях и обеспечивать различные характеристики и совместимость (Soni and Singh Prajapati, 2017). В таблице 3 представлена ​​сводная информация о различных смазочных материалах, используемых в транспортных средствах с двигателями внутреннего сгорания (ICEV), гибридных или подключаемых гибридных транспортных средствах (HEV / PHEV) и электромобилях (EV).

Таблица 3 . Смазочные материалы, используемые в ICEV, HEV и EV.

HEV имеет электродвигатель рядом с двигателем внутреннего сгорания. Его двигатель внутреннего сгорания меньше по размеру по сравнению с автомобилями с ДВС соответствующих размеров. Как показано на рисунке 3 (Kendall, 2008), размер двигателя ДВС становится меньше, а размер электрических батарей увеличивается по мере приближения транспортного средства к электромобилю. Механизм DCT имеет наиболее эффективную трансмиссию с точки зрения механического КПД.Следовательно, большинство HEV на рынке имеют модульную трансмиссию DCT (Gahagan, 2017). В этих типах транспортных средств электродвигатель напрямую интегрирован с коробкой передач DCT и охлаждается трансмиссионной смазкой. Поскольку смазочная жидкость находится в контакте с электрическими компонентами, очень важно, чтобы она имела превосходные электрические свойства, такие как электрическая проводимость, диэлектрическая постоянная и электрическая прочность (Narita and Takekawa, 2019).

Рис. 3. (A) Иллюстрация электрических трансмиссий в сравнении размеров аккумуляторной батареи и двигателя внутреннего сгорания. (B) Представление основных компонентов электромобилей, HEV и ICEV, в которых применяются смазочные материалы ( B источники: вверху — Tesla; посередине — сетевое шоу Volkswagen; внизу — шоу-рум Subaru Forester).

В электромобиле нет двигателя внутреннего сгорания. Основные функции смазочных материалов остаются прежними. С развитием технологий электронной мобильности эти смазочные материалы должны играть важную роль в обеспечении электрической совместимости, управления температурным режимом и адаптируемости материалов. Также ожидается, что в ближайшем будущем трансмиссии и оси электромобилей будут оснащены электродвигателем в корпусе агрегата (Beyer et al., 2019). В этом случае наличие обмоток электродвигателя в трансмиссии приведет к увеличению количества меди, контактирующей со смазочными материалами, и, следовательно, возникнет больше проблем с коррозией меди (Beyer et al., 2019). Большое количество тепла, выделяемого обмотками двигателя, проверяет способность смазки к теплопередаче, а также ее термическую стабильность. Чтобы выдержать эти высокие температуры, ожидается необходимость использования новых сплавов и полимеров (Davis, 2008) для производства компонентов транспортных средств, что может вызвать новые проблемы совместимости (Beyer et al., 2019).

Смазочные системы для EV / HEV

Недавно было сообщено о нескольких современных системах смазки EV / HEV. Гахаган сообщил, что DCT имеет преимущества более высокой энергоэффективности и снижения веса транспортного средства по сравнению с другими типами трансмиссии, а именно. АКПП и вариатор (Gahagan, 2017). Это так, потому что DCT не имеет потерь в гидротрансформаторе и не требует таких компонентов, как подача масла под высоким давлением. В их работе также была разработана смазка, совместимая с DCT, и была охарактеризована ее электропроводность и диэлектрическая прочность (Gahagan, 2017).В одной работе по моделированию энергоэффективности трансмиссии электромобиля Теграни и др. обнаружили, что использование единственного редуктора для передачи было оптимальной стратегией. При моделировании учитывались потери от КПД редуктора, электродвигателя и силового электронного устройства, а также передаточного числа (Tehrani et al., 2016). Лич и Пирсон сообщили, что конструкция двигателя HEV и средства управления влияют на смазочные материалы картера и что температура смазочного материала может быть значительно ниже по сравнению с обычным транспортным средством (Leach and Pearson, 2014).

Недавно появилось сообщение о нескольких энергоэффективных системах для электромобилей / HEV. Чау и Чан описали некоторые ключевые энергоэффективные системы, которые набирают популярность для гибридных транспортных средств из-за высокой энергоэффективности, например, систему рекуперации термоэлектрического отработанного тепла и выработку с его помощью электроэнергии для HEV, непрерывную переменную трансмиссию с электронным приводом (E-CVT). , и стартер-генератор в интегрированной конструкции, которая позволяет запускать холодный двигатель и заряжать батареи, тем самым устраняя необходимость в маховиках и приводных ремнях (Chau and Chan, 2007).

Система E-CVT отличается множеством преимуществ (Sasaki, 1998; Miller and Everett, 2005; Miller, 2006). К ним относятся более высокая надежность за счет механической простоты; высокий КПД трансмиссии и двигателя за счет отсутствия преобразователей крутящего момента, переключения передач и сцепления, что приводит к общему уменьшению габаритов; функция остановки на холостом ходу полностью останавливает двигатель при остановке транспортного средства, тогда как функция электрического запуска обеспечивает весь крутящий момент для запуска транспортного средства с места; и рекуперативное торможение во время движения транспортного средства под уклон и ускорение дроссельной заслонки на полной мощности, при котором двигатель дополняется двигателем для обеспечения полной мощности транспортного средства.Юсаф сообщил, что для дизельного двигателя, оптимизированного для гибридных транспортных средств, удельный расход топлива на тормоза был наименьшим (<300 г / кВтч) при зарядной нагрузке 1 кВт и скорости 1 900–2700 об / мин. Сообщалось, что выбросы оксидов азота (NOx) находятся в допустимых пределах (<180 ppm) при 2500 об / мин в качестве оптимальной скорости для минимального выброса (Yusaf, 2009). Elgowainy et al. включили экономию топлива и использование электроэнергии в моделирование набора инструментов для анализа системы трансмиссии для PHEV (Elgowainy et al., 2009). Основное внимание уделялось пониманию использования энергии и выбросов парниковых газов для PHEV прямо от нефтяных скважин до времени эксплуатации (от скважин к колесам или WTW). Они сообщили, что у PHEV было меньше топлива, чем у HEV. Кроме того, на WTW сильно повлияли тип топлива, экономия топлива и тип производства электроэнергии. Лим и Ким разработали систему распыления масла для электромобиля для его колесных двигателей и использовали численное моделирование, чтобы оптимизировать форму полого вала для эффективной подачи.Разработанная система распыления масла показала улучшенные характеристики по сравнению с существующими (Лим и Ким, 2014). Быстрый подход к определению теплового поведения встроенных электроприводов был использован Paar et al. В этом подходе использовалась простая, но эффективная стратегия для прогнозирования потерь оборудования, которая может быть полезным подспорьем в управлении температурным режимом EV / HEV и проектировании (Paar et al., 2015).

Характеристики смазочных материалов для электромобилей

Основным компонентом смазки является базовое масло (БО). Практически все смазочные материалы сначала начинались как BO, и со временем к ним были добавлены различные присадки для улучшения характеристик и / или экономии энергии.Считается, что БО и их вязкость являются важными факторами для охлаждения, тогда как добавки играют решающую роль в электропроводности электромобилей. Однако также наблюдается, что добавки могут иметь небольшое влияние на охлаждающую способность (Kwak et al., 2019).

Смазочные материалы для электромобилей должны иметь более высокую электрическую изоляцию для предотвращения образования дуги, поскольку они будут непосредственно контактировать с электродвигателем и / или другими электрическими компонентами автомобиля.Условия эксплуатации электромобилей жесткие, могут быть высокие температуры, повышенное окисление и истирание частиц. Чтобы выдержать такие условия, смазочные материалы должны иметь стабильные диэлектрические свойства во всем. Кроме того, смазка находится в тесном контакте с различными материалами, что может привести к поломке, разбуханию, растрескиванию и т. Д. Компонентов. Большинство этих компонентов изготовлено из меди из-за ее высокой электропроводности. Поэтому очень важно, чтобы смазка имела отличную совместимость с медью.Электродвигатель и другие компоненты силовой электроники имеют диапазон рабочих температур, в котором они наиболее эффективны и долговечны. Задача смазочных материалов — обеспечить первоклассный отвод тепла при температурах до 180 ° C (Bouvy et al., 2012). Более высокий крутящий момент в электромобилях может вызвать проблемы износа, которые были беспрецедентными для автомобилей с двигателем внутреннего сгорания (Heap et al., 2011).

Базовые масла

БО производится из сырой нефти или химическим путем из синтетических материалов.Американский институт нефти (API) классифицирует БП на пять групп (API, 2015) в зависимости от технологии производства, содержания серы, уровня насыщения и индекса вязкости. Таблица 4 суммирует все пять групп и их характеристики. Первые три группы очищаются из нефтяной сырой нефти. БО группы IV — полностью синтетические (полиальфаолефиновые, ПАО) масла. Все остальные БО, которые не попадают в группы с I по IV, включены в группу V. Они в основном содержат силикон, диэфир, сложный полиолефин, сложный фосфорнокислый эфир, алкилированный бензол и т. Д.По сути, если это синтетический БО, а не ПАО, это БО группы V. Первые три группы БО отличаются в основном процессами производства от рафинированного нефтяного масла.

Таблица 4 . Классификация и свойства групп базовых масел согласно API.

В целом, термическая стабильность групп ВО улучшается с увеличением номера группы. В большинстве случаев БО группы V используются для создания присадок к смазочным материалам. В коммерческих целях широко используются БО групп II и III (Casserly et al., 2018). Насыщенные молекулы остаются стабильными в течение более длительного времени; следовательно, чем больше количество насыщенных веществ, тем выше прочность молекулярной связи и лучше сопротивление потере вязкости. Нефтяные БО содержат гораздо меньше насыщенных молекул по сравнению с синтетическими, что позволяет создавать более долговечные смазочные материалы. Кроме того, чем выше индекс вязкости (VI), тем более стабильна вязкость при изменении температуры. Индекс вязкости групп IV и V намного выше, чем у сырой нефти BOs (Hope, 2018).Было обнаружено, что БО с более высокой теплопроводностью, удельной теплоемкостью и плотностью обеспечивают лучшее охлаждение. Эффективность охлаждения также зависит от молекулярной структуры БО. Более длинные цепочки молекул обеспечивают лучшее охлаждение (Kwak et al., 2019).

Присадки к смазочным материалам
Присадки

выполняют три роли в любом смазочном материале: (1) улучшают желаемые свойства базового масла, (2) подавляют нежелательные свойства и (3) добавляют новые свойства смазочному материалу, которые улучшают его общие качества (Sniderman, 2017).В связи с растущим спросом на более высокую эффективность использования топлива и более чистые топливные остатки, новые двигатели становятся более сложными из-за многих компонентов, новых материалов и сплавов. Трансмиссии гибридных и электромобилей более компактны и требуют более высоких скоростей и большего крутящего момента. Наряду с этим, смазочные материалы необходимы для снижения вязкости и увеличения интервалов замены (Guegan et al., 2019; Tsui, 2019).

Чтобы обобщить роль и требования к смазочным материалам в различных транспортных средствах, в таблице 5 перечислены обычно используемые присадки.Большинство присадок выполняют основную функцию, но, помимо этого, они также обладают вторичными свойствами, улучшающими общие характеристики смазочного материала.

