CN111117747A - 集成电驱动总成减速器用润滑油组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种集成电驱动总成减速器用润滑油组合物，包括以下重量百分比的组分：基础油80％‑90％，粘度指数改进剂4％‑12％，复合添加剂5.5％‑8％，补强剂0.1％～0.5％，降凝剂0.3％‑0.5％。本发明的产品具有较低的粘度和较高的粘度指数，并具有优异的高温抗氧化性、极压抗磨性、剪切稳定性、铜腐蚀保护性和电化学特性，为齿轮和轴承提供卓越保护，且与密封材料和电机兼容性好，为集成电驱动总成减速器提供优异的保护和动力输出效率，尤其适用于纯电动客车集成电驱动变速器的润滑。

Description

集成电驱动总成减速器用润滑油组合物
技术领域
本发明涉及一种润滑油组合物，尤其涉及一种集成电驱动总成减速器用润滑油组合物。
背景技术
随着新能源汽车技术的不断发展，零部件集成化设计已经成为必然趋势。通过集成化设计，一方面可以简化主机厂的转配，提高产品合格率；另一方面还可达到轻量化、节约成本的目的。
电动汽车的电力驱动方式基本上可分为电动机中央驱动和电动轮驱动两种。其中，电动机中央驱动系统是将电动机、定速比减速器和差速器集成一体，两根半轴连接两个驱动车轮，由于没有离合器和变速器，因此可以减少机械传动装置的体积和质量，它与前轮驱动横向牵制发动机的燃油汽车的布置形式相似，这种布置形式在小型电动汽车上应用较为普遍。而这种集成系统中的减速器用油目前还没有相关的技术标准，且与传统的变速器油相比，对油品提高了出了更高的要求，主要体现在：(1)电机的输入转速较高，一般在12000～16000r/min，这就需要油品具有优良的抗剪切稳定性，避免电机的高速转动所产生的剪切导致油品高温粘度的下降，影响润滑和传动效率；(2)油箱比较小，用油量一般在0.6～2.5L左右，且电机又极易发热，要求油品具有较小的粘度，以减少搅动产生的热量和提高散热性能；(3)电机在高负荷和转速下会生产大量的热，导致油品温度较传统变速箱中的油温高出10～20℃，加上金属的催化作用，油品易在高温下发生氧化衰败而产生酸性物质、漆膜和油泥，因此要求油品具有优异的热氧化稳定性；(4)电机与减速器集成共用一个润滑系统，为了保证电机安全有效的工作，油品需具有优异的绝缘性能，防止漏电、短路等情况的发生，而且油品老化后还要具有较好的绝缘特性；(5)由于电机在工作时与润滑油接触，要求油品与电机、减速器内部零部件化学兼容性好。由此可见，集成电驱动总成减速器对润滑油的要求是比较高的。由于国外对电动汽车研究起步较早，对电驱动变速器用润滑油开展了一些研究并产生了一些标准，如通用汽车公司的GMNA 9986144规格，是一款针对电驱动系统的低粘度润滑油。
目前电驱动系统大多从国外引进，对油品的要求了解较少，且不同电驱动供应商对油品的要求也各不相同，相关公开报道也不多。CN 105132107 A、CN104560297A和CN105087113A均介绍了一种用于电动汽车变速箱或传动系统用润滑油组合物，其中，CN105132107 A和CN104560297A主要是针对输入转速在10000r/min以下的单级变速箱，且未考虑电机与减速器集成后对油品的要求。CN105087113A报道的油品具有较好的抗磨减摩特性、绝缘性和氧化安定性等，但对于输入转速高的减速器不能提高较好的抗剪切稳定性。此外，目前公开专利大多都是针对纯电动轿车减速器用润滑油，相比纯电动客车，载荷和扭矩要小得多。纯电动客车的集成电驱动总成一般为电机2～4挡AMT，且起步时扭矩大，对油品的极压抗磨性能具有更高的要求。因此，需要对现有产品技术作进一步改进，以提供一种性能更为优越的针对纯电动客车集成电动驱动总成减速器专用油，适应电动汽车变速箱技术的发展要求。
发明内容
发明目的：本发明的目的是提供一种剪切稳定性好、极压抗磨性强、电机与减速器集成带来的对油品绝缘性好、散热性强的集成电驱动总成减速器用润滑油组合物。
