關于“康沃德”系列產品對機械設備、車輛動力、排放、環保節能的報告
添加時間:2020-06-26
摩擦學普遍存在于現代設備工程中、據專家測算世界能源的30%-40%消耗于有害的摩擦損耗中,因此在設備管理中,改變動力機械的潤滑質量、減少磨損,減少無功消耗就是節省能源的有效措施。
美國機械工程學會(ASME)的潤滑油學會1977年冬發表《搞好潤滑與摩擦的節能策略》報告指出,美國的潤滑和摩擦方面節能潛力總值為美國能耗總值的11%,約合160億美元。其中公路運輸7.4%,約110億美元;透平機組占0.5%,約7.5億美元;工程機械2.8%,約42億美元。加上機械可靠性提高,耐用壽命和檢修延長而取得5倍于直接節能的費用,綜合效益達600億美元。
一、潤滑油及添加劑在國際、國內使用現狀
1.隨著摩擦學理論進步和潤滑油基礎油、添加劑的提升改進,經過30多年不斷創新和引進吸收,我國的工業設備質量大幅提升,同時潤滑油基礎油和添加劑實現了質的飛躍?;具_到國外潤滑油和添加劑的水平。但是產品質量仍有差距,尤其是高檔潤滑油添加劑仍掌握在國外幾大公司手中,如杜邦、殼牌、美孚等。據2019年11月召開的全國石化與特種油大會數字統計,目前國內90%的高檔復合添加劑仍然在外國公司手里份額占添加劑的10%,而利潤卻占90%。
對于抗磨、減摩添加劑,主要是硫、磷化物,硫化異丁烯已使用幾十年而不衰、而ZDDP更是不可替代,而磷化物配方國外公司則嚴格保密。以美國杜邦公司為例, 它是最先開發磷劑的大公司,目前廣泛使用一種磷酸酯就是它發明的。目前所使用的潤滑油復合劑添加劑是由極壓抗磨劑、抗氧是、抗腐蝕劑、減摩劑、清凈分散劑復合而成。添加量大,復配復雜。高硫、高磷、高氮含金屬等,具有易沉淀易污染等不利因素。
2.在節能和環保法規的壓力下,潤滑油正朝著低磷,低硫、低灰分,更強減摩、抗磨性能發展,國際潤滑劑標準和認證委員會和美國石油協會的API系列規格均對發動機油的抗磨性、抗氧化性、燃油經濟性提出越來越高的通過標準,且要求在降低磷、硫含量前提下,進一步提高油品的抗磨、減摩性能。目前無磷、無硫類摩擦改性劑主要包括無灰有機摩擦改進劑和有機鉬摩擦改進劑,均且有較好的抗磨、減摩、抗氧化及腐蝕抑制性能。無灰有機摩擦改進劑含有羥基、胺基、酰胺基、不含金屬元素、此類較典型的是甘油酯類;有機鉬改進劑,主要有鉬酸酯類、鉬酸胺類,兩種典型產品都在國外。
二、“康沃德”系列產品開發、應用
能否研制開發出一種產品,使其具有多功能性。為此,山東康沃德能源有限公司聯合山東大學國家膠體工程技術中心,經過多年研發創新,利用自主研發的液體納米技術成功開發出一種集多種功能于一身的添加劑。它具有優良的極壓抗磨性、良好的抗氧化性、以及清凈分散性和抗腐蝕性,因此它即是一種抗磨,也是一種清凈分散劑、抗氧、抗腐蝕劑、油性劑、防銹劑、抗氧防膠劑,并且和其它添加劑有較好的復合效果。
2015年八月,公司注冊商標“康沃德”潤滑油及燃油改性劑系列產品上市(汽、柴油改性劑、潤滑油修復劑、船用燃料油改性劑)經幾萬輛車和不同設備使用,使用效果非常明顯,動力明顯,增強、噪音明顯下降,延長油品使用周期,尾氣排放大幅度降低,并且有明顯節油效果;工業設備潤滑油中使用也體現出優良的降噪、抗磨減摩、節能效果。
(一)、在潤滑油中的功能特性
“康沃德”潤滑油納米修復劑是由有機納米粒子和無機納米簇復配的油性添加劑。其具備以下特性:
1、按一定比例加入潤滑油油樣,可降低油樣運動粘度和表面張力,提高清凈分散能力;