Таблица 5 . Характеристики добавок и требования к ним.

Требования к смазочным материалам для электромобилей

Ожидается, что требования к трибологическим характеристикам в EV / HEV будут отличаться от требований к автомобилям с ДВС. Для электромобилей тепловые и электрические свойства смазки, коррозия меди и совместимость с эластомерами / полимерами EV / HEV являются одними из наиболее важных проблем (Clarke, 2014; Van Rensselar, 2019).Правильная смазка при скоростях выше 25000 об / мин будет важна для защиты от трения и износа уплотнений, подшипников и шестерен. Использование современных материалов в аккумуляторах и двигателях потребует разработки новых смазочных материалов, совместимых с этими материалами (Becker, 2019). Это так, потому что смазочные материалы могут контактировать с двигателями и батареями. Несовместимость смазочных материалов с взрывоопасными электролитами аккумуляторов и деталей двигателя может быть опасной и опасной.Использование смазочных материалов с низкой вязкостью также будет обусловлено целью достижения более высокой теплопередачи (Нарита и Такекава, 2019). В таблице 6 приведены основные параметры, необходимые для электромобиля, и их сравнение с автомобилями с ДВС. Каждый параметр смазочного материала во втором столбце Таблицы 6 важен для конкретного типа (ов) смазки на Рисунке 3 (раздел Смазочные материалы и их использование в транспортных средствах). В последнем столбце Таблицы 6 указаны все типы смазки, указанные на Рисунке 3.

Таблица 6 .Сравнение требований к смазке для автомобилей с ДВС и электромобилей / электромобилей.

Свойства смазочных материалов

Электрические свойства смазочных материалов

Смазочные материалы, используемые в электромобилях и грузовиках, выдерживают ток через смазанные подшипники, защищая при этом соприкасающиеся поверхности. Этот ток будет возникать на смазанных поверхностях, которые электрически связаны с электродвигателем (Busse et al., 1997; Tischmacher et al., 2010; Di Piazza et al., 2011; Hadden et al., 2016). Смазка с плохими электрическими свойствами может вызвать повреждение ED (электрический разряд) (Wang and Wang, 2008; Gunderson et al., 2011). Для достижения такой защиты важно выбирать смазочный материал с надлежащим электрическим сопротивлением и диэлектрической прочностью смазочного материала на протяжении всего срока его службы. Соответствующий электрический импеданс и диэлектрическая прочность могут быть достигнуты путем изменения BO (Sangoro et al., 2008; Somers et al., 2013) или использования добавок (Flores-Torres et al., 2018a, b, c; Gao et al. , 2018а).

Чтобы избежать электрических повреждений, более важно иметь низкое электрическое сопротивление, чем высокая диэлектрическая проницаемость.Напряжение пробоя диэлектрика чистых неполярных BO, таких как PAO и минеральное масло, находится в диапазоне 10 кВ, что на порядки выше, чем напряжение, приложенное к подшипникам двигателя (Wang and Wang, 2008; Tischmacher et al., 2010; Gunderson и др., 2011). Однако напряжение диэлектрического пробоя масел резко снижается, когда они содержат примеси, такие как вода или присадки к смазочным материалам (Wang and Wang, 2008; Gunderson et al., 2011). Испытания на электрический износ подшипников показали, что повреждение ED может произойти при напряжении подшипников всего лишь 100 В (Tischmacher et al., 2010; Виллверт и Роман, 2013). Напряжение пробоя диэлектрика непроводящей смазки может даже снизиться до нескольких вольт, если испытания проводились в течение длительного времени (Jeschke and Hirsch, 2014; Jeschke et al., 2015). Таким образом, нереально ожидать, что одна только высокая диэлектрическая прочность может предотвратить повреждение ЭД.

Некоторые БО имеют низкую электропроводность. Использование ионной жидкости в качестве чистой смазки обеспечит низкую проводимость, низкий коэффициент трения и высокую износостойкость (Sangoro et al., 2008; Somers et al., 2013). Однако это может вызвать трибокоррозионный эффект при высоком токе подшипников.

Электропроводность смазки также может быть изменена путем добавления присадок в BO. Общие добавки, влияющие на проводимость смазки, приведены в таблице 7. Некоторые вещества с полярными молекулами, такие как фосфолипид и салицилаты кальция, могут снижать проводимость смазки (Flores-Torres et al., 2018a, b, c; Gao et al., 2018a. ). Ионная жидкость в качестве присадки к смазке может эффективно повысить износостойкость и снизить проводимость смазки (Flores-Torres et al., 2018а, б, в). Однако его высокая стоимость препятствует широкому распространению.

Таблица 7 . Присадки, изменяющие проводимость смазки.

Кроме того, важно экспериментально проверить электрические повреждения. Несмотря на то, что существуют практические решения для контроля электропроводности, знания о том, как действуют эти добавки, все еще отсутствовали. В некоторых случаях добавление присадок может увеличить электрические повреждения, вызывая больший износ поверхности подшипника (Xie et al., 2013). Только эксперимент может определить, эффективна ли добавка для контроля электрического повреждения.

Испытания на электрическое повреждение смазки могут проводиться на двигателе или в лабораторных условиях. Свойства смазки можно измерить в контролируемой среде с помощью модифицированного трибометра (Jablonka et al., 2013; Chen and Liang, 2019). Чтобы проверить эффективность смазочного материала в реальных условиях, подшипники двигателя, работающие от инвертора, могут быть испытаны на смоделированных установках. Ток подшипника и износ можно измерить напрямую (Noguchi et al., 2010; Хобельсбергер и Поседел, 2013; Chatterton et al., 2016; Suzumura, 2016) с смоделированной установкой. В этих экспериментах напряжение, имитирующее напряжение инвертора, подавалось через подшипник для имитации рабочих условий внутри EV / HEV. Эксперимент также можно провести на реальных двигателях внутри EV / HEV. Благодаря использованию индуктивного измерения на электродвигателях, так называемое аппаратное обеспечение в контуре (HiL) обеспечивает более точное измерение и может интегрироваться в системы EV / HEV (Jeschke and Hirsch, 2014; Jeschke et al., 2015; Xie et al., 2016).

Механизмы электрического пробоя смазочных материалов

В условиях сильно изменяющейся заряженной среды требуются специально разработанные смазочные материалы, чтобы избежать повреждения компонентов и преждевременного выхода из строя из-за неправильной смазки. Некоторые изученные механизмы отказа включают деградацию, образование микропузырьков и электросмачивание. Что касается разложения, БО и загустители подвергаются химическому окислению с образованием карбоксильных соединений (Yu and Yang, 2011). Смазывающая способность теряется из-за образования высоковязких и кислых продуктов разложения и агломерации присадок (Романенко и др., 2016). Выделение тепла вызывает более быстрое испарение BO. Луо и др. впервые обнаружил явление образования микропузырьков в заряженной смазке (Luo et al., 2006). Локальный перегрев в заряженных условиях вызывает образование микропузырьков вокруг смазываемого контакта (Xie et al., 2008a, b). Когда эти микропузырьки выходят наружу от контакта, они имеют тенденцию сливаться. Не только смазка, имеющая микропузырьки, подвержена электрическому пробою, но и дестабилизирует (Xie et al., 2008b). Частота переменного тока и изоляция электродов также влияют на образование микропузырьков. Недавно появилась информация о модели образования микропузырьков (Xie et al., 2009a). Образование микропузырьков иногда может привести к образованию пузырьков большого размера. Локальный градиент давления и вязкое сопротивление могут отодвинуть эти большие пузыри от поверхности. Диэлектрофоретические силы, которые представляют собой силы, испытываемые микропузырьком в результате действия внешнего электрического поля, также могут заставлять эти пузыри удаляться от точки образования.Что касается электросмачивания, электрическое поле вызывает межфазное напряжение на неполярной смазке, заключенной между двумя металлическими поверхностями (McHale et al., 2019). Это приводит к растеканию и разрушению смазки при слишком высоком электростатическом напряжении (Mugele and Baret, 2005). Из-за различных диэлектрических свойств двухфазная дисперсия смазки также может дестабилизировать (He et al., 2020).

Взаимодействие смазочного материала с электрическим полем

Было проведено фундаментальное исследование для понимания и настройки смазки в электрическом поле.Представляющими интерес явлениями являются электростатическое взаимодействие, распределение заряда, образование переходной пленки / структурные изменения и изменения химико-физических свойств (Xie et al., 2009b; Drummond, 2012). Было обнаружено, что смазке способствует слабое электростатическое взаимодействие (Kolodziejczyk et al., 2007; Fan and Wang, 2014). Статические заряды и кратковременные поляризованные заряды на поверхностях, которые могут быть индуцированы и усилены приложенным извне полем, усиливают электростатические взаимодействия (Goto, 1995; Yang et al., 2017; Jiang et al., 2018). При низких потенциалах износ преимущественно относится к адгезивному типу, тогда как при высоком потенциале преобладает абразивный тип. Было замечено, что постоянный ток увеличивает трение, в то время как трение уменьшается за счет переменного тока. Это происходит из-за вибрации, вызванной колеблющейся электростатической силой. Структурные изменения / образование пленки окислительного переноса в определенных сочетаниях материалов, например, графит-графит и графит-медь, были признаны ответственными за повышенный износ и снижение трения под действием внешнего электрического поля (Lavielle, 1994; Csapo et al., 1996). Химические реакции и физическое поглощение происходят на границах раздела материалов под действием внешнего электрического поля, что приводит к изменению поверхностного трения и смазывания (Sweeney et al., 2012; Romanenko et al., 2016). Распределение заряда носителей (электрон-дырка) за счет образования локализованных квантовых точек и рекомбинации электрон-дырка влияет на межфазную подвижность и свойства поверхностного трения (He et al., 2020).

Тепловые свойства

Молекулярная структура BO определяет теплоемкость и теплопроводность смазки (Pettersson, 2007).Молекулярная структура БО определяет, сколько «квантовых состояний» он может иметь, например, сколько способов он может свободно вращаться или вибрировать. Чем выше номер вращательного и колебательного квантового состояния, тем выше теплоемкость (Callen, 1998). Когда имеется большое количество колебательных и вращательных состояний, требуется больше энергии для повышения средней кинетической энергии, например температуры. Теплопроводность BO коррелировала с молекулярной диффузией во флюиде (Gedde, 1995).Чем легче молекулы смазки проходят друг через друга, тем выше теплопроводность смазки. Это также означает, что существует взаимосвязь между вязкостью смазочного материала и тепловыми свойствами смазочного материала, поскольку как плотность квантового состояния молекулы, так и коэффициент диффузии тесно коррелируют с вязкостью смазочного материала. Эта корреляция может ограничить выбор смазочного материала, если учитываются как трибологические условия работы, так и терморегулирование. Когда трибологические условия работы имеют более высокий приоритет, трудно изменить термические свойства BO.Таким образом, желательно изменить тепловые свойства смазки с помощью некоторых присадок.