技术方案：本发明的集成电驱动总成减速器用润滑油组合物，包括以下重量百分比的组分：基础油80％-90％，粘度指数改进剂4％-12％，复合添加剂5.5％-8％，补强剂0.1％～0.5％，降凝剂0.3％-0.5％。
优选地，所述补强剂包括二硫代磷酸盐衍生物和2,5-双(叔壬基二硫代)-1,3,4-噻二唑的混合物；
更优选地，所述二硫代磷酸盐衍生物和2,5-双(叔壬基二硫代)-1,3,4-噻二唑的质量比为1:1～1：2。
优选地，所述粘度指数改进剂为分散型聚甲基丙烯酸酯粘指剂，所述粘度指数改进剂KRL 20h的剪切稳定性指数≤30。
优选地，所述基础油为Ⅲ类加氢基础油或/和聚α-烯烃基础油；其中，当基础油由Ⅲ类加氢基础油和聚α-烯烃基础油构成时，Ⅲ类加氢基础油和聚α-烯烃基础油的添加量比例根据油品的粘度要求来调配。
优选地，所述Ⅲ类加氢基础油为70SN、100N或150N。
优选地，所述聚α-烯烃基础油为PAO2或PAO4。
优选地，所述复合添加剂包括清净分散剂、极压抗磨剂、抗氧剂、防锈剂、抗泡剂中的至少一种。
优选地，所述复合添加剂为HiTEC 3080、Lubrizol GO3329或Infineum T4311。
优选地，所述降凝剂为聚甲基丙烯酸甲酯。
优选地，所述集成电驱动总成减速器用润滑油组合物100℃运动粘度为4.0～8.0mm2/s，经过20小时KRL剪切后的100℃运动粘度下降率≤10％。
本发明精选复合添加剂和补强剂的合理复配，尤其是利用二硫代磷酸盐衍生物和2,5-双(叔壬基二硫代)-1,3,4-噻二唑的混合物的协同效应，2,5-双(叔壬基二硫代)-1,3,4-噻二唑作为金属减活剂可有效提高油品的铜腐蚀保护性能，但与复合添加剂中的极压抗磨剂存在竞争吸附而降低复合添加剂的极压抗磨性能，而通过与二硫代磷酸盐衍生物无灰极压剂的协同作用，避免了竞争吸附，并且有利于与金属表面发生化学反应形成硫酸铁或硫酸亚铁的保护层，在不影响油品电化学特性的前提下，不仅大幅提升了油品的FZG、极压抗磨保护、铜腐蚀保护性，为变速器齿轮提供优异的抗磨损和点蚀保护。
有益效果：本发明与现有技术相比，具有以下优势：(1)采用剪切稳定性强的梳状分散型聚甲基丙烯酸酯粘指剂，确保油品能够满足减速器齿轮在高转速剪切力下的粘度基本不变，同时具有较好的清净分散性，避免油品在高温工况下具有较好的抗积碳能力，为电动汽车减速器提供可靠保护；(2)精选复合添加剂和补强剂的合理复配，尤其是利用二硫代磷酸盐衍生物和2,5-双(叔壬基二硫代)-1,3,4-噻二唑的混合物的协同效应，在不影响油品电化学特性的前提下，不仅大幅提升了油品的FZG、极压抗磨保护和抗点蚀性，而且还提供优异的铜腐蚀保护性，为变速器齿轮提供优异的抗磨损和点蚀保护；(3)本发明产品选择III类以上基础油，相比II类基础油，具有更高的热传导效率、体积电阻率和抗氧化稳定性，调配的油品具有较低的粘度和较高的黏度指数，保证油品具有较好的高低温性和散热性，有效控制电驱动系统的温度，确保动力传递的高效性，同时，还具有良好的电绝缘性，且油品老化后电绝缘性仍较好，确保电机安全可靠运行，降低电动汽车在低温工况下的能耗损失，延长电池使用寿命。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
下述实施例中所用原料如无特殊说明，均为市场所售。粘度指数改进剂中：KRL20h剪切稳定性指数为9的Viscoplex 12-075、KRL20h剪切稳定性指数为26的Viscoplex 12-095源自德国赢创德固赛公司；复合添加剂HITEC 3080、Lubrizol GO3329源自美国路博润公司；复合添加剂Infineum T4311源自润英联公司；补强剂Irgalube 353源自巴斯夫公司，成分为二硫代磷酸盐衍生物；补强剂VANLUBE 601源自范德比尔特(北京)贸易有限公司，成分为2,5-双(叔壬基二硫代)-1,3,4-噻二唑；降凝剂Viscoplex 1-248、Viscoplex 1-300源自德国赢创德固赛公司。
