柴家同：应和未来变速器设计的工程润滑油技术

　　中国汽车工程学会联合中汽翰思管理咨询公司于2010年4月23日-24日、第十一届北京国际汽车工业展览会期间，在北京国家会议中心举办“2010国际汽车自动变速器技术及中国产业化研讨会”。搜狐汽车全程报道。

　　路博润公司技术经理柴家同博士：首先感谢会务组和大会主席，给我们一个机会，首先我纠正一点，我现在还不是一个博士，纠正一下。在之前呢，我想各位专家都是主要集中在硬件的设计，包括变速箱未来的趋势和发展，下面我说一句，欢迎大家来到流体的世界，上一个Richard Tamba先生部分说了一线油品的问题和趋势，下面我会从油品的角度去讲述一下，整个行业的一个特点，发展趋势，以及未来发展的特点，以及路博润公司在行业做的工作，等等的相关的问题。首先呢，我是会讲几个方面的问题，第一个讲一下全球的变速器的趋势，包括市场的驱动力，包括硬件的驱动力，包括硬件的发展等等，我想这两天的会议，各位专家和公司做了很多介绍，我们只是想从我们的角度，从我们油品的公司，或者天然气公司的角度，怎么理解这个趋势，和这个趋势对油品产生的影响。接下来我们介绍一下路博润公司在AT、CVT方面技术的发展，我们着重介绍一下具有燃油经济性的平台，以及我们在高黏度指数的技术的一些测试的数据。那么最后一部分是我会讲DCT，DCT现在是一个非常热的话题，每个人都在谈，从油品的角度讲，如何开发一个好的油品，满足新的硬件的需求，最后是一个小的结论。

　　这是一个简单的表，就是说可以看到全球的变速器的市场份额，现在那么和未来五年之后，会是什么样的水平。分为这么几个，AMT、DCT，我们这个数据基于很多行业的报告，以及我们自己的数据。各位行业的专家，如果有不同的看法尽管提出来。在未来MT还是市场主导的份额，AT仍然会有降低，但是AT份额还是很可观，DCT在未来会是非常好的一个领域去开发变速器，以及它会在未来2015年占有大概10%的市场份额，这是全球的一个观点。

　　下面我会简单讲一下全球的OEM硬件方面的发展，以及它的驱动力，这个主要的驱动力来源于整个市场，我们整个汽车行业是一个竞争非常激烈的市场，那么现在就是说，所有的汽车行业都在里面做一个激烈的竞争，他们需要去赢得消费者的认可，扩大一个市场份额，这个需要在一些很多的方面，做一个改进，去迎合消费者的 需求。比如在质量和换挡方面做一个提升，同时做个全球发展的趋势，燃油和二氧化碳的排放是一个话题，我们有责任和汽车行业一起，在改善燃油经济性方面，并兼顾耐久性做一个发展。为什么强调这个呢？因为效率和耐久性其实是矛盾的话题，你提高燃油经济性，可能就会影响到你的耐久性，整个硬件和油品的寿命，我们希望兼顾这两个方面，开发好的油品，满足这两个需求。从AT到CVT来看的话，从目前的四速，五速，包括现在用到八速，这是一个趋势，追求两个方面，一个是燃油经济性了，还有一个是好的换挡的感觉，跟发动机更好的匹配。基于这样的出发点，OEM在设计的时候，第一个减少离合器片的片数，这样来减轻整个发动机的变速器的质量。那么这样的话，就需要这个油品呢，需要更高的扭矩特性，和承载能力，因为它片数减少以后，整个工作的温度都更加苛刻了，我们需要油品这方面性能加强。那么就是说，同时还需要使用一些热稳定性更好的离合器的材料，所以在油品方面，也有一些相应的变化。CVT更倾向于装在功率不大的车上，目前来看现状的话，还是以小型车为主。