Добавление наночастиц к смазке может значительно увеличить теплопроводность и теплоемкость смазки (Shaikh et al., 2007; Jin et al., 2014). По сути, добавление этих диспергированных наночастиц увеличивало переносчики тепловой энергии. Добавление 0,8 об.% Наночастиц кремнезема может удвоить теплопроводность смазки (Shaikh et al., 2007). ПАО, содержащее 0,5 об.% углеродных нанотрубок имеет более чем 50% теплопроводности по сравнению с чистым PAO. Однако наночастица также снижает удельную теплоемкость смазки (Barbés et al., 2013). Эту присадку можно использовать для оптимизации тепловых свойств смазки в соответствии с любой конкретной схемой охлаждения трансмиссии. Кроме того, добавка в виде наночастиц улучшает трибологические характеристики смазочных материалов (Dai et al., 2016; Chen et al., 2019a). Экспериментальные доказательства того, что этот метод работает в смазке EV / HEV, все еще отсутствовали, но потенциал есть.

Наиболее распространенный экспериментальный метод измерения теплопроводности смазочного материала был назван методом нестационарного нагрева (Nagasaka and Nagashima, 1981; Håkansson et al., 1988). Этот метод проиллюстрирован на рисунке 4A. Экспериментальная установка с нестационарным нагревом проволоки проста в исполнении и имеет высокую точность. В этом методе использовалась проволока из платины или никеля, которая была запаяна внутри цилиндрического сосуда высокого давления, заполненного смазкой. Проволока на короткое время нагревалась электрически, и ее температура одновременно контролировалась по ее электрическому сопротивлению.Теплопроводность и теплоемкость смазки можно рассчитать по изменению температуры проволоки. По сути, эту измерительную установку можно смоделировать как осесимметричную задачу теплопереноса (Håkansson et al., 1988). Он имеет дополнительное преимущество при использовании для характеристики смазочных материалов, так как термические свойства смазочного материала сильно коррелируют с его давлением, а метод переходного процесса с нагревом под давлением относительно легко реализовать.

Рисунок 4 .Измерение тепловых свойств смазки с помощью метода переходных процессов (A), и импульсного лазера (B) . Желтый цвет указывает на смазку, а красный — на источник тепла.

Для измерения небольшого количества смазочного материала для измерения коэффициента температуропроводности можно использовать метод лазерной вспышки (Tada et al., 1978; Vozár and Hohenauer, 2004; Shaikh et al., 2007). Эта система измерения проиллюстрирована на рисунке 4B. Эта система использовала лазер для нагрева смазки и оптического измерения изменения температуры (Vozár and Hohenauer, 2004).Вместо осесимметричного стержня этот метод моделирует систему как плиту бесконечного размера. Лазер нагревает бесконечно тонкий слой смазки, и изменение температуры, таким образом, может соответствовать функции температуропроводности и теплоемкости (Vozár and Hohenauer, 2004). Этот метод имеет преимущество при использовании для экспериментов с небольшими партиями, поскольку он требует лишь крошечного количества смазки.

Таким образом, для проверки тепловых свойств смазочного материала требуется контролируемый источник тепла и точная система контроля температуры.Точность и прецизионность системы зависели от простой и удобной для моделирования настройки измерения. Как в методе нестационарного нагрева, так и в методе лазерной вспышки используются уравнения теплопереноса с уменьшенными размерами. Метод лазерной вспышки имеет преимущество перед тестированием небольшого количества смазки.

Характеристики автомобиля с учетом смазочных материалов

Характеристики трения

Смазочные материалы играют важную роль в различных компонентах транспортных средств. В частности, на общие характеристики автомобилей влияют смазочные материалы.Чтобы оценить такие эффекты, хотя не было найдено ни одного отчета в таком объеме сравнения, мы проанализировали фрикционные характеристики трансмиссионной жидкости транспортных средств, исходя из нашего собственного понимания. Понятно, что у электромобилей есть электродвигатель, который имеет более высокую скорость ускорения, чем механические. Такая смазка выдерживает более высокую скорость сдвига в электромобилях, чем в других случаях. Предполагается, что рассматриваемые автомобили были полностью смазаны. Таким образом, фрикционное поведение двух сценариев EV и ICE соответственно оценивается и отображается на рисунке 5.Здесь мы используем ДВС в качестве эталона и электромобиль для сравнения. В качестве параметра производительности мы использовали широко распространенную кривую Стрибека. На рис. 5А показан расчетный коэффициент трения (CoF) в зависимости от времени. Синий цвет — ДВС, красный — ЭМ. Рисунок 5B представляет собой построенную кривую Стрибека с числом Зоммерфельда (число Зоммерфельда η V / P , где η = вязкость жидкости, V = скорость, P = нагрузка). Следует отметить, что это наилучший предполагаемый сценарий для электромобилей: предположим, что гидродинамический режим смазки был достигнут, а коэффициент трения был таким же низким, как у автомобиля с ДВС.Цифры были получены на основе данных из нескольких опубликованных отчетов о поведении кривой Стрибека для смазочных материалов. Используются следующие граничные условия: изначально (время = 0) смазочные материалы имеют конечный CoF. CoF постепенно падает до минимального значения с течением времени. После определенного временного интервала в гидродинамическом режиме смазки CoF повышается от своего минимального значения и имеет тенденцию к увеличению. Каждая буква обозначает точку. Меньшие буквы относятся к смазочным материалам EV, а заглавные буквы относятся к автомобильным смазочным материалам ICE.BDL, ML и HDL относятся к режимам граничной смазки, смешанной смазки и гидродинамической смазки, соответственно, в случае автомобильных смазочных материалов с ДВС. Аналогичным образом, bdl, ml и hdl относятся к режимам граничной смазки, смешанной смазки и гидродинамической смазки, соответственно, в случае смазочных материалов EV. Параметр λ, где λ = t / r, t = толщина пленки и r = шероховатость поверхности, определяет режимы смазки.

Рисунок 5 .Качественное сравнение фрикционных характеристик электромобилей и ДВС. (A) — коэффициент трения от времени, а (B) — стандартная кривая Штрибека, построенная против числа Зоммерфельда. BDL, ML и HDL относятся к режимам граничной смазки, смешанной смазки и гидродинамической смазки соответственно. Маленькие буквы в легенде предназначены для EV, а заглавные — для ICE. Каждая буква обозначает точку. Параметр λ, где λ = t / r, t = толщина пленки и r = шероховатость поверхности, определяет режимы смазки.Число Зоммерфельда: η V / P , где η = вязкость жидкости, V = скорость, P = нагрузка.

В электромобиле трибологическая среда вокруг подшипников для одного и того же смазочного материала отличается от условий в автомобиле с ДВС. Смазка EV будет состоять из более легких масел с низкой вязкостью (как указано в Таблице 6). Это связано с тем, что функция смазки с высокой нагрузкой (как в автомобиле с ДВС) будет заменена в основном функцией передачи крутящего момента (Van Rensselar, 2019).Смазка подшипников в электромобиле будет подвергаться воздействию высоких скоростей, высоких температур и сильно колеблющихся электрических и магнитных полей.

В электромобиле электродвигатель передает высокий пусковой крутящий момент (Van Rensselar, 2019). Это приводит к более быстрому достижению высокой скорости уноса смазкой EV по сравнению со смазкой ICE, где скорость увеличивается постепенно. Таким образом, в электромобиле во временной шкале (рис. 5A) режимы граничного слоя смазки (bdl) и смешанной смазки (ml) появляются быстрее, чем в ICE (BDL и ML соответственно).Кроме того, период удлинения (rs) продолжается в течение более длительного времени перед крутым подъемом (st). Часть кривой, обозначенная буквой «rs», представляет собой зону, в которой смазочный материал не подвергается деградации, а значение CoF более или менее одинаково. В электромобиле более легкое масло с коэффициентом теплопередачи приведет к более высокой скорости охлаждения. Таким образом, на более низких скоростях, когда тепловая нагрузка будет меньше, смазка сможет уменьшить нагрев из-за своей более высокой склонности к охлаждению. Только на высоких скоростях, что происходит через более продолжительное время, проявляются эффекты термической и электрической деградации.На высоких скоростях высокая тепловая нагрузка в сочетании с воздействием сильных флуктуирующих электрических полей на масло приведет к началу деградации смазочного материала (точка «s»). В ДВС, напротив, такая деградация смазочного материала происходит довольно быстро из-за большой механической нагрузки в дополнение к тепловой нагрузке и высоковязкому маслу с более низким коэффициентом теплопередачи. Таким образом, точка «C» появляется перед буквой «s» на рисунке 5A. Часть rs пунктирна, чтобы показать, что COF в этой области может колебаться выше или ниже, чем у автомобиля с ДВС.Таким образом, разработчики смазочных материалов должны тщательно учитывать несколько ключевых аспектов при разработке смазочных материалов для электромобилей: вязкость, тепловую и электрическую среду, потери на трение, режим смазки, контактную нагрузку и тип подшипника, среди возможных других.

Соответственно, есть несколько аспектов кривой Стрибека (рис. 5B), которые обнаруживаются для смазки, используемой в трансмиссии EV (кривая pqrst), по сравнению с использованием в трансмиссии автомобиля с ДВС (кривая ABCD).

1) В трансмиссии EV предпочтительно использовать смазку с низкой вязкостью (Van Rensselar, 2019).В начале (время = 0) из-за низкой вязкости смазки контакт металл-металл будет больше по сравнению с трансмиссией ICE (в которой используется масло с более высокой вязкостью) (Allen and Drauglis, 1969). Из-за более высокого контакта металл-металл начальный коэффициент трения будет выше в случае EV (Zhang, 2006). Это приведет к аналогичному или несколько более высокому начальному CoF в начале (точка p) по сравнению с таковым в ICE (точка A), то есть p либо перекрывается с A, либо несколько выше, чем A.

2) Число Зоммерфельда дается как η V / P , где η = вязкость жидкости, V = скорость, P = нагрузка.Увеличение скорости жидкости ( V ) приводит к увеличению числа Зоммерфельда (слева направо по оси x на рисунке 5B). Параметр перехода режима смазки «λ» определяется как отношение толщины пленки к шероховатости поверхности (λ = t / r, t = толщина пленки, r = шероховатость поверхности; для BDL λ <1,2; для ML: 1,2 <λ <3; для HDL: λ> 3) (Chong and Cruz, 2014). Поскольку смазка в EV будет иметь более низкую вязкость, чем в автомобиле с ДВС, начальная толщина пленки ( t ) будет ниже в EV, чем в ДВС (т.е.е., т ЭВ < т ДВС ). Это связано с тем, что толщина жидкости прямо пропорциональна вязкости жидкости (Guangteng and Spikes, 1996). Следовательно, это будет означать, что λ EV ICE . Таким образом, чтобы достичь значения 1,2 (которое является значением для перехода режима от bdl к ml), для смазки EV потребуется более высокое соответствующее увеличение числа Зоммерфельда (и, следовательно, скорости V ) по сравнению со смазкой ICE. .Другими словами, требуемое приращение скорости (Δ V ) будет больше в смазке EV для достижения перехода режима смазки со смешанным слоем («мл») (т. Е. Δ V EV > Δ V ICE ). Это привело бы к более длительному режиму пограничного слоя (bdl) по сравнению с режимом ICE (BDL).