2、可顯著提高潤滑油的極壓抗磨性能,降低磨斑直徑;
3、與潤滑油其他抗磨添加劑如硫化異丁烯,ZDDP有明顯協同作用;
4、有一定的防銹作用,兼具腐蝕抑制劑功能,可代替部分腐蝕抑制劑;
5、熱氧化安定性好,對油品的其它性能無不良影響,具有和其它添加劑品種很好配伍性;
6、無硫無氮無金屬,有效降低潤滑油中的硫,磷含量,減少排放和污染;
7、使用該修復劑后,設備動力明顯增強,噪音明顯降低,潤滑油使用壽命延長。
(二)、潤滑油中應用的優勢
1、在工業潤滑油中的應用
按一定比例(千分之八左右)加入工業潤滑油中,納米修復劑在潤滑油中有著很高的分散性、極壓抗磨性、抗氧化性和抗腐蝕性。在摩擦過程中納米束微粒受摩擦熱的誘導而在磨損表面形成的“微區團固體”修復層,從而實現磨損部位的自修復,有機納米粒子具有極強的絡合能力,與金屬表面形成較強的油膜(化學反應膜),從而改變傳統潤滑油物理吸附膜的潤滑概念,在重負荷下仍然可以實現膜與膜之間摩擦,使潤滑油具有優異的極壓抗磨性能,熱穩定性極高,能夠保證齒輪和軸承摩擦面清潔干凈,既使在惡劣負載條件下亦能有效防止磨損,保護齒輪和軸承,提高了功率及傳遞效率;優良的抗氧化性有效減緩了氧化過程,并且可以在酸性條件下起到抗腐蝕性能,延長了潤滑油及設備使用壽命。大幅降低磨擦力,減少摩擦熱,起到節能、增效、抗磨、降噪功能。
2、在車用潤滑油中的應用
使用該液體納米材料的汽、柴油車潤滑油與傳統潤滑油相比優勢體現為:
雙模保護,顛覆傳統:徹底顛覆了傳統的物理吸附油膜潤滑保護方式,該產品加入發動機后,帶負電荷的納米分子與帶有正電荷的金屬表面相吸,完全填充金屬表面的微孔,形成強度極高的納米分子化學反應膜,從而在金屬表面形成化學反應膜與物理吸附油膜的雙模潤滑模式。
減摩降噪,極壓、抗磨性能成倍提高:化學反應膜的形成,使原有的金屬間摩擦變成膜與膜之間的摩擦,減少鐵屑產生,大幅降低摩擦阻力,降低摩擦熱,從而使噪聲降低,油溫下降,延緩油品氧化,與傳統的潤滑油相比,其極壓性能提升了3-4倍,摩擦面減少16倍。
清除積碳并防止積碳再生:該液體納米材料在修復發動機金屬表面的過程中,細微的納米分子優先與發動機積碳中的碳原子結合,不斷稀釋分解發動機原有的積碳,分解完成后,納米分子將直接在金屬表面形成極強的絡合反應膜,該模外側無極性,使有極性的雜質無法吸附在金屬表面,從而產生了持久保護,持久潤滑的極佳效果。與傳統潤滑油相比,從根本上杜絕了積碳的再次形成。
動力強勁,高效運行:由于金屬表面得到處理,減少了摩擦和磨損,修復發動機缸體劃痕,增加密閉性,恢復氣缸壓力,發動機動力更加強勁。使得發動機始終保持高效運行的狀態,提高功效,延長發動機使用壽命;同時隨著密閉性增強,可以減少機油的非正常消耗。
環保、節能、減排:該液體納米材料無硫無氮無金屬,本身就是環保新材料;其獨特性能,可提升發動機動力、高效運轉,增強密閉性,減少排放。在各種車輛測試:提升動力達10%到20%,節能達5%到10%,減排達30%到40%。
案例:在山東金球新能源科技股份有限公司出品的SL 10W40型汽機油配方中測試,將原配方中9325G(進口復合添加劑)由6.8%減少一半至3.4%,同時添加“康沃德”石墨納米分子潤滑油修復劑1.2‰進行對比測試,測試數據如下:
原配方測試數據:
SL 10W40 配方
二類加氫500N 17%
三類加氫150N 66%
T614 9.5%
9325G 6.8%
942P 0.4%
2#消泡劑 0.02%
成膠板實驗結果:
鋁板漆膜判斷為;3級
鋁板質量增重;0.0129