　　由此种种变化带来的现象就是说，润滑油操作的温度是提高了，包括油底壳的温度和油箱的问题，这个给我们带来了很大的挑战。大家知道运动车非常普及，AMT在欧洲有非常好的应用前景和发展的前景。性能是兼顾了舒适和运动，在设备上投入比较小，因为它不需要去做很大的投资，建一个新的厂，可以把现有的厂做一个改进，用于生产DCT，所以这个投资上是一个很大的优势，所以在欧洲，OEM在谈论，在北美谈论的比较少，因为北美是一个AT的市场。干式离合器大家在谈，从市场份额来看，湿式占主导的地位。所以综上所述，包括AT，CVT和DCT的发展，油品首先是不能降低零部件的寿命和耐久性，其次呢，它需要一个低黏度的油品，来满足燃油经济性和提高它的效率，这本身是一个挑战，我想这是我们行业的挑战，去完成这个任务。

　　根据前面我讲到的OEM硬件的趋势，因此产生了油品的趋势，大概是这样的。首先低黏度的油品会占到一个主导的地位，这个主要是由AT驱动的，包括现在的六速，甚至更高速比的AT的话，是现在的OEM的规格向低黏度发展，包括低温性能，这儿有一个指标，黏度基本上小于一万三这样的水平，运动黏度大概在5.4到6.2之间，相对于传统的AT，这是有很大的降低。目前的话，CVT和DCT的黏度，还是在传统的范围之内，七到八之间，业内普遍谈论低黏度化的趋势。同时我们认为需要一个更高的黏度，主要考虑到耐久性的需求，需要在剪切之后，有一个比较好的能力，能保持零部件的摩擦和磨损，更好的剪切稳定性，主要针对CVT，因为大家知道CVT主要是金属和金属之间的摩擦，它带来的搅动和对油品的抗泡性能非常苛刻，去确保CVT工作的正常。

　　还有一个很大的方面就是说摩擦，以及抗抖动的耐久性，这是一个英文，那么针对这一点呢，我们需要一般更好的摩擦稳定剂，主要要平衡两个方面的性能，一个是高的金属和金属之间的摩擦，因为现在是金属和金属之间的接触，之间的摩擦，需要考虑这两个之间的摩擦特性，摩擦系数的改变，以及需要考虑的是抗抖动，耐久性，我们因为这个抗抖动，耐久性，这是一个性能的要求，耐久性需要长时间保持这个能力，这是一个挑战。还有一个是磨损/极压的保护，我们采用低黏度的油品，油膜的黏度和厚度会受到影响，你的黏度变小，同时你的工作环境在变得更加苛刻，所以这时候我们需要一个更新的一些科技，更新的一些发明，来满足这样的需求。尤其是对DCT来说，刚才上一个话题，也简单说了一下，DCT介于两个方面的特点，一个是有齿轮，有传动，同时还有一个摩擦片，有AT的一些摩擦特性有要求，所以磨损保护来说，对DCT来说，是一个非常大的方面的一个考虑。同时呢，因为在前面讲趋势的时候，我说了就是说，因为硬件的变化，导致整个行业变速器的油温提高了，需要更好的稳定性，这是一个。

　　这一张是比较枯燥一点，这是我们公司在十年二十年期间发展的三个不同的技术平台的基本的特点。在第一代平台，大概从1980年到1992年这个期间，油品类似，都是高黏度的油品，黏度在七到八之间，一些行业标准，像通用的DEXRON，福特的MERCON这样的规格，它关注的是齿轮的磨损，新变速器的抖动，新变速器的抖动主要说的是DCT。在第一代DCT的产品，在很短的时间内，甚至新的变速器，在使用五千公里之内，会发现很严重的变速器换挡抖动，我们行业会面临同样的问题，因为当时天然气设计的特点，以及保湿能力不够造成的问题。所以在那个时代，第一代产品的话，大家关注DCT抖动的问题。包括还有后面铁和金属的腐蚀的保护，是第一代产品关注的性能特点。从1993年开始一直到2005年，基于一个是OEM的需求，或者整个市场，整个最终客户对性能的需求的提升，我们开发了一个第二代的产品，这是三速到四速的变速器，这个规格像通用的规格。第二代产品跟第一代产品相比的话，除了前面提到的性能之外呢，还有更关注抗氧化稳定性，关注摩擦稳定性，关注包括它在磨损保护方面也比第一代产品有所提升。那么第三代产品从2006年，这是比较新了，到现在基于最新的一些OEM发展的需要，包括五速到八速的AT的开发，包括DCT的一些开发，所以说整个OEM的规格也在提升，包括通用非常有名的，大家都知道，包括丰田的WS去取代他之前的TE4这样的规格。