3) Режим смешанной смазки обозначен областью ML для смазки ICE и ml для смазки EV. Интересны наклоны кривых qr (для смазки EV) и BC (для смазки ICE).По тем же причинам, что и в пункте 2 ранее, требуемое приращение скорости (Δ V ) будет больше в смазке EV для достижения перехода к гидродинамическому слою («hdl») перехода режима смазки (т. Е. Δ V EV > Δ В ДВС ). Это приведет к более пологому наклону qr по сравнению с BC. Кроме того, смазка EV будет иметь высокую тепловую нагрузку в результате больших токов и колеблющихся электрических и магнитных полей. В таких условиях недавние отчеты показали, что при более высокой температуре смазки скорость снижения CoF медленнее, на что указывает более пологий наклон qr по сравнению с BC (Lu et al., 2006; Николич и др., 2018).

4) В режиме гидродинамической смазки стабильно высокая толщина пленки на очень высоких скоростях в электромобиле препятствует контакту металл-металл для смазки электромобиля. Это замедляет рост CoF из-за термического и электрического разрушения смазки. Следовательно, rs-часть кривой EV более удлинена, чем у ICE (точка C). После точки s дальнейшее повышение скорости приведет к более резкому увеличению CoF (st) по сравнению с CD в смазке ДВС. Это происходит потому, что на высоких скоростях: (а) происходит сильное тепловыделение, которое может привести к некоторой термической деградации смазки, уменьшающей толщину пленки, и (б) возникает деформация пленки, вызванная электрическим полем (например,g., электросмачивание, микропузырьки, межфазные химические реакции и электрический разряд). Оба они приводят к усилению контакта металл-металл и, следовательно, к более крутому росту CoF (Lu et al., 2006; Vladescu et al., 2018).

Управление температурой

В предыдущем разделе мы обсудили смазочные материалы и их влияние на характеристики автомобиля с точки зрения трения. Было замечено, что управление температурным режимом важно для электромобилей / автомобилей с тяжелым двигателем. Оптимальная производительность электродвигателей требует рабочих условий с контролируемым температурным режимом.Чтобы поддерживать терморегулируемые рабочие условия, тепловой путь между источником потерь энергии и теплоотводом должен иметь высокую теплопроводность (Yang et al., 2016b). Одним из наиболее важных тепловых путей в EV / HAV были контакты со смазкой. В дополнение к этому, смазка может циркулировать, чтобы обеспечить дополнительное охлаждение электродвигателей (Stockton, 1983; Hasebe et al., 1994). Неудачное управление температурой увеличивает сопротивление медных проводов в электродвигателе, снижая его эффективность.Высокая температура в электродвигателе также может размагничивать постоянные магниты и снижать ожидаемый срок службы электродвигателя (Yang et al., 2016b).

Два тепловых свойства смазки могут повлиять на терморегулирование EV / HEV. Теплопроводность и теплоемкость смазочных материалов влияют на эффективность охлаждения электродвигателей в EV / HEV.

Взаимосвязь между тепловыми свойствами смазки и потерей эффективности электродвигателя в разных транспортных средствах различается.Здесь мы предлагаем упрощенную модель для характеристики влияния тепловых свойств смазки с использованием метода анализа размеров.

Основной вклад в потерю электроэнергии вносит сопротивление катушки (Yang et al., 2016b):

ηloss = rloss (1 + ΔTα) (1)

, где η потери — потеря эффективности, вызванная удельным сопротивлением катушки, r потери — потеря эффективности, вызванная удельным сопротивлением катушки при комнатной температуре, Δ T — повышение температуры по сравнению с комнатной температурой, и α — температурный коэффициент меди, равный 0.0393% К -1 (Каллен, 1998).

Тепловая энергия, вызывающая это изменение, может частично рассеиваться потоком смазки, что можно сделать вывод на основе принципов анализа размеров:

Wmotorηloss = Fcooling m˙CpΔT (2)

, где F охлаждение — это коэффициент, который характеризует, насколько быстро тепловая энергия может передаваться смазке, ṁ это расход смазки, а C p — удельная теплоемкость смазка.Поскольку F охлаждение меньше единицы и безразмерно, этот коэффициент может быть приближен к

. Fохлаждение = мин (KKs, 1) (3)

, где K — теплопроводность смазочного материала, а K s — величина, связанная с конструкцией транспортного средства, и имеет тот же размер, что и теплопроводность. Комбинируя уравнения (1), (2) и (3), можно исключить Δ T . Уравнение потери эффективности, связанной с тепловой энергией смазочного материала, равно

. ηloss = rloss (1 + Wmotorrlossαmin (KKs, 1) m˙Cp-Wmotorrlossα) (4)

Используя уравнение (4), можно построить график зависимости между тепловыми характеристиками и эффективностью EV / HEV, который показан на рисунке 6.На этой кривой выделяются две области. Когда теплопроводность и теплоемкость низкие, например, в области 0,0 на оси, двигатель не может быть эффективно охлажден, и потеря эффективности сильно коррелировала с тепловыми свойствами смазки. Когда теплопроводность и теплоемкость достаточно высоки, когда ось x перемещается вверх, корреляция между тепловыми свойствами смазки и КПД двигателя незначительна. Это указывает на то, что существует требование нижнего предела как для теплопроводности смазочного материала, так и для теплоемкости смазочного материала.Этот предел следует использовать при разработке смазочных материалов для электромобилей.

Рисунок 6 . Связь между потерей сопротивления η потерей и тепловыми свойствами смазки.

Отказ по причине электрического тока

Подобно ICE, трансмиссия электромобилей и HEV требует различных и уникальных физических свойств смазочных масел (Yang et al., 2016a; Becker, 2019). Одним из наиболее важных требований к смазке EV / HEV является ее низкий импеданс.И электромобили, и автомобили с высоким энергопотреблением питаются от батарей, вырабатывающих одно постоянное напряжение. Регулировка скорости достигается с помощью процесса широтно-импульсной модуляции. По сути, полупроводниковое устройство, называемое инвертором, быстро переключает входное напряжение на двигатель (Walther and Holub, 2014; Hadden et al., 2016; Reed et al., 2017). Импульсно-модулированный вход не может полностью потребляться электродвигателями. Это вызывает дополнительную утечку тока от ротора двигателя на землю. Этот паразитный ток проходит через подшипники, поддерживающие ротор, и попадает в окружающую среду.В дополнение к этому, трибопары внутри этих подшипников могут действовать как конденсатор при высоком сопротивлении смазочного материала. Напряжение между этими трибопарами будет увеличиваться до тех пор, пока не достигнет напряжения пробоя масляной пленки, вызывая большой скачок тока. Без надлежащего смягчения это может вызвать как электрические помехи, так и механические повреждения электромобилей.

Амплитуда вышеупомянутого выброса тока тесно связана с электрическими свойствами смазки, электрическим импедансом смазки и электрической прочностью.Электрический импеданс смазки определяет электрическую проводимость смазываемых трибопар. Электрическая прочность смазки определяет напряжение пробоя на смазываемых трибопарах. Трибопары, смазанные смазкой с высоким сопротивлением, вызовут накопление электрического заряда, что приведет к пробою диэлектрика и повреждению компонентов (He et al., 2020). Пиковый ток подшипника был в несколько раз выше при смазке непроводящей смазкой (Walther and Holub, 2014).

Диэлектрический пробой смазки может вызвать большой ток в подшипнике. Этот ток подшипника может вызывать электронные магнитные помехи для соседних компонентов (Akagi and Tamura, 2006; Di Piazza et al., 2011). Это также может привести к разрушительному повреждению подшипников и трансмиссии. Война вызывается электрическим разрядом (ED) или процессом трибокоррозии (Akagi and Tamura, 2006; Mukherjee et al., 2009; Walther, Holub, 2014; Chatterton et al., 2016; Kwak et al., 2019; He et al., др., 2020).Возникновение ЭД часто имеет пиковый ток около нескольких ампер (Tischmacher et al., 2010; Chatterton et al., 2016; He et al., 2020). Ток вызвал сильное локализованное тепло, которое плавит и удаляет небольшую часть опорных поверхностей (He et al., 2020). Повреждение ED может вызвать различные типы износа, зависящие от типа подшипника и свойств смазочного материала. Электрические «микрократеры» и «обледенение» указывают на повреждения, нанесенные многими ED (Chatterton et al., 2016). Они характеризовались микроскопическими «кратерами», которые плотно прилегали друг к другу.В предыдущих отчетах рыхлые микрократеры также назывались «точечными» (Chatterton et al., 2016). Однако это может сбивать с толку, потому что «точечную коррозию» можно интерпретировать как другое явление, происходящее при коррозии. Иногда микрократеры называли повреждениями ЭД, которые реже, но глубже проникают в опорную поверхность. Когда смазка имеет низкую диэлектрическую прочность и низкое сопротивление, эффект трибокоррозии может вызвать «гофрированное» повреждение. Он характеризовался вытянутыми микрократерами на поверхности.На рисунке 7 показана взаимосвязь между диэлектрической прочностью, электрическим сопротивлением и повреждением электрических подшипников.

Рисунок 7 . Взаимосвязь между электрическими свойствами смазки и повреждением подшипников.

Из-за уникальных режимов отказа традиционные противоизносные присадки, такие как ZDDP и MoDTC в ДВС, могут не подходить для электромобилей / гибридных систем трансмиссии (Spikes, 2008, 2015; Becker, 2019). Такие добавки, образующие трибопленку, могут привести к увеличению электрического сопротивления (Flores-Torres et al., 2018а; Гао и др., 2018а, б). Однако некоторые новые противоизносные присадки к смазочным материалам могут обеспечивать как противоизносные свойства, так и низкую проводимость, например присадки с ионной жидкостью или наночастицы на основе углерода (Somers et al., 2013; Naddaf and Heris, 2018).

В дополнение к прямому повреждению контактирующих поверхностей, заряд, который накапливается между двумя компонентами, может вызвать и другие типы отказов смазочного материала. Смазочная пленка может разрушиться под действием высокого электрического заряда, вызывая смазочное голодание (Xie et al., 2017). Термический диэлектрический пробой напрямую привел к деградации смазки (Didenko, Pridemore, 2012; Liu, 2014; Романенко и др., 2015, 2016). Ток ED может разрушать и окислять смазку в подшипниках, что еще больше снижает их электрическую прочность (Романенко и др., 2015).

Наконец, не всегда электрическая проводимость смазки чем выше, тем лучше. В трансмиссии смазка нужна как изолятор. Смазка со слишком низкой проводимостью также может вызвать утечку тока (Flores-Torres et al., 2018а; Gao et al., 2018b).

Энергоэффективность для будущих электромобилей / тяжелых автомобилей

Достижение высокой энергоэффективности — одна из основных целей будущих электромобилей / HEV. Энергоэффективность неразрывно связана с тепловым КПД и дизайном. Здесь представлены фундаментальные вопросы, материалы и аспекты проектирования системы смазки EV / HEV, которые сосредоточены на достижении высокой энергии и теплового КПД. Для будущих исследований необходимы более фундаментальные исследования поведения смазочных материалов в приложенном электрическом поле и динамических условиях EV / HEV.Кроме того, необходимо точно установить влияние смазочных материалов на износ и коррозию компонентов EV / HEV. Высокотемпературная и электрическая стабильность маловязкой смазки в EV / HEV представляют значительный интерес.