鉛腐蝕失重;0.0002
旋轉氧彈結果: 356分鐘
抗磨四球機測試: PB100 PD250
添加“康沃德”納米分子修復劑數據:
SL 10W40 新配方
二類加氫500N 20%
三類加氫150N 66.5%
T614 9.5%
9325G 3.4%
942P 0.4%
2#消泡劑 0.02%
液態納米復合劑 0.12%
成膠板實驗結果:
鋁板漆膜判斷為;3級
鋁板質量增重;0.0033
鉛腐蝕失重;0.001
旋轉氧彈結果: 402分鐘
抗磨四球機測試: PB107 PD250
根據上述測試數據看到:一是添加了液體納米復合劑的新配方成膠板實驗的鋁板質量增重0.0033克,較原配方測試鋁板質量增重0.0129克大幅降低了390.9%,也就是說添加液體納米復合劑后的產品高溫結焦性大幅降低,熱穩定性大幅提高;二是新配方的旋轉氧彈時間402分鐘也較原配方356分鐘有所延長,說明液體納米復合劑有較好的抗氧化性能;三是極壓抗磨四球機試驗結果 PB值略有提高, PD值相同,說明該復合劑具有很好極壓抗磨性。以上三方面數據都是高端潤滑油的重要指標,也就說明液體納米復合劑是一款優良的,可以大幅替代進口復合劑的潤滑油復合添加劑。
(三)、在汽、柴油、燃料油中的特性及應用
“康沃德”燃油改性劑是將液體納米新材料作為調和汽、柴油的添加劑使用。其特性:一是作為汽油添加劑使用時,可以起到提高馬達法(道路)辛烷值,清凈分散,抗靜電,改變油品霧化效果,燃燒中分解增氧等作用;二是在柴油添加劑中,可以起到抗摩,清凈分散,抗氧化增氧,抗腐蝕,消煙,協助提升十六烷值等作用。三是在燃料油中的作用類同于在柴油中的作用。
作為一種純石油產品,該新型燃油改性劑,不同于市場其他類似產品之處,就是產品本身就是油的組分(像燃油寶之類產品都是化學添加劑、表面活性劑、催化劑類,起到一定助燃、清潔效果),由于該納米材料的獨特性能,加入油品后,納米小分子不改變原油品任何化學性質指標,而是改變油品的物理性能(油分子存在的物理空間結構),使原油品中以無極性團簇型聚集的油分子存在狀態,變成有極性圍繞在納米小分子周圍的納米束小分子存在狀態,從而使燃燒時霧化出的液滴更細、更小,充分與空氣混合,達到充分燃燒;另外該產品的分子量分布較窄,粘度低,低溫性能好,在一定溫度下分解成低分子烯烴,形成 微爆效應(二次霧化),使油分子變得更小,加大空氣與油分子接觸面積,同時釋放出氧參與燃燒反應。由于含氧量的增加,使油品燃燒更加充分,從而提高發動機燃燒效率、增強發動機動力、降低污染物的排放、節省燃油。同時產品可以清理原來燃燒不充分產生的積碳,并且不再產生新的積碳,從而使缸體恢復光潔,發動機功能得到恢復(怠速不穩、油門不靈敏等現象)。
“康沃德”燃油改性劑于2016年 1月上市,一年來對近千輛各種車輛(大、中、小型,汽油、柴油機)、船只添加“康沃德”產品進行實際使用測試,不會對發動機損壞,使用效果良好、明顯(減排、節油、清碳、提升動力等),對相關數據進行了收集、整理,具體表現為如下表格:
將“康沃德”系列產品加入至實驗車輛--6年原裝寶馬528i全時四驅車型得出以下結果:
添加燃料油型號 | 使用康沃德產品次數 | 加入燃油容積單位升(L) | 城市綜合里程(公里) | 每百公里平均耗油(L) |
95# | 0(使用前) | 60 | 450 | 13.33 |
92# | 1 | 60.34 | 491.3 | 12.28 |
92# | 2 | 59.52 | 517.3 | 11.51 |