　　关注的一个是抗抖动，耐久性，我这儿强调的是。再一个是扭矩容量，还有一个是摩擦耐久性的改进，然后一个磨损的性能。这一代产品的话，主要关注在换油期，基于这一点的话，我们强调的是抖动的耐久性。现在没有面向市场，是我们下一代的产品，黏度非常的低，是四到六之间，这是低黏度的油品，最大化把燃油经济性和耐久性进行一个平衡，在不损失耐久性的前提下，获得最大的燃油经济性，这是下一代燃油开发的主要关注点。

　　一定是一个低黏度的油品，黏度非常低，比第一代，甚至比第三代产品低很多，它的低黏度具有很好的剪切稳定性，以及对轴承的保护比以前提高了。接下来我详细介绍一下我们新一代的技术。

　　我们第三代，或者第四代的产品，主要是基于多功能的分散剂，不光是有分散性能，还有腐蚀，抗摩，以及提高了摩擦控制能力，还有新一代的摩擦改进剂，就是说能够兼顾耐久性和抗抖动性能，靠这个来实现它的功能。那么我们使用了新一代的或者下一代的摩擦材料，来实现这样。

　　接下来一个关键的部分是抗摩添加剂，提高了保护，从而允许整个油品的黏度做到更低，获得更大的燃油经济性。还有一个是黏度指数改进剂，优化了增稠和剪切的稳定性，这个组合使得我们新的技术，实现特别低的黏度，同时又能不损失它的性能。

　　这是一个著名的实验，业内非常有名的实验，用于评价耐久性和抗抖动性能的台架，大家看纵坐标应该是越高越好，我们的路博润的产品，可以看到这个性能上比现有的第三代产品高很多。如果比之前的那些市场上的参比油的话，更是有一个非常明显的提升。

　　这张图表是通过蜘蛛图站住性能的差异，图表占的面积越大，肯定油品越好，从这个图可以很直接看到，主要性能的差异，以及性能的平分，不详细说了。

　　现在看看现在的一些主要OEM的装车和黏度的特点。我们列举了几个著名的OEM，一个是福特的，一个是丰田的T4，它的黏度大家可以看，大家都是在7.3，这是第二代产品，那么5.45，6左右，是第三代的产品，为什么把20黏度列出来，我们相信20黏度是油箱的温度，这个黏度被经常用来测试整个变速箱的效率的指标，我们的目标是降低20度黏度来实现燃油经济性的提升。40度的剪切，对自动变速器的AT的泵保湿能力非常重要，相当于六万英里的使用，大概是这样的状况。这个是一个新一代产品的一个，我们使用了我们第三代的超低黏度的技术的AMT的列表，这个新技术，我们看到一百度黏度是4.25，非常的低，同时它的20度黏度也非常的低，跟我们纵轴是两个新的技术的话，是第三代的产品，也是具有一个很好的耐久性和燃油经济性的平衡，这个是我们用在当前的一些OEM的规格的技术，那么新技术是面向未来的技术。

　　大家可以注意到有一个很有趣的现象，就是我们在一百度黏度，除了我们新技术以外，都是在五以上，这是为什么呢？因为当前的AT的设计，它的泵如果你的一百度黏度低于五的话，泵出现很严重的泄漏，会导致变速器的失效，现在的技术，丰田是算最极端的一架AM，它的黏度规格在接近5了，已经是，但是还没有做到5以下，因为当前的泵的设计，不允许使用超低黏度的油品。

　　下一页就是我是想展示一下，我们做的一些实验，去展示一下我们在燃油经济性方面，在效率方面的一些提高，我们采用的是丰田的卡罗拉的车，五速的AT前驱，我们测试了三个油品，第一个是丰田的WS的装车油，我们的新技术的2油品，还有我们丰田的新一代产品叫T4产品，我们实验的循环，是采用了我们自己的室内效率实验，这个实验是基于北美CAFE国家实验的一个改进，那么这个油温曲线在负十度到二十度，为了保证连续性和一致性，每个油品测试了五次，通过这个实验来看我们这个新技术，在燃油经济性方面一个提升的一个尺度。