Основные проблемы смазки

Понимание влияния электрических и магнитных полей на системы смазки электромобилей имеет огромное научное и промышленное значение. Исследования должны быть сосредоточены на минимизации электрического поля и заземления, уменьшении электрического пробоя, улучшении характеристик изоляции подшипников и улучшении проводимости смазываемой поверхности раздела (He et al., 2020). Необходим оптимальный выбор и контроль электропроводности смазки. Высокая электрическая проводимость может привести к утечке тока, тогда как низкая проводимость (менее 4 × 10 −12 См / см) может привести к накоплению статического заряда и возникновению электрической дуги, что ухудшает качество смазки (Gahagan, 2017; Whitby, 2018). . Обнаружение, классификация и количественная оценка электрических сред, окружающих смазку, необходимо дополнить недорогими надежными альтернативами и общей моделью для прогнозирования тока подшипников.Разработка новых материалов, которые могут быть самосмазывающимися и самовосстанавливающимися с адаптированными поверхностями для желаемого электрического отклика, являются хорошими направлениями для будущих исследований. Разработанный смазочный материал должен обеспечивать защиту компонентов электромобиля при частых запусках / остановках. Эффекты образования эмульсии в жидкости в результате конденсации воды могут представлять интерес для исследований. Все эти фундаментальные проблемы требуют решения в будущих исследованиях, которые требуют коллективного участия промышленности и научных кругов.

Дизайн смазки

Есть несколько аспектов, которые необходимо учитывать при разработке термических и энергоэффективных смазочных материалов EV / HEV. Использование жидкостей с низкой вязкостью приведет к уменьшению толщины пленки. Уменьшение толщины пленки приведет к более высокой рабочей температуре, что приведет к снижению усталостной долговечности подшипников (Peskoe-Yang, 2020). В конструкции смазки использование органических молекул с более длинной цепью и меньшим количеством разветвлений улучшит теплопередачу за счет межмолекулярных столкновений (Narita and Takekawa, 2019).Было обнаружено, что даже низкие количества фосфора или серы могут быть чрезвычайно вредными для компонентов. Следовательно, противоизносные и антиоксидантные добавки, такие как диалкилдитиофосфаты, нельзя использовать в будущих составах (Korcek et al., 2000). Поскольку использование пластичной смазки является доминирующим, понимание фундаментального механизма смазки пластичной смазкой и теоретических инструментов для прогнозирования их характеристик в будущем EV / HEV будет иметь первостепенное значение. Потребуются новые составы пластичных смазок, способных выдерживать колебания высоких температур и высокий сдвиг.Увеличится использование экологически чистых и биоразлагаемых смазок. Новый и разнообразный дизайн EV / HEV потребует изменения состава смазок, охлаждающих жидкостей и трансмиссионных масел. Потребность в смазке будет особенно высока для электромобилей, при этом первостепенное значение имеют такие свойства, как срок службы смазки, водостойкость, несущая способность, коррозионная стойкость и характеристики при низких температурах (Peskoe-Yang, 2020). Для пластичных смазок желательно получить пониженные характеристики крутящего момента за счет лучшего сочетания загустителей, BO и присадок.Составы консистентной смазки также не должны изменять электрические и механические свойства (твердость, трещиностойкость и прочность на разрыв) компонентов в EV / HEV. Кроме того, из-за различий в компонентах и ​​конструкции электромобилей весьма желательно получать смазки для конкретных условий применения, а не разрабатывать универсальные (Gonçalves et al., 2017). Смазки на основе полимочевины могут обеспечить долговечное уплотнение. Следовательно, они будут пользоваться большим спросом в будущих электромобилях, в то время как пластичные смазки на литиевой основе столкнутся с множеством неопределенностей (Andrew, 2019).

Проектирование системы

Конструкция системы для EV / HEV должна обеспечивать условия, которые дополняют смазочный материал для работы с оптимальными характеристиками для достижения высокой тепловой и энергетической эффективности. Около 57% энергии электромобиля используется для преодоления трения (Farfan-Cabrera, 2019). Это прекрасная возможность для снижения потерь энергии в электронике, использовании аккумуляторных батарей, кондиционировании воздуха, аэродинамическом сопротивлении и вентиляции кабины электромобилей / электромобилей. Поскольку электромобили будут в большей степени ориентированы на передачу крутящего момента, роль смазочных материалов будет больше в уменьшении NVH (шума, вибрации и резкости).Динамика высокоскоростного ротора, управление и смазка высокоскоростного воздушного компрессора станут популярными темами исследований (Van Rensselar, 2019). Будущие электромобили выиграют от распылительного охлаждения. Сток от распылительного охлаждения можно использовать для сопутствующей смазки подшипников. Гидродинамическая нагрузка на опорные подшипники в электромобилях должна быть ниже, чем в автомобилях с ДВС. Таким образом, несущую функцию смазочных материалов в транспортных средствах с ДВС необходимо будет перенести на функцию передачи крутящего момента в электромобилях (Van Rensselar, 2019).Контроль чрезмерной аэрации масла также следует учитывать в общем процессе проектирования. Чтобы снизить усталость подшипников, более легкие смазочные материалы и компоненты системы смазки потребуют в 10 раз большего срока службы, чем те, на которые рассчитаны существующие механические системы (Van Rensselar, 2019). Трансмиссионная жидкость должна иметь высокий коэффициент теплопередачи для охлаждения двигателя. Для компенсации поверхностной адгезии (ползучести) и эффекта тонких пленок, возникающих в результате использования смазочных материалов с низкой вязкостью, потребуются усовершенствованные покрытия.Увеличенные периоды замены смазочного материала приводят к проблемам с износом и долговечностью компонентов из-за ухудшения качества смазочного материала. Следовательно, будущие конструкции электромобилей должны быть сосредоточены на установке интеллектуальных систем мониторинга масла, которые могут контролировать несколько параметров и с использованием современных высококачественных датчиков (Korcek et al., 2000). Потребуются усовершенствованные конструкции охлаждения, такие как прямое жидкостное охлаждение на основе стержневых ребер, используемое Ван и др., Для повышения надежности компонентов (Wang et al., 2014).

Сводка

В данной статье мы рассмотрели современное состояние и проблемы смазочных материалов, используемых в электрических и гибридных транспортных средствах.Из примерно 150 статей был проведен всесторонний обзор смазочных материалов с точки зрения состава и жидкостных / электрических / физических свойств в зависимости от различных условий, в которых они используются в транспортных средствах. На основе собранной информации и данных мы проанализировали фрикционные характеристики этих транспортных средств в зависимости от условий эксплуатации. Были исследованы фрикционные характеристики, терморегулирование и пробой диэлектрика. Было установлено, что рабочие параметры в значительной степени зависят от свойств смазочных материалов, которые имеют решающее значение для энергоэффективности и надежности.В этом обзоре были отмечены три аспекта, которые ранее не обсуждались.

• Кривая Стрибека для электромобилей представляет собой серьезные проблемы, чем в противном случае. Высокая скорость ускорения создает проблемы для быстрого образования смазочных пленок и поддержания стабильности при повышенной температуре и электрическом поле.

• Оптимизированные электрические свойства смазки могут предотвратить электрическое повреждение подшипников, которое часто наблюдается в электромобилях. Свойства: электрический импеданс и диэлектрическая прочность.Выявлена ​​взаимосвязь между повреждением подшипников и электрическими свойствами смазки.

• Тепловой КПД электродвигателя зависит от тепловых свойств смазки: теплопроводности, теплоемкости и расхода. Оптимизация энергоэффективности может быть достигнута путем оценки этих свойств на предмет высокой эффективности.

Из этого обзора становится очевидным, что достижение высоких смазочных характеристик и надежности компонентов без ущерба для энергоэффективности транспортного средства является сложной задачей.Этот обзор можно использовать в качестве руководства при разработке перспективных смазочных материалов для электромобилей и гибридных автомобилей.

Авторские взносы

YC, SJ и AR провели поиск литературы, проанализировали информацию и написали статью. WZ предоставил материалы и проверил документ. HL разработал структуру и содержание и написал статью. Все авторы внесли свой вклад в статью и одобрили представленную версию.

Конфликт интересов

WZ используется компанией Tesla.

Остальные авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Благодарности

Часть этой работы спонсировалась X-Grants, президентским фондом повышения квалификации ТАМУ.

Ссылки

Акаги, Х., Тамура, С. (2006). Пассивный фильтр электромагнитных помех для устранения как тока подшипника, так и тока утечки на землю от двигателя с инверторным приводом. IEEE Trans. Мощность Электрон . 21, 1459–1469. DOI: 10.1109 / TPEL.2006.880239

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Аллен, К. М., и Драуглис, Э. (1969). Смазка пограничного слоя: однослойная или многослойная. Износ 14, 363–384. DOI: 10.1016 / 0043-1648 (69)

-9

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Эндрю, Дж. М. (2019). Будущее пластичных смазок в эпоху электромобилей. Tribol. Lubr. Технол .75, 38–44.

Google Scholar

API (2015). Руководство по замене базовых масел API для моторных масел для легковых автомобилей и масел для дизельных двигателей (Вашингтон, округ Колумбия), E1 – E28.

Google Scholar

Аткинс, М. Дж., И Кох, К. Р. (2003). Подробное сравнение нескольких технологий трансмиссии . Технический отчет SAE №: 0148-7191. DOI: 10.4271 / 2003-01-0081

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Барбес, Б., Páramo, R., Blanco, E., Pastoriza-Gallego, M. J., Pineiro, M. M., Legido, J. L., et al. (2013). Измерения теплопроводности и удельной теплоемкости наножидкостей Al 2 O 3 . J. Thermal Anal. Калорим. 111, 1615–1625. DOI: 10.1007 / s10973-012-2534-9

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Барнс А. М., Бартл К. Д. и Тибон В. Р. А. (2001). Обзор диалкилдитиофосфатов цинка (ZDDPS): характеристика и роль в смазочном масле. Tribol. Int. 34, 389–395. DOI: 10.1016 / S0301-679X (01) 00028-7

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Беккер, Э. П. (2019). Смазки и электромобили. Триболо. Lubr. Технол . 75:60.

Google Scholar

Бейер М., Браун Г., Гахаган М., Хигучи Т., Хант Г., Хьюстон М. и др. (2019). Концепции смазочных материалов для трансмиссий и мостов электрифицированных транспортных средств. 14, 428–437. DOI: 10.2474 / тролль.14.428

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Буви, К., Бальцер, С., Джек, П., Гиссинг, Дж., Личиус, Т., и Экштейн, Л. (2012). «Целостное моделирование транспортных средств с использованием modelica — приложения по управлению температурным режимом и стратегии эксплуатации для электрифицированных транспортных средств», в материалах 9-й Международной конференции MODELICA; 3-5 сентября; 2012 (Мюнхен: электронное издание университета Линчёпинга).

Google Scholar

Брэдли, Т. Х., и Фрэнк, А. А. (2009). Дизайн, демонстрации и оценка воздействия на экологичность подключаемых гибридных электромобилей. Обновить. Поддерживать. Энергия Ред. . 13, 115–128. DOI: 10.1016 / j.rser.2007.05.003

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Буссе Д., Эрдман Дж., Керкман Р., Шлегель Д. и Скибински Г. (1997). Характеристики напряжения на валу и подшипниковых токов. IEEE Ind. Appl. Mag . 3, 21–32. DOI: 10.1109 / 2943.628116

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Каллен, Х. Б. (1998). Термодинамика и введение в термостатистику .Хобокен, штат Нью-Джерси: Американская ассоциация учителей физики.

