CN117757544A - 油冷电机减速箱传动系统用润滑油组合物及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的油冷电机减速箱传动系统用润滑油组合物,按质量百分比由以下组份组成:黏度指数改进剂0.5%‑8.0%,分散剂0.5%‑6.0%,抗氧剂0.1%‑1.0%,抗磨剂0.1%‑4.0%,极压剂0.1%‑0.7%,防锈剂0.1%‑0.5%,金属减活剂0.01%‑0.3%,清净剂0.1%‑0.5%,抗泡剂0.01%‑0.05%,余量为基础油;本发明还公开了该润滑油组合物在油冷电机减速箱传动系统中的应用。本发明采用国产煤制油基础油制备的润滑油组合物具有良好的电化学性能,且能满足油冷电机减速箱传动系统的润滑以及冷却的需求,从而可以实现油冷电机减速箱润滑油生产成本降低、基础油国产化替代的目标。
Description
技术领域
本发明属于润滑油技术领域,具体涉及油冷电机减速箱传动系统用润滑油组合物,本发明还涉及该润滑油组合物的应用。
背景技术
“力争2030年前二氧化碳排放达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和”,碳中和目标的明确将成为政策体系的顶层指引,汽车领域碳排放法规必将越发严格,这也进一步促进了新能源汽车产业继续发展。根据《节能与新能源汽车技术路线图2.0》预测2035年我国新车销售4000万台,其中50%以上为新能源车型,所以新能源车具有非常广阔的市场。
新能源汽车传动系统按照冷却方式可以分为水冷电机减速箱系统和油冷电机减速箱系统,与水冷电机相比,油冷电机能够直接冷却温度最高的绕组端部,尤其是冷却端部裸露面积更大的扁线绕组,而且能够主动冷却到内部转子部件;同时油冷电机减速箱传动系统有利于电机与变速箱的集成,也有利于电机与整车热管理系统的集成,环境温度较低时加热油品提高润滑搅拌效率、加热电池等部件提高热利用效率,因此,油冷电机相对水冷电机具备体积小型化发展的优势且技术前景十分广阔。但这也就意味油冷电机减速箱传动系统用润滑油组合物要具有良好的比热容、导热系数和电化学性能来满足油冷电机减速箱传动系统的需求。
中国专利《一种电动汽车变速箱用润滑油组合物及其制备方法》(公开号:CN107828481A,申请日:20171030,公开日:20210817)公开了一种电动汽车变速箱用润滑油组合物及其制备方法,基础油采用III类加氢基础油、聚α-烯烃基础油中的至少一种;中国专利《一种用于纯电动车变速箱的润滑油组合物》(公开号:CN105132107B,申请日:20150911,公开日:20190409)公开了一种用于纯电动车变速箱润滑油组合物,基础油采用PAO4、PAO10、III类加氢基础油中的一种或几种。上述专利的润滑油组合物均采用常见的基础油,如矿物基础油、聚α-烯烃(PAO)合成油、双酯类基础油制备,均未涉及国产煤制油作为基础油的应用,且并未记载油冷电机减速箱传动系统用润滑油组合物的重要参数,如比热容、导热系数和电化学性能。
国产煤制油不仅相比矿物基础油、聚α-烯烃(PAO)合成油和双酯类基础油具有价格优势,而且可以提供较大的比热容和导热系数,可以满足油冷电机减速箱传动系统润滑及冷却的需求。因此,开发一种以国产煤制油为基础油、油冷电机减速箱传动系统用润滑油组合物具有重要的意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种油冷电机减速箱传动系统用润滑油组合物,该润滑油组合物成本较低,具有良好的电化学性能,且能满足油冷电机减速箱传动系统的润滑以及冷却的需求。