　　这张表列了几个主要的油品参数，那么WS这个油品的话，黏度一百度是5.5，我们两个流量在日本采了一个油量，在北美采了一个油量，都是5.5，都是传统的高黏度的油品，我们的新技术也测试了，大概是四个循环。第一个是高扭矩低速的循环，第二个是怠速的循环，第三个是模拟的四十公里每小时的驾驶情况，第四个是六十公里，速度更高一点。下面几张图表会分别根据这四个驾驶循环来展示一下燃油经济性的提高。这个纵坐标我想说明一点，我们大家不要看这个数字，15%并不代表它这个燃油经济性会提升15%，只是一个相对值，想让大家更关注这四个曲线之间的能力。

　　在怠速阶段的话，实际上我们的新一代的产品的话，其实优势并没有那么明显，反而是丰田的T4比那个传统的蓝颜色的曲线的话，有一定的提升，这是为什么？因为是怠速的情况下，整个的油品在变速器里面并没有一个完全的去叫浸泡也好，或者完全实现它的作用，所以在低速的时候，低黏度油品发挥的作用并不是很大。这是一个带负荷模拟的，是一个高扭矩低速的工况，我们看到丰田的WS和T4的差异很大，我们的油品大概的表现跟成品油非常接近的。这说明就是说，在这个工况之下的话，因为是高扭矩和低速的情况下，同样跟怠速是类似的，在这个工况之下发挥的作用非常有限。这张图看出差异来，整个变速器的循环加快，油品起作用的发挥的余地越来越大，在这个工况下，模拟的曲线的话，我们可以看到粉色的油品非常明显的提升，效率有非常明显的提升。同时呢，根据黏度的变化，四种油品也都有一个明显的提高，但是粉色我们最新的技术，是一个提升最大的。说明在这种驾驶的工况之下，黏度是非常关键的影响因素。我们再加速，我们加到六十公里，那么这个变化更加明显，就是说，我们粉色的曲线，我们新技术，可以看到这个整个的差异跟这个下面的曲线的差异越来越大，这说明一个趋势就是说，在正常驾驶的工况之下，低黏度油品有非常好的贡献，这是大概的结论。

　　前面讲到面向未来的新技术，面向现在的技术就是说，这里面一个是我们使用了第四代的我们的新技术，叫聚合物，VM的技术，我们可以看到它的特点就是说，虽然它的一百度年度，跟我们的最新的技术2相比的话，还是比较高的，但是它的二十度黏度，比这个丰田的T4和WS要好很多，就是它在高，它的特点就是在一百度黏度下，黏度是一个高黏度的油品，就是说，这个意味着什么呢，意味着他能兼顾着燃油经济性，以及它的耐久性，二十度的时候，是黏度非常的低，实现了燃油经济性，同时在高温的时候，黏度保护的非常好，对磨损的保护会有一个非常好的表现。

　　这一页不知道，因为都是汽车行业，所以我们展示一下新技术。是一个我们新的发明，就是说一个跟传统的线性的PMA的产品相比的话是一个新型的，能够有很好的效率，以及它的剪切稳定性非常的好。从这张图开始我们讲一下高黏度油品的优势，在燃油经济性方面的提升，以及在耐久性方面的变化。这也是一个，这三个曲线可以看到就是说，分别是一个传统的油品，以及高黏度和低黏度的油品，从横坐标的右边开始，我们看到燃油经济性的贡献，因为在这个传统的区域的话，工况不是非常的恶劣，温度非常低的情况下，磨损不是一个主要的考虑。所以说，我们是希望一个油品在低温之下，能够尽情地提升它的燃油经济性，在高温的时候，要保证它的耐久性，这是我们想要的趋势，可以看到高黏度的油品，这个曲线越平缓，也是越好的。