Google Scholar

Канн, П. (2007). Консистентная смазка подшипников качения — роль загустителя. Lubr. Sci . 19, 183–196. DOI: 10.1002 / LS.39

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Кассерли, Э., Лангле, Т., Спрингер, С. П., Кумар, А., Мэллори, Б. Дж. Л. М. (2018). Влияние базовых масел на загущение и физические свойства консистентных смазок. евро.Смазка. Ind. Magazine 144, 32–37. Доступно в Интернете по адресу: http://www.lube-media.com/wp-content/uploads/Lube-Tech-115-The-Effect-of-Base-Oils-on-Thickening-and-Physical-Properties-of- Lubricating-Greases.pdf

Google Scholar

Чаттертон, С., Пеннакки, П., и Ваня, А. (2016). Электрическая точечная коррозия упорных подшипников качения: моделирование и экспериментальные данные. Tribol. Инт . 103, 475–486. DOI: 10.1016 / j.triboint.2016.08.003

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Чау, К.Т., и Чан, К. С. (2007). Новые энергоэффективные технологии для гибридных электромобилей. Proc. IEEE . 95, 821–835. DOI: 10.1109 / JPROC.2006.8

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Чен Ю. и Лян Х. (2019). Трибологическая оценка электрического сопротивления смазываемых контактов. Дж. Трибол . 142: 114502. DOI: 10.1115 / 1.4045578

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Чен Ю., Реннер П. и Лян Х.(2019a). Дисперсия наночастиц в смазочном масле: критический обзор. Смазочные материалы 7: 7. DOI: 10.3390 / смазочные материалы7010007

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Чен, Ю., Ван, X., Клирфилд, А., и Лян, Х. (2019b). Противозадирные эффекты наночастиц α-цирконийфосфата в качестве присадок к консистентным смазкам. Дж. Трибол . 141: 031801. DOI: 10.1115 / 1.4041538

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Чонг, В., и Круз, М. (2014).Упругопластический контакт шероховатых поверхностей: модель линейного контакта для граничного режима смазки. Meccanica 49, 1177–1191. DOI: 10.1007 / s11012-013-9861-1

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Кларк Д. (2014). Понимание требований к смазочным материалам для гибридных электромобилей . SAE International.

Google Scholar

Кович, М. Дж. (2003). «Модификаторы вязкости олефиновых сополимеров» в Chemical Industries (Нью-Йорк, Нью-Йорк: Марсель Деккер), 293–328.

Google Scholar

Csapo, E., Zaidi, H., and Paulmier, D. (1996). Трение динамического электрического контакта графит-графит в присутствии аргона. Износ 192, 151–156. DOI: 10.1016 / 0043-1648 (95) 06788-4

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Дай В., Хейреддин Б., Гао, Х. и Лян, Х. (2016). Роль наночастиц в масляной смазке. Tribol. Инт . 102, 88–98. DOI: 10.1016 / j.triboint.2016.05.020

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Дассеной, Ф.(2019). Наночастицы в качестве присадок для разработки высокоэффективных и экологически чистых моторных масел. Tribol. Онлайн . 14, 237–253. DOI: 10.2474 / трол.14.237

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Дэвис, Дж. (2008). «Легкие материалы для легковых и грузовых автомобилей», в Бюро энергоэффективности и возобновляемых источников энергии , ред П. Гэри (Брюссель: Бюро европейской политики Всемирного фонда дикой природы).

Ди Пьяцца, М. К., Рагуза, А., и Витале, Г.(2011). Оценка потерь мощности в активных фильтрах электромагнитных помех CM для подавления тока подшипников. IEEE Trans. Инд. Электрон . 58, 5142–5153. DOI: 10.1109 / TIE.2011.2119456

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Диденко Т., Придмор В. Д. (2012). Отказ электрического фрезерования трехлопастного роликоподшипника. J. Fail. Анальный. Ранее . 12, 575–580. DOI: 10.1007 / s11668-012-9598-5

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Дункан, М. П.(2019). Рост электромобилей. Tribol. Lubr. Технол . 75: 6.

Google Scholar

Эгеде, П. (2017a). «Тематические исследования по сравнению (легких) электромобилей с обычными и эталонными электромобилями», в «Экологическая оценка легких электромобилей» , ред. К. Херрманн и С. Кара (Cham: Springer International Publishing), 93–119. DOI: 10.1007 / 978-3-319-40277-2_5

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Эгеде, П.(2017b). «Электромобили, легкая конструкция и воздействие на окружающую среду», в Экологическая оценка легких электромобилей, , 9–40. DOI: 10.1007 / 978-3-319-40277-2_2

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Элговайни А., Бернем А., Ван М., Мольбург Дж. И Руссо А. (2009). Энергопотребление и выбросы парниковых газов подзаряжаемых гибридных электромобилей на колесах . Технический отчет SAE. DOI: 10.2172 / 951259

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Фарфан-Кабрера, Л.И. (2019). Трибология электромобилей: обзор критических компонентов, текущего состояния и будущих тенденций улучшения. Tribol. Инт . 138, 473–486. DOI: 10.1016 / j.triboint.2019.06.029

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Фен У. и Фиглиоцци М. А. (2012). Парки обычных и электрических коммерческих автомобилей: тематическое исследование экономических и технологических факторов, влияющих на конкурентоспособность коммерческих электромобилей в США. Proc. Soc. Behav.Sci . 39, 702–711. DOI: 10.1016 / j.sbspro.2012.03.141

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Флорес-Торрес, С., Холт, Д. Г., и Кэри, Дж. Т. (2018). Составы смазочных масел для силовых агрегатов электромобилей . Вашингтон, округ Колумбия: Бюро по патентам и товарным знакам США.

Google Scholar

Флорес-Торрес, С., Холт, Д. Г. Л., и Кэри, Дж. Т. (2018a). Метод контроля электропроводности смазочных масел в силовых агрегатах электромобилей .Патент США 0,100,118A1. Аннандейл, Нью-Джерси: ExxonMobil Research and Engineering Co.

Google Scholar

Флорес-Торрес, С., Холт, Д. Г. Л., и Кэри, Дж. Т. (2018b). Метод предотвращения или минимизации электростатического разряда и пробоя диэлектрика в силовых агрегатах электромобилей . Патент США № 0,100,120A1. Аннандейл, Нью-Джерси: ExxonMobil Research and Engineering Co.

PubMed Аннотация | Google Scholar

Флорес-Торрес, С., Холт, Д. Г. Л., и Кэри, Дж. Т. (2018c). Составы смазочных масел для силовых агрегатов электромобилей. Патент США № 0,100,117А1. Аннандейл, MJ: ExxonMobil Research and Engineering Co.

Google Scholar

Гахаган, М. П. (2017). Смазочные материалы для гибридных электрических автоматических трансмиссий . Отчет о техническом документе SAE. DOI: 10.4271 / 2017-01-2358

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Гао, З., Салви, Л., и Флорес-Торрес, С. (2018a). Смазочные масла с высокой проводимостью для электромобилей и гибридных автомобилей . Патент США № 0,100,115A1. ExxonMobil Research and Engineering Co.

Google Scholar

Гао, З., Салви, Л., и Флорес-Торрес, С. (2018b). Смазочные масла с высокой проводимостью для электромобилей и гибридных автомобилей . Вашингтон, округ Колумбия: Бюро по патентам и товарным знакам США.

Google Scholar

Гонсалвес, Д., Виейра, А., Карнейру, А., Кампос, А., и Сибра, Дж. (2017).Толщина пленки и соотношение трения в грубых контактах, смазываемых консистентной смазкой. Смазочные материалы 5:34. DOI: 10.3390 / смазочные материалы5030034

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Гото, К. (1995). Влияние поверхностного наведенного напряжения на режим износа нержавеющей стали. Износ 185, 75–81. DOI: 10.1016 / 0043-1648 (95) 06600-4

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Гуантенг, Г., Спайкс, Х. А. (1996). Формирование пограничной пленки базовыми смазочными жидкостями. Tribol. Транс . 39, 448–454. DOI: 10.1080 / 10402009608983551

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Гейган, Дж., Саутби, М., и Спайкс, Х. Дж. Т. Л. (2019). Добавки-модификаторы трения, синергизм и антагонизм. Tribol. Lett. 67:83. DOI: 10.1007 / s11249-019-1198-z

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Гундерсон, С., Фульц, Г., Снайдер, К., Райт, Дж., Гшвендер, Л., и Хейджер, С. (2011). Влияние содержания воды на диэлектрическую прочность полиальфаолефиновых (ПАО) охлаждающих жидкостей. IEEE Trans. Dielectr. Электр. Insul . 18, 295–302. DOI: 10.1109 / TDEI.2011.5704521

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Гупта, А. (2012). Характеристика смазочных материалов для двигателей и трансмиссий электрических, гибридных и гибридных транспортных средств. Государственный университет Огайо.

Google Scholar

Хоканссон, Б., Андерссон, П., и Бэкстрем, Г. (1988). Усовершенствованная процедура термофизических измерений под давлением. Rev. Sci. Инструмент . 59, 2269–2275. DOI: 10.1063 / 1.1139946

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Hadden, T., Jiang, J. W., Bilgin, B., Yang, Y., Sathyan, A., Dadkhah, H., et al. (2016). «Обзор напряжений на валу и подшипниковых токов в двигателях EV и HEV», IECON 2016 — 42-я ежегодная конференция Общества промышленной электроники IEEE .

Google Scholar

Хэмблин П., Кристен У. и Часан Д. Дж. Л. С. (1990). Беззольные антиоксиданты, дезактиваторы меди и ингибиторы коррозии: их применение в смазочных маслах. Lubr. Sci. 2, 287–318. DOI: 10.1002 / LS.3010020403

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Хасебе, М., Мияиси, Ю., Вакута, С., Минезава, Ю., Хара, Т., и Цузуки, С. (1994). Система циркуляции масла для электромобилей . Вашингтон, округ Колумбия: Бюро по патентам и товарным знакам США.

Google Scholar

Хэ Ф., Се Г. и Ло Дж. (2020). Неисправности электрических подшипников в электромобилях. Трение 8, 4–28. DOI: 10.1007 / s40544-019-0356-5

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Куча, А.Х., Сах, Ж.-Дж. Ф., Каминский Л. А. (2011). Система управления двигателем для управления крутящим моментом в гибридной системе трансмиссии . Вашингтон, округ Колумбия: Бюро по патентам и товарным знакам США.

Google Scholar

Хобельсбергер, М., Поседел, З. (2013). Метод контроля тока на валу и / или изоляции вала электрических машин и устройство для выполнения этого метода . Вашингтон, округ Колумбия: Бюро по патентам и товарным знакам США.