本发明的另一目的是该润滑油组合物在油冷电机减速箱传动系统中的应用。
本发明所采取的技术方案是,油冷电机减速箱传动系统用润滑油组合物,按质量百分比由以下组份组成:黏度指数改进剂0.5%-8.0%,分散剂0.5%-6.0%,抗氧剂0.1%-1.0%,抗磨剂0.1%-4.0%,极压剂0.1%-0.7%,防锈剂0.1%-0.5%,金属减活剂0.01%-0.3%,清净剂0.1%-0.5%,抗泡剂0.01%-0.05%,余量为基础油。
本发明的特征还在于,
基础油为国产煤制油。
黏度指数改进剂为聚甲基丙烯酸酯。
分散剂为双丁二酰亚胺或单丁二酰亚胺中的一种或两种按任意比例复配。
抗氧剂为带硫醚的高分子量苯酚。
抗磨剂为丁基三苯基硫代磷酸酯,极压剂为磷酸酯胺盐。
防锈剂为液态烯基琥珀酸半酯,金属减活剂为液态三唑衍生物。
清净剂为高碱值水杨酸钙、高碱值磺酸钙或高碱值硫化烷基酚钙一种或两种按任意比例复配。
抗泡剂为甲基硅油酯。
润滑油组合物在油冷电机减速箱传动系统中的应用。
本发明的有益效果是:本发明采用国产煤制油基础油制备的润滑油组合物具有良好的电化学性能,且能满足油冷电机减速箱传动系统的润滑以及冷却的需求,从而可以实现油冷电机减速箱润滑油生产成本降低、基础油国产化替代的目标。
附图说明
图1不同种类基础油的电导率性能图;
图2不同种类基础油配制的润滑油组合物的电导率性能图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明油冷电机减速箱传动系统用润滑油组合物,按质量百分比由以下组份组成:黏度指数改进剂0.5%-8.0%,分散剂0.5%-6.0%,抗氧剂0.1%-1.0%,抗磨剂0.1%-4.0%,极压剂0.1%-0.7%,防锈剂0.1%-0.5%,金属减活剂0.01%-0.3%,清净剂0.1%-0.5%,抗泡剂0.01%-0.05%,余量为基础油。
基础油为国产煤制油,研究发现国产煤制油具有相对其他常见种类基础油,如矿物基础油、聚α-烯烃(PAO)合成油、双酯类合成油而言具有较大的比热容及导热系数,与此同时采用国产煤制油可以实现基础油国产化选择,有效降低产品成本。
黏度指数改进剂为聚甲基丙烯酸酯。
分散剂为双丁二酰亚胺或单丁二酰亚胺中的一种或两种按任意比例复配。
抗氧剂为带硫醚的高分子量苯酚。低温下苯酚类抗氧剂优于硫醚类抗氧剂,硫醚类抗氧剂高温下氧化防护性能更好,因此选用带硫醚的高分子量苯酚。
抗磨剂为丁基三苯基硫代磷酸酯,极压剂为磷酸酯胺盐。
防锈剂为液态烯基琥珀酸半酯。可以在金属表面形成一层致密的吸附膜,抑制氧气及水分对金属表面的锈蚀。
金属减活剂为液态三唑衍生物。可以通过在金属表面形成惰性化学吸附膜或形成金属离子螯合物来抑制金属离子对油品氧化的催化作用,具有抑制金属对氧化反应的催化加速作用。
清净剂为高碱值水杨酸钙、高碱值磺酸钙或高碱值硫化烷基酚钙一种或两种按任意比例复配。采用高碱值清净剂用来中和油品工作过程中产生的酸性氧化物或有机酸,阻止这些物质氧化,进而减少漆膜油泥等沉积物的产生。
抗泡剂为甲基硅油酯。