实施例1
本实施例中的一种集成电驱动总成减速器用润滑油组合物，由以下表1所示的重量百分含量的组分调和而成：
表1
组分 重量百分含量
III加氢基础油70SN 68％
PAO2 15％
Viscoplex 12-075 9％
复合剂Hitec 3080 7.0％
补强剂Irgalube 353 0.2％
补强剂VANLUBE 601 0.3％
降凝剂Viscoplex 1-300 0.5％
实施例2
本实施例中的集成电驱动总成减速器用润滑油组合物，由以下表2所示的重量百分含量的组分调和而成：
表2
组分 重量百分含量
III加氢基础油70N 51％
III加氢基础油150N 36.55％
Viscoplex 12-095 4％
复合剂Infineum T4311 8％
补强剂Irgalube 353 0.05％
补强剂VANLUBE 601 0.1％
降凝剂Viscoplex 1-300 0.3％
实施例3
本实施例中的集成电驱动总成减速器用润滑油组合物，由以下表3所示的重量百分含量的组分调和而成：
表3
组分 重量百分含量
III加氢基础油70SN 49.3％
III加氢基础油100N 35％
Viscoplex 12-075 9.0％
复合剂Lubrizol GO3329 6％
补强剂Irgalube 353 0.1％
补强剂VANLUBE 601 0.2％
降凝剂Viscoplex 1-248 0.4％
实施例4
本实施例中的集成电驱动总成减速器用润滑油组合物，由以下表4所示的重量百分含量的组分调和而成：
表4
组分 重量百分含量
III加氢基础油100N 51.6％
III加氢基础油150N 27.6％
Viscoplex 12-095 12％
复合剂Infineum T4311 8％
补强剂Irgalube 353 0.2％
补强剂VANLUBE 601 0.2％
降凝剂Viscoplex 1-300 0.4％
对比例1
本实施例中的基本步骤与实施例4相同，所不同的是，本实施例的黏度指数改进剂为Viscoplex 12-115，KRL20h的剪切稳定性指数为38，由以下表5所示的重量百分含量的组分调和而成：
表5
组分 重量百分含量
III加氢基础油100N 51.6％
III加氢基础油150N 25.6％
Viscoplex 12-115 14％
复合剂Infineum T4311 8％
补强剂Irgalube 353 0.2％
补强剂VANLUBE 601 0.2％
降凝剂Viscoplex 1-300 0.4％
对比例2
本实施例中的基本步骤与实施例4相同，所不同的是，本实施例不加入补强剂，由以下表6所示的重量百分含量的组分调和而成：
表6
组分 重量百分含量
III加氢基础油100N 51.6％
III加氢基础油150N 28％
Viscoplex 12-095 12％
复合剂Infineum T4311 8％
降凝剂Viscoplex 1-300 0.4％
对比例3
本实施例中的基本步骤与实施例4相同，所不同的是，本实施例中补强剂只加入二硫代磷酸盐衍生物，由以下表7所示的重量百分含量的组分调和而成：
表7
组分 重量百分含量
III加氢基础油100N 51.6％
III加氢基础油150N 27.6％
Viscoplex 12-095 12％
复合剂Infineum T4311 8％
补强剂Irgalube 353 0.4％
降凝剂Viscoplex 1-300 0.4％
对比例4
本实施例中的基本步骤与实施例4相同，所不同的是，本实施例中补强剂只加入2,5-双(叔壬基二硫代)-1,3,4-噻二唑，由以下表8所示的重量百分含量的组分调和而成：
表8
组分 重量百分含量
III加氢基础油100N 51.6％
III加氢基础油150N 27.6％