Google Scholar

Хольмберг, К., Андерссон, П., Эрдемир, А. (2012). Глобальное потребление энергии из-за трения в легковых автомобилях. Tribol. Инт . 47, 221–234. DOI: 10.1016 / j.triboint.2011.11.022

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Холмберг, К., и Эрдемир, А. (2019). Влияние трибологии на использование энергии и выбросы CO 2 во всем мире, а также в двигателях внутреннего сгорания и электромобилях. Tribol. Инт . 135, 389–396. DOI: 10.1016 / j.triboint.2019.03.024

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Надежда, К.Дж. Л. (2018). ПАО способствует повышению энергоэффективности моторных масел 0W-20 для легковых автомобилей. Смазочные материалы 6:73. DOI: 10.3390 / смазочные материалы6030073

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Хорн, В. В. (1949). Полиметакрилаты в качестве присадок, улучшающих индекс вязкости, и присадок, понижающих температуру застывания. Ind. Eng. Chem. 41, 952–959. DOI: 10.1021 / ie50473a017

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Хант, Г. (2017). Новые взгляды на температурную зависимость присадок к смазочным материалам от коррозии меди. SAE Int. J. Fueis Lubr. 10, 521–527. DOI: 10.4271 / 2017-01-0891

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Хант, Г. Дж., Гахаган, М. П., и Пеплоу, М. А. (2017). Метод сопротивления проволоки для измерения коррозии меди смазочными жидкостями. Смазка. Sci . 29, 279–290. DOI: 10.1002 / LS.1368

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Яблонка К., Гловня Р., Бонгаертс Дж. И Моралес-Эспехель Г. (2013). Влияние полярности смазки на емкостные измерения ЭГД-контактов. Tribol. Инт . 61, 95–101. DOI: 10.1016 / j.triboint.2012.11.016

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Йешке, С., Хирш, Х. (2014). «Исследования электромагнитных помех в системе тяги электромобиля в динамической работе», на Международном симпозиуме по электромагнитной совместимости 2014 г. (IEEE: Гетеборг).

Google Scholar

Йешке, С., Цяпенко, С., Хирш, Х. (2015). «Исследования токов на валу тяговой системы электромобиля в динамической работе», в IEEE International Symposium по электромагнитной совместимости (EMC), 2015 г., (IEEE: Dresden).

Google Scholar

Jiang, Z., Fang, J., Chen, Y., Wu, J., Liu, P., Gu, K., et al. (2018). Обзор смазочных механизмов с точки зрения трибоэлектрофизики и трибоэлектрохимии. Sci. China Technol. Sci . 61, 1–11. DOI: 10.1007 / s11431-017-9291-3

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Джин, Х., Андрич, Т., Цекмес, И. А., Кочетов, Р., Моршейс, П. Х., Смит, Дж. Дж. (2014). Свойства наножидкостей диоксида кремния на основе минеральных масел. IEEE Trans. Dielectr. Электр. Insul . 21, 1100–1108. DOI: 10.1109 / TDEI.2014.6832254

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Кендалл, Г. (2008). Подключено: конец нефтяного века . Брюссель: Офис европейской политики WWF.

Колодзейчик, Л., Рохас, Т., Мартинес-Мартинес, Д., Фернандес, А., и Санчес Лопес, Дж. (2007). Наночастицы палладия с модифицированной поверхностью как превосходная присадка для смазки. J. Рез. Наночастиц . 9, 639–645.DOI: 10.1007 / s11051-006-9124-3

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Корчек, С., Сораб, Дж., И Джонсон, Дж. Р. К. (2000). Автомобильные смазочные материалы следующего тысячелетия. Ind. Lubr. Трибол . 52, 209–220. DOI: 10.1108 / 003687
373175

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Квак, Ю., Кливленд, К., Адхварью, А., Фанг, X., Херли, С., и Адачи, Т. (2019). Основные сведения о базовых маслах и смазочных материалах для электрических трансмиссий .Ричмонд, Вирджиния: Технический документ SAE. Отчет №: 0148-7191. DOI: 10.4271 / 2019-01-2337

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Lavielle, L. (1994). Влияние электрического поля на трение полиэтилен-терполимерной пленки о стальную подложку. Износ 176, 89–93. DOI: 10.1016 / 0043-1648 (94) -1

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лич, Б., и Пирсон, Р. (2014). Смазка и охлаждение двигателя при эксплуатации гибридного автомобиля.Технический отчет SAE. DOI: 10.4271 / 2014-01-2784

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Левэ П. З., Дроссинос Ю. и Тиль К. (2017). Влияние налоговых стимулов на проникновение электромобилей на рынок: попарное сравнение совокупной стоимости владения. Энергетическая политика . 105, 524–533. DOI: 10.1016 / j.enpol.2017.02.054

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лим, Д. Х., и Ким, С. С. (2014). Тепловые характеристики системы охлаждения масляным распылением для колесных двигателей электромобилей. Заявл. Тепловой Eng . 63, 577–587. DOI: 10.1016 / j.applthermaleng.2013.11.057

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Lin, X.-Z., Zhu, M.-H., Mo, J.-L., Chen, G.-X., Jin, X.-S., and Zhou, Z.-R. (2011). Трибологические и электродуговые свойства пары углерод / медь в процессе трения скольжения с приложенным электрическим током. Пер. Цветные металлы. Soc. Китай 21, 292–299. DOI: 10.1016 / S1003-6326 (11) 60712-7

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лю В.(2014). Распространены преждевременные отказы подшипников двигателя из-за прохождения высокочастотного электрического тока. Eng. Неудача. Анальный . 45, 118–127. DOI: 10.1016 / j.engfailanal.2014.06.021

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лу, З., и Сабхапати, П. (2004). Терморегулятор трансмиссии гибридного электромобиля . Патенты Google.

Google Scholar

Лу X., Хонсари М. М. и Гелинк Э. Р. М. (2006). Кривая Стрибека: экспериментальные результаты и теоретические прогнозы. Дж. Трибол . 128, 789–794. DOI: 10.1115 / 1.2345406

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ло, Дж., Хэ, Ю., Чжун, М., и Цзинь, З. (2006). Явление газового пузыря в наноразмерной пленке жидкости под действием внешнего электрического поля. Заявл. Phys. Lett . 89: 013104. DOI: 10.1063 / 1.2213979

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ма, Х., Бальтазар, Ф., Тейт, Н., Риера-Палоу, X., и Харрисон, А. (2012). Новое сравнение выбросов парниковых газов в течение жизненного цикла электромобилей с аккумуляторными батареями и автомобилей с двигателем внутреннего сгорания. Энергетическая политика . 44, 160–173. DOI: 10.1016 / j.enpol.2012.01.034

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Маром Р., Амальрадж С. Ф., Лейфер Н., Джейкоб Д. и Аурбах Д. (2011). Обзор современных и практичных материалов для литиевых батарей. J. Mater. Chem . 21, 9938–9954. DOI: 10.1039 / c0jm04225k

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Макхейл, Г., Орм, Б., Уэллс, Г., и Ледесма-Агилар, Р. (2019). Видимые углы смачивания на поверхностях, пропитанных смазкой / SLIPS: от супергидрофобности до электросмачивания. Langmuir 35, 4197–4204. DOI: 10.1021 / acs.langmuir.8b04136

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Миллер Дж. (2006). Архитектура силовой установки гибридного электромобиля типа e-CVT. Power Electron. IEEE Trans . 21, 756–767. DOI: 10.1109 / TPEL.2006.872372

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Миллер, Дж. М., и Эверетт, М. (2005). Оценка ультраконденсаторов в качестве кэша питания в Toyota THS-II, GM-Allision AHS-2 и гибридных силовых установках Ford FHS , Vol.1. 481–490.

Google Scholar

Mugele, F., and Baret, J.-C. (2005). АКТУАЛЬНЫЙ ОБЗОР: электросмачивание: от основ до приложений. J. Phys. Конденсированное вещество 17, R705 – R774. DOI: 10.1088 / 0953-8984 / 17/28 / R01

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Мукерджи Р., Патра А. и Банерджи С. (2009). Влияние импульсного преобразователя с частотно-модулированной широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) на качество входной системы электроснабжения. IEEE Trans. Мощность Электрон .25, 1450–1459. DOI: 10.1109 / TPEL.2009.2037421

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Наддаф А., Херис С. З. (2018). Экспериментальное исследование теплопроводности и электропроводности наножидкостей на основе дизельного топлива, состоящих из графеновых нанопластинок и углеродных нанотрубок. Внутр. Commun. Тепломассообмен . 95, 116–122. DOI: 10.1016 / j.icheatmasstransfer.2018.05.004

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Нагасака, Ю., и Нагашима, А.(1981). Одновременное измерение теплопроводности и температуропроводности жидкостей нестационарным методом термообработки. Rev. Sci. Инструмент . 52, 229–232. DOI: 10.1063 / 1.1136577

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Наканиси Ю., Хонда Т., Касамура К., Накашима Ю., Накано К., Кондо К. и др. (2016). «Биологическое уплотнение вала в насосе охлаждающей жидкости для электромобилей», Международная конференция IEEE 2016 по исследованиям и применению возобновляемых источников энергии (ICRERA) .

Google Scholar

Нарита, К., и Такекава, Д. (2019). Технологии смазочных материалов, применяемые в трансмиссиях гибридных электромобилей и электромобилей . Chiba: Технический доклад SAE №: 0148-7191. DOI: 10.4271 / 2019-01-2338

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Николич, Н., Дорич, Дж., Антоник, З., и Митар, Дж. (2018). Влияние нагрузки и вязкости масла на форму кривой Стрибека для подшипника с длинной опорой .

Google Scholar

Ногучи, С., Какинума, С.-Н., и Канада, Т. (2010). Измерение постоянного напряжения, вызывающего точечную коррозию. J. Adv. Мех. Des. Syst. Производство . 4, 1084–1094. DOI: 10.1299 / jamdsm.4.1084

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Паар К., Муэтце А. и Кольбе Х. (2015). Влияние интеграции машины на тепловые характеристики привода с постоянными магнитами для гибридной электрической тяги. IEEE Trans. Инд. Заявка . 51, 3914–3922. DOI: 10.1109 / TIA.2015.2427280

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Пассут, С.А. (2013). «Смазочные материалы для двигателей», в энциклопедии трибологии , , ред. Q. J. Wang и Y.-W. Чанг (Бостон, Массачусетс: Springer), 977–981.

Google Scholar

Пеское-Янг, Л. (2020). Электромобили делают будущее смазки неопределенным. Tribol. Lubr. Технол . 76, 24–25.

Google Scholar

Петтерссон, А. (2007). Высокоэффективные базовые жидкости для экологически чистых смазочных материалов. Tribol. Инт . 40, 638–645. DOI: 10.1016 / j.трибоинт.2005.11.016

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Пропфе Б., Редельбах М., Сантини Д. Дж. И Фридрих Х. (2012). Анализ затрат на подключаемые гибридные электромобили, включая затраты на техническое обслуживание и ремонт, а также стоимость перепродажи. World Elect. Автомобиль J . 5, 886–895. DOI: 10.3390 / wevj5040886

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Рават С.С., Харша А. (2019). Текущие и будущие тенденции в консистентной смазке. Автомобильная трибология: Springer.

Google Scholar

Рид, Дж. К., Людуа, Д. К., Мейсон, В. П., и Вольф, Д. (2017). Роторный конденсатор для шунтирования высокочастотных подшипниковых токов и снижения электромагнитных помех в электрических машинах. Патент США № 9,653,970B2. Мэдисон, Висконсин: C-Motive Technologies Inc.