　　这是我们测试的几个我们调的两个流量，用来测试福特的油品的效率。我们可以看到粉色的曲线是我们的低黏度油品，在低温之下黏度非常的低，非常平缓，这是一个很好的曲线，同时在这个福特做实验的话，它的燃油贡献是0.8%。下一个是我们测试了一些奔驰的，我们NEDC是一个新一代的驾驶平台，我们用了奔驰的一台车，叫七速的变速器，模拟了城市路况，以及郊区的驾驶，同时得出了结论就是说黏度指数越高，对燃油的经济性贡献非常可观，大概是3.49%。因为时间关系，我简单讲讲DCT方面。DCT的话，它的特点大概是这样的，它兼有AT和MT的特点，必须满足AT的湿式离合器的特性，同时必须提供齿轮和轴承的承载能力，以及磨损保护能力。而这张图表列出来主要的性能，主要包括一些好的黏度特性，稳定性非常好，同时因为有湿式离合器，所以抗抖动的耐久性，同时对同步器提供比较好的一个磨损保护，同时对齿轮和轴承也要有好的承载能力，因为有好的密封材料，要有很好的防腐性。

　　这是一个摩擦耐久性的平衡，需要因为有离合器和同步器的存在，所以我们要考虑摩擦的特性的要求，那么这些接下来我通过一些实验简单地展示一下。这是一个测试摩擦性能的曲线，那么这个曲线的话，越往上越好，而且越平越好。我们看到很多产品，市场上出现的DCTF，耐久性很差，摩擦性能发生了很大的变化，不适合继续使用，必须去换油，我的产品大概在一万四千里，还是比较平稳的曲线，这是表明了摩擦耐久性的概念。这是同样的性能，是不同的实验测试的，可以看到我们的参考油，市场上可见的油品的话，在八千米左右，发生了很明显的变化。

　　还有齿轮保护，我们在业界有实验测试，齿轮模拟实验，表明抗磨损保护能力越好，这个实验是一个轴承的实验，我们也是要进行相应的实验，来测试对轴承的保护。最后是一个总结，现在不管是OEM也好，我们整个世界在关注效率，或者是燃油经济性，我们希望通过加强设计，提高硬件，来满足获得好的燃油经济性。那么我们就是说，在润滑油行业，或者天然气行业，需要相应地开发一个新的油品，或者新的技术，去满足硬件的变化，在满足燃油经济性的同时，也提高它的耐久性。我们的第三代，第四代产品的话，需要有比较好的耐久性，我们针对很多种摩擦材料，都在做实验，同时又非常好的摩擦保护的能力，在北美和亚洲，做了非常好的实验，来验证这方面的性能。那么最后呢，就是说，我们简单介绍了一下我们第四代的黏度指数，能够提高燃油的效率，同时呢，它的对一百度黏度的保持，也是有一个非常好的贡献。那么双离合变速器的设计呢，需要油品上满足以下的性能，一个是湿式离合器的耐久性，还有抗抖动的耐久性，同时包括稳定性。我们的DCT的C平台的话，实现燃油经济性，具有最优化的设计，同时延长变速器的寿命，降低成本，以及对环境的影响。（掌声）

　　王振榕：没有提问。

　　提问：刚才专家介绍了一下耐久性，我也是搞油品，你是指变速器的耐久性。

　　柴家同：指油品的耐久性。

　　提问：你耐久性是用变速箱一般是终身油或者半终身油，暴露出了很多油品方面的问题，昨天讨论了很久这个问题，这里讲了很开发的油品，对旧油品进行过跟踪没有，耐久性以多少年为准，而且评价方法是用什么方法，比如是理化方法还是。

　　柴家同：这个问题非常好，我们第一个会有大量的行业的台架实验评价，这是模拟实验，有可能针对摩擦片，有可能针对变速箱，当然不能真实的反映一些实际的情况，所以我们认为就是说，最真实的模拟，评价通过停车实验，在真实世界的实验，判断耐久性的变化。

　　提问：你不是用模拟，做完以后有一个跟踪，跟踪以后怎么判断它的变化，比如什么地方不合格了。

　　柴家同：我们的实验有一系列的方法，包括实验之后的对硬件的评分，或者我们在使用过程中，如果失效就终止实验，没有失效，做到目标设定的换油期，性能分析，变化的曲线，同时看整个硬件的评分情况，这是行车实验的情况。我们业内有非常好的实验，测它的性能，有一个曲线，有一些线值，这是行业的经验。