Viscoplex 12-095 12％
复合剂Infineum T4311 8％
补强剂VANLUBE 601 0.4％
降凝剂Viscoplex 1-300 0.4％
上述各实施例产品的主要性能指标列于表9。
表9各实施例及对比例油品的性能指标数据
Figure BDA0002364518050000081
Figure BDA0002364518050000091
由表9中数据可见，实施例1～4中所得电驱动总成减速器用润滑油具有优异的高低温性能，且KRL 20h剪切后100℃运动粘度下降率小于10％，说明油品具有优异的剪切稳定性；具有较高的击穿电压，且油品老化后击穿电压仍大于20KV，高于GMNA 9986144中要求的大于12.5KV。此外，通过油品配方优化补强，尤其是本发明的补强剂的使用，使得油品具有较高承载能力和抗磨性能，磨斑直径小于0.5mm，能够满足纯电动客车集成电驱动变速器的润滑需求。
由对比例1～4的性能数据可知，在不使用补强剂，或者单独使用二硫代磷酸盐衍生物和2,5-双(叔壬基二硫代)-1,3,4-噻二唑时，FZG承载试验的指数仅为10或11，耐腐蚀保护性能也较差，这是由于现有产品主要是用于传统的乘用车变速箱，对油品承载能力要求不高，用于集成电驱动总成减速器的油品在使用过程中油温较高，且会直接接触到电机，在高温和电化学作用下复合添加剂的活性组分会与铜部件发生化学反应，因此容易导致变速器部件磨损和腐蚀。
由此可见，本发明的集成电驱动总成减速器用润滑油组合物具有优良的高低温性、剪切稳定性、极压抗磨性和电绝缘性，且粘度小，有利于散热，并可为轴承和齿轮提供可靠保护，并与密封材料和电机兼容性好，为集成电驱动总成减速器提供优异的保护，提高动力输出效率，尤其适用于纯电动客车集成电驱动变速器的润滑。

Claims (10)

1.一种集成电驱动总成减速器用润滑油组合物，其特征在于，包括以下重量百分比的组分：基础油80％～90％，粘度指数改进剂4％～12％，复合添加剂5.5％～8％，补强剂0.1％～0.5％，降凝剂0.3％～0.5％。
2.根据权利要求1所述的集成电驱动总成减速器用润滑油组合物，其特征在于，所述补强剂包括二硫代磷酸盐衍生物和2,5-双(叔壬基二硫代)-1,3,4-噻二唑的混合物。
3.根据权利要求2所述的集成电驱动总成减速器用润滑油组合物，其特征在于，所述二硫代磷酸盐衍生物和2,5-双(叔壬基二硫代)-1,3,4-噻二唑的质量比为1:1～1:2。
4.根据权利要求1所述的集成电驱动总成减速器用润滑油组合物，其特征在于，所述粘度指数改进剂为分散型聚甲基丙烯酸酯粘指剂，所述粘度指数改进剂KRL 20h的剪切稳定性指数≤30。
5.根据权利要求1所述的集成电驱动总成减速器用润滑油组合物，其特征在于，所述基础油为Ⅲ类加氢基础油或/和聚α-烯烃基础油。
6.根据权利要求4所述的集成电驱动总成减速器用润滑油组合物，其特征在于，所述Ⅲ类加氢基础油为70SN、100N或150N。
7.根据权利要求4所述的集成电驱动总成减速器用润滑油组合物，其特征在于，所述聚α-烯烃基础油为PAO2或PAO4。
8.根据权利要求1所述的集成电驱动总成减速器用润滑油组合物，其特征在于，所述复合添加剂包括清净分散剂、极压抗磨剂、抗氧剂、防锈剂、抗泡剂中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的集成电驱动总成减速器用润滑油组合物，其特征在于，所述复合添加剂为HiTEC 3080、Lubrizol GO3329或Infineum T4311。
10.根据权利要求1所述的集成电驱动总成减速器用润滑油组合物，其特征在于，所述集成电驱动总成减速器用润滑油组合物100℃运动粘度为4.0～8.0mm2/s，经过20小时KRL剪切后的100℃运动粘度下降率≤10％。
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