本发明油冷电机减速箱传动系统用润滑油组合物可采用常规的润滑油调和方法制备。本发明的实施例及对比例具体采用以下方法制得:将添加剂加入到基础油中,以60℃温度下调和2小时,然后维持温度不变,滴加抗泡剂,继续搅拌1小时,直至添加剂均匀溶解在基础油中。
实施例1
油冷电机减速箱传动系统用润滑油组合物,组成如下:
表1
名称 | 质量百分含量/% |
聚甲基丙烯酸酯 | 6.60 |
双丁二酰亚胺 | 4.80 |
带硫醚的高分子量苯酚 | 0.87 |
丁基三苯基硫代磷酸酯 | 0.35 |
磷酸酯胺盐 | 0.56 |
液态烯基琥珀酸半酯 | 0.42 |
液态三唑衍生物 | 0.01 |
高碱值水杨酸钙 | 0.17 |
甲基硅油酯 | 0.02 |
国产煤制油 | 余量 |
实施例2
油冷电机减速箱传动系统用润滑油组合物,组成如下:
表2
实施例3
油冷电机减速箱传动系统用润滑油组合物,组成如下:
表3
名称 | 质量百分含量/% |
聚甲基丙烯酸酯 | 8.0 |
双丁二酰亚胺 | 6.0 |
带硫醚的高分子量苯酚 | 1.0 |
丁基三苯基硫代磷酸酯 | 4.0 |
磷酸酯胺盐 | 0.7 |
液态烯基琥珀酸半酯 | 0.5 |
液态三唑衍生物 | 0.3 |
高碱值水杨酸钙 | 0.5 |
甲基硅油酯 | 0.05 |
国产煤制油 | 余量 |
对比例1
油冷电机减速箱传动系统用润滑油组合物,其与实施例1的区别在于:将基础油替换为II/III类矿物基础油。
对比例2
油冷电机减速箱传动系统用润滑油组合物,其与实施例1的区别在于:将基础油替换为聚α-烯烃(PAO)合成油。
对比例3
油冷电机减速箱传动系统用润滑油组合物,其与实施例1的区别在于:将基础油替换为己二酸酯类基础油。
性能测试:
1.不同种类基础油的电导率性能测试
油品的电导率可以准确的表示出该油品的绝缘性能,电导率越低,那么润滑油的绝缘性越好。通常通过测定油品的液体体积电阻率(ρ)的来评测油品的导电性能,电导率(G)同液体体积电阻率的关系如下所示:
式中:G表示电导率,S/m;
ρ表示液体体积电阻率,Ω·m。
根据纯电动汽车减速箱油行业标准(油冷电机)中规定体积电阻率25℃时应不小于100MΩ·m,80℃时应不小于10MΩ·m。此标准通过对电阻率大小的规定目的是对电导率大小进行限定,进而使润滑油组合物满足油冷电机对油品绝缘性能的要求。
本发明对四种不同种类基础油,即国产煤制油、II/III类矿物基础油、聚α-烯烃(PAO)合成油和己二酸酯类基础油的电导率性能进行测试,结果如图1所示,由图可知双酯类基础油(己二酸酯类)的电导率随温度增加而变化显著,即在油冷电机传动系统工作过程中的温度变化范围内,双酯类基础油的电导率不够稳定;聚α-烯烃(PAO)合成油的电导率随温度增加而出现轻微下降的趋势;矿物基础油(II/III类矿物基础油)和国产煤制油的电导率相对较稳定,且在25290℃范围内,国产煤制油的电导率会比矿物基础油的电导率更稳定。因此,可以看出国产煤制油的电导率不仅相对更低,而且随温度变化过程中电导率更加稳定,因此油品的绝缘性会更好,更适合于油冷电机的绝缘性能要求。
2.不同种类基础油配制的润滑油组合物的电导率性能测试
本发明对四种不同种类基础油配制的润滑油组合物,即实施例1、对比例1-3制备的润滑油组合物的电导率性能进行测试,结果如图2所示,可以明显看出润滑油组合物的电导率与其采用的基础油的电导率具有一定的相关性,采用国产煤制油作为基础油配制的润滑油组合物电导率相对更低,且随温度变化更加稳定,更符合纯电动汽车减速箱油行业标准(油冷电机)。
3.对实施例1-3和对比例1-3中的油冷电机减速箱传动系统用润滑油组合物进行性能测试,测试结果见表4。
表4
由表4可以看出:
(1)采用国产煤制油作为基础油配制的润滑油组合物电阻率符合纯电动汽车减速箱油行业标准(油冷电机),且高于行业标准,根据公式(1)可知电阻率越大,则电导率越低,那么润滑油的绝缘性越好,在油冷电机减速箱传动系统工作过程中安全性得到极大提升;
(2)采用国产煤制油作为基础油配制的润滑油组合物的导热系数也要高于其余基础油配制的润滑油组合物,更有利于传热降温;
(3)采用国产煤制油作为基础油配制的润滑油组合物的运动粘度和黏度指数维持在行业标准范围内,通过测定产品的100℃和40℃运动黏度,可以预测该产品的流动性,可以使润滑油组合物在工作过程中使油膜厚度稳定,进而保证油品的润滑和冷却等效果;
(4)低温动力黏度是表征油品在低温、高剪切速率条件下所测得的内摩擦力大小的量度,采用国产煤制油作为基础油配制的润滑油组合物具有良好的低温特性,满足低温车况下的工作需要;
(5)铜片腐蚀是新能源油冷电机减速箱传动液的一项重要指标,因为传动部件很多采用铜材质。通常对油品的铜片腐蚀要求都为(150℃,3h)测试,结果不大于1,采用国产煤制油作为基础油配制的润滑油组合物满足行业标准的要求。
综上所述,本发明实施例中以国产煤制油作为基础油制备的油冷电机减速箱传动系统用润滑油组合物具有良好的比热容、导热系数以及电化学绝缘性能,并且经应用测试证明该润滑油组合物可以满足油冷电机减速箱系统的润滑及冷却需求。
Claims (10)
1.油冷电机减速箱传动系统用润滑油组合物,其特征在于,按质量百分比由以下组份组成:黏度指数改进剂0.5%-8.0%,分散剂0.5%-6.0%,抗氧剂0.1%-1.0%,抗磨剂0.1%-4.0%,极压剂0.1%-0.7%,防锈剂0.1%-0.5%,金属减活剂0.01%-0.3%,清净剂0.1%-0.5%,抗泡剂0.01%-0.05%,余量为基础油。
2.根据权利要求1所述的油冷电机减速箱传动系统用润滑油组合物,其特征在于,所述基础油为国产煤制油。
3.根据权利要求1所述的油冷电机减速箱传动系统用润滑油组合物,其特征在于,所述黏度指数改进剂为聚甲基丙烯酸酯。
4.根据权利要求1所述的油冷电机减速箱传动系统用润滑油组合物,其特征在于,所述分散剂为双丁二酰亚胺或单丁二酰亚胺中的一种或两种按任意比例复配。
5.根据权利要求1所述的油冷电机减速箱传动系统用润滑油组合物,其特征在于,所述抗氧剂为带硫醚的高分子量苯酚。
6.根据权利要求1所述的油冷电机减速箱传动系统用润滑油组合物,其特征在于,所述抗磨剂为丁基三苯基硫代磷酸酯,所述极压剂为磷酸酯胺盐。
7.根据权利要求1所述的油冷电机减速箱传动系统用润滑油组合物,其特征在于,所述防锈剂为液态烯基琥珀酸半酯,所述金属减活剂为液态三唑衍生物。
8.根据权利要求1所述的油冷电机减速箱传动系统用润滑油组合物,其特征在于,所述清净剂为高碱值水杨酸钙、高碱值磺酸钙或高碱值硫化烷基酚钙一种或两种按任意比例复配。
9.根据权利要求1所述的油冷电机减速箱传动系统用润滑油组合物,其特征在于,所述抗泡剂为甲基硅油酯。
10.根据权利要求1-9任一项所述润滑油组合物在油冷电机减速箱传动系统中的应用。
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