Google Scholar

Ренсселар Дж. (2010). Смазочные материалы на биологической основе: готовимся к экологически чистому миру. Tribol. Lubr. Технол . 66, 32–34.

Google Scholar

Романенко, А., Муэтце, А., и Ахола, Дж. (2016). Влияние электростатических разрядов на диэлектрическую прочность и состав пластичной смазки подшипников. IEEE Trans. Инд. Заявка . 52, 4835–4842. DOI: 10.1109 / TIA.2016.2596239

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Романенко А., Мютце А. и Ахола Дж. (2015). «Влияние электростатических разрядов на электрические свойства смазки подшипников», Международная конференция по электрическим машинам и приводам IEEE (IEMDC), 2015 г., (Сан-Диего, Калифорния: IEEE).DOI: 10.1109 / IEMDC.2015.7409068

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Росси А. (1980). Депрессорная присадка для топлива и смазочных материалов . Вашингтон, округ Колумбия: Бюро по патентам и товарным знакам США.

Google Scholar

Sangoro, J., Iacob, C., Serghei, A., Naumov, S., Galvosas, P., Kärger, J., et al. (2008). Электропроводность и поступательная диффузия в ионной жидкости тетрафторбората 1-бутил-3-метилимидазолия. Дж.Chem. Phys . 128: 214509. DOI: 10.1063 / 1.26

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Сасаки, С. (1998). «Недавно разработанная Toyota гибридная трансмиссия», в Труды 10-го Международного симпозиума по силовым полупроводниковым устройствам и ИС ISPSD’98 (IEEE Cat No98Ch46212) . DOI: 10.1109 / ISPSD.1998.702540

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Shaikh, S., Lafdi, K., and Ponnappan, R. (2007). Улучшение теплопроводности в масле ПАО, легированном углеродными наночастицами: экспериментальное исследование. J. Appl. Phys . 101: 064302. DOI: 10.1063 / 1.2710337

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Somers, A. E., Howlett, P. C., MacFarlane, D. R., and Forsyth, M. (2013). Обзор ионных жидких смазок. Смазочные материалы 1, 3–21. DOI: 10.3390 / смазочные материалы1010003

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Сони, А., и Сингх Праджапати, Р. (2017). Трибологические аспекты двигателя внутреннего сгорания. IRJET 9, 451–454.

Google Scholar

Sounding Board (2020). Смазочные добавки. Tribol. Смазка. Технол .

Google Scholar

Шипы, Х. (2008). Противоизносные присадки с низким и нулевым содержанием сульфатной золы, фосфора и серы для моторных масел. Lubr. Sci . 20, 103–136. DOI: 10.1002 / LS.57

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Стоктон, Т. Р. (1983). Система смазки трансмиссии и охлаждения двигателя . Вашингтон, округ Колумбия: У.S. Ведомство по патентам и товарным знакам.

Google Scholar

Судзумура Дж. (2016). Предотвращение точечной коррозии подшипников качения с помощью электропроводящей смазки. Q Rep. RTRI . 57, 42–47. DOI: 10.2219 / rtriqr.57.1_42

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Суини, Дж., Хаузен, Ф., Хейс, Р., Уэббер, Г. Б., Эндрес, Ф., Ратленд, М. В. и др. (2012). Управление трением на нанометровом уровне о золото в ионной жидкости с помощью потенциально-зависимого слоя ионной смазки. Phys. Rev. Lett . 109: 155502. DOI: 10.1103 / PhysRevLett.109.155502

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Сяхир А. З., Зулкифли Н. В. М., Масьюки Х. Х., Калам М. А., Алабдулкарем А., Гульзар М. и др. (2017). Обзор смазочных материалов на биологической основе и их применения. J. Clean. Прод . 168, 997–1016. DOI: 10.1016 / j.jclepro.2017.09.106

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Тада, Ю., Харада, М., Танигаки, М., и Eguchi, W. (1978). Метод лазерной вспышки для измерения теплопроводности жидкостей — приложение к жидкостям с низкой теплопроводностью. Rev. Sci. Инструмент . 49, 1305–1314. DOI: 10.1063 / 1.1135573

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Tang, H.-Z., and Jao, T.-C. (2013). «Диспергирующие добавки», в энциклопедии трибологии , под ред. Q.J. Wang и Y.-W. Чанг (Бостон, Массачусетс: Springer), 771–781.

Тан, Т. Х.-З., Девлин, М., Матур, Н., Хенли, Т., и Саатхофф, Л. (2013). Смазки для (гибридных) электрических трансмиссий. SAE Int. J. Fuels Lubr. 6, 289–294. DOI: 10.4271 / 2013-01-0298

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Тазуме, К. (2016). Система циркуляции масла для электродвигателя гибридного электромобиля . Вашингтон, округ Колумбия: Бюро по патентам и товарным знакам США.

Google Scholar

Тегерани, Г. М., Келкка, Дж., Сопанен, Дж., Миккола, А., и Керкканен, К.(2016). Моделирование энергопотребления электромобилей путем моделирования эффективности компонентов трансмиссии. SAE Int. J. Commer. Veh . 9, 31–39. DOI: 10.4271 / 2016-01-9016

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Тишмахер Х., Гаттерманн С., Криезе М. и Виттек Э. (2010). «Износ подшипников, вызванный индуцированными преобразователем токами в подшипниках», IECON 2010 — 36-я ежегодная конференция IEEE Industrial Electronics Society (Глендейл, Калифорния). DOI: 10.1109 / IECON.2010.5675212

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Цуй, Д. (2019). Производители добавок ждут изменений. Тенденции рынка 75, 18–19.

Google Scholar

Ван Ренсселар, Дж. (2019). Трибология электромобилей. Tribol. Lubr. Технол . 75, 34–6.

Google Scholar

Владеску, С.-К., Маркс, Н., Фернандес, Л., Барсело Ф. и Спайкс, Х. (2018). Гидродинамическое трение масел с модифицированной вязкостью в опорных подшипниках. Tribol. Lett . 66: 127. DOI: 10.1007 / s11249-018-1080-4

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Возар, Л., и Хохенауэр, В. (2004). Флэш-метод измерения температуропроводности. Обзор. Высокий темп. Высокий пресс . 36, 253–264. DOI: 10,1068 / htjr119

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Вальтер, Х. К., и Голуб, Р. А. (2014). «Смазка электродвигателей в соответствии со стандартом IEEE 841-2009, недостатки и потенциальные возможности улучшения», в документе Техническая конференция по нефтяной и химической промышленности IEEE 2014 (PCIC), (IEEE: Сан-Франциско, Калифорния).

Google Scholar

Ван, X., и Ван, Z. (2008). «Влияние частиц на напряжение пробоя трансформаторных масел на минеральной и сложноэфирной основе», в Ежегодном отчете Конференция по электрической изоляции и диэлектрическим явлениям за 2008 год (Квебек, Квебек: IEEE). DOI: 10.1109 / CEIDP.2008.4772859

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ван, Ю., Джонс, С., Дай, А., и Лю, Г. (2014). Повышение надежности за счет встроенного жидкостного охлаждения в силовых модулях IGBT для гибридных и электромобилей. Microelectron. Reliabil . 54, 1911–1915. DOI: 10.1016 / j.microrel.2014.07.037

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Уитби Р. Д. (2018). Масла для гибридных электромобилей. Tribol. Lubr. Технол . 74:88.

Google Scholar

Уилверт, А., Роман, М. (2013). «Повреждение электрических подшипников — скрытая проблема в тяговых двигателях с инверторным приводом», на конференции и выставке по электрификации транспорта IEEE 2013 г. (IEEE) (Мичиган, Индиана).DOI: 10.1109 / ITEC.2013.6573484

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Се, Г., Цуй, З., Си, Л., и Го, Д. (2017). Дестабилизация микробулочки смазочного масла в нагруженных условиях. Ind. Lubr. Трибол . 69, 59–64. DOI: 10.1108 / ILT-11-2015-0184

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Се, Г., Ло, Дж., Го, Д., Лю, С., и Ли, Г. (2013). Повреждения смазываемых поверхностей подшипников под действием слабых электрических токов. Sci. China Technol. Sci . 56, 2979–2987. DOI: 10.1007 / s11431-013-5399-7

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Се, Г., Ло, Дж., Лю, С., Го, Д., Ли, Г., и Чжан, К. (2009a). Влияние свойств жидкости на рост и характеристики движения микропузырьков, индуцированных электрическими полями в ограниченных пленках жидкости. J. Phys. D Прил. Phys . 42: 115502. DOI: 10.1088 / 0022-3727 / 42/11/115502

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Се, Г., Луо, Дж., Лю, С., Го, Д., и Чжан, К. (2009b). «Замораживание» наноразмерных жидкостей под действием электрического поля. Langmuir 26, 1445–1448. DOI: 10.1021 / la9v

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Се, Г., Ло, Дж., Лю, С., Чжан, К., и Лу, X. (2008a). Явление микропузырьков в наноразмерной смазочной пленке на водной основе, вызванное внешним электрическим полем. Tribol. Lett . 29, 169–176. DOI: 10.1007 / s11249-007-9288-8

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Се, Г., Луо, Дж., Лю, С., Чжан, К., Лу, X., и Го, Д. (2008b). Влияние внешнего электрического поля на жидкую пленку, заключенную в нанозазор. J. Appl. Phys . 103: 094306. DOI: 10.1063 / 1.23

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Xie, K., Liu, L.-C., Li, X.-P., and Zhang, H.-L. (2016). Бесконтактное измерение сопротивления и емкости масляной пленки смазки в подшипниках качения в режиме реального времени с использованием метода связи электрического поля. Измерение 91, 606–612.DOI: 10.1016 / j.measurement.2016.05.080

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ян, Х., Лю, К., Ван, Ю., Лю, Х., Ман, Дж., И Сун, Б. (2017). Электронный контроль нанотрибологических свойств текстурированной поверхности с помощью лазерной обработки. Дж. Спектроск . 2017: 7

2. DOI: 10.1155 / 2017/7

2

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Янг Ю., Али К. А., Ролевельд Дж. И Эмади А. (2016a). Современные электрифицированные силовые агрегаты — гибридные, подключаемые к сети и электромобили. Внутр. J. Powertrains 5, 1–29. DOI: 10.1504 / IJPT.2016.075181

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Янг Ю., Билгин Б., Каспрзак М., Налакат С., Садек Х., Прейндл М. и др. (2016b). Тепловое управление электрических машин. IET Electr. Syst. Трансп . 7, 104–116. DOI: 10.1049 / iet-est.2015.0050

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Yu, Z.-Q., Yang, Z.-G. (2011). Анализ усталостного разрушения смазываемого пластичной смазкой роликоподшипника электродвигателя. J. Fail. Анальный. Ранее . 11, 158–166. DOI: 10.1007 / s11668-010-9422-z

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Юсаф, Т. Ф. (2009). Оптимизация дизельных двигателей для электромобилей. J. Energy Resourc. Технол . 131: 012203. DOI: 10.1115 / 1.3068347

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Чжан Ю. (2006). Граничная смазка — важная смазка в следующий раз. J. Mol. Жидкости 128, 56–59. DOI: 10.1016 / j.molliq.2005.12.002

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Зин В., Барисон С., Агрести Ф., Колла Л., Пагура К. и Фабрицио М. (2016).

Автор: alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *