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雅富顿:电动变速箱油的设计

2022(第七届)中国润滑油技术创新及行业发展论坛
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摘要:电动变速箱油解决方案不一定要通过使用越来越多的添加剂来实现和谐。相反,另一种策略是减少传统性能成份的使用,让那些提供新性能的成分大放异彩。
专用的电动变速箱油
尽管传动系统的电驱化程度不断提高,一些制造商仍在使用现有的润滑油来冷却和保护变速箱和电机
 
对于希望避免使用专用的电动变速箱油 (ETF) 的OEM来说,经验证性能的电动变速箱油对其具有吸引力。
 
不过,混合动力和电动汽车的快速发展带来了更多的油品需求及更大的性能改善的机会,两者都不容忽视。
 
电机更高的功率和转速需要更好的冷却:油液需要具有合适的导热性和粘度特性。虽然直接冷却是最有效的,但当润滑油与电机部件接触时,自动或手动变速箱油不需要的特性此时就变得尤为重要。
 
油液的导电性、电阻和击穿电压等电气性能都必须合适。油液呈液相和气相时,必须优先考虑与电机及相关电子产品中的铜、银、锡,以及塑料件等高敏感材料的兼容性。
 
在使用混合动力专用变速箱(DHT)时,由于没有液力变矩器和启动离合器,齿轮和轴承之间的传递能量会更高,这样会大大增加部件磨损的风险。
 
除了效率之外,OEM还希望延长换油周期——最长达到 40万公里。油液老化也是一个主要因素:优异热稳定性和氧化稳定性可以使润滑油在较长时间内不分解失效, 这对于确保在换油之前保持电气兼容性和抗磨损性能至关重要。
 
这些新要求意味着,仅通过现有的行业测试已经无法满足电动化变速箱油产品的开发需求了。要在可靠性和使用寿命等全面使用性能之间寻求平衡,意味着在系统开发的早期阶段即需要与设备原制造商密切合作,根据原型硬件设计出更为适合的润滑油测试,以便更好地预测实际应用中的性能。
 
化学配方和谐
 
对电动变速箱油提出更多的要求后,更高的加剂量似乎是不可避免的。但这类似于要求管弦乐队为了听起来更好而大声演奏一样。在DHT和电动驱动器中,对润滑油提出了一些新的性能要求,而其他传统的要求可以被忽略。为了实现这种新的平衡,需要采用不同的风格和方法改变配方,类似于让小提琴安静下来,这样才能更好地欣赏长笛独奏。
 
雅富顿化学公司高级研发顾问 Susie Hurley 博士说:“电动变速箱油解决方案不一定要通过使用越来越多的添加剂来实现和谐。相反,另一种策略是减少传统性能成份的使用,让那些提供新性能的成分大放异彩。”
 
1.测试将一款传统变速箱油与一款应用于演进中的DHT和电驱系统,性能经改良的油液进行了比较。
测试数据(图 1)对比了完全配方的变速箱油和改进后的变速箱油的FZG承载能力,以更好地强调不断发展的DHT和电驱系统应用的性能要求。虽然没有实现完全平衡和优化,但在故障时,齿轮保护显示小齿轮扭矩显著提高了123% (+166Nm)。而且电阻率和氧化性能也得到了改善。
 
硬件的发展速度意味着当今新型润滑油的使用寿命可以短至12-36个月,而不是通常的6或7年。OEM必须进行定期评估并与添加剂合作伙伴讨论油液和油液测试是否仍然符合要求以及在性能达到适当平衡后出现的任何新机会,这一点至关重要。
 
定制润滑油与最新的硬件一起开发和测试,传统润滑油的性能无法与之相媲美。与供应商保持密切的合作伙伴关系可以确保ETF能够让OEM在不受阻碍的情况下继续推动传动系统设计的发展。
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