92# | 3 | 58.93 | 545.8 | 10.80 |
92# | 4 | 57.03 | 536.7 | 10.63 |
92# | 5 | 59.03 | 569.8 | 10.36 |
(表1)
將“康沃德”系列產品加入在其余型號車輛的油耗使用結果如下:
使用車型 | 康沃德產品使用情況 | 加入燃油容積單位升(L) | 城市綜合里程(公里) | 每百公司平均油耗(L) |
4年 本田車型 | 使用前 | 48 | 540 | 8.91 |
使用后 | 48 | 609 | 7.9 | |
4年 本田車 | 使用前 | 46 | 490 | 9.46 |
使用后 | 46 | 530(頻繁使用空調) | 8.74 | |
4年 吉利車 | 使用前 | 57 | 638 | 8.94 |
使用后 | 57 | 687 | 8.3 | |
5年 夏朗2.0L | 使用前 | 55 | 478 | 11.5 |
使用后 | 55 | 524 | 10.5 | |
10年 寶馬520 | 使用前 | 60 | 682 | 8.8 |
使用后 | 60 | 750 | 8.0 | |
6年 斯柯達1.8t | 使用前 | 50 | 585 | 9.8 |
使用后 | 50 | 652 | 8.5 |
注:上述車輛原使用95標號燃油均改用92號
(表2)
根據環保要求對汽車尾氣排放檢測標準,將部分使用一段時間“康沃德”燃油改性劑的車輛在尾氣檢測線上,檢測一氧化碳、碳氫、氮氧化合物排放量的統計數據:
使用車型 | 牌號 | 初次登記年份 | 累計里程/km | HC(g/KM)/ | CO(g/KM)/ | NOx(g/KM)/ | 使用產品時長/月 | 檢測日期 |
天籟 | 浙c7372e | 2007 | 136978 | 0.17 | 1.52 | 0.56 | 3 | 2019/11/30 |
勝達 | 浙c1sp69 | 2007 | 186952 | 0.04 | 1.6 | 未檢出 | 4 | 2019/11/23 |
奧迪 | 閩jng665 | 2012 | 67611 | 0.02 | 0 | 0 | 3 | 2019/6/4 |
江南 | 浙ce3f72 | 2011 | 57698 | 0.53 | 6.78 | 0.18 | 2 | 2019/8/17 |
現代 | 閩jcf115 | 2013 | 65461 | 0.02 | 0.04 | 0 | 2 | 2019/7/24 |
雅特 | 浙c552k1 | 2008 | 94495 | 0.01 | 0.17 | 0.07 | 6 | 2019/12/30 |
別克 | 浙c91sl5 | 2006 | 177965 | 0.28 | 0.85 | 0.04 | 5 | 2019/11/29 |
奧迪 | 浙c26uz5 | 2003 | 176396 | 0.01 | 0.7 | 未檢出 | 5 | 2019/12/15 |
尼桑 | 魯aa6288 | 2004 | 484512 | 0.01 | 4.1 | 0.5 | 12 | 2020/4/3 |
別克 | 浙c89367 | 2002 | 86643 | 0.57 | 6.93 | 0.45 | 4 | 2019/12/31 |
現代 | 魯lzt561 | 2012 | 149530 | 0.06 | 1.6 | 0.13 | 8 | 2020/4/3 |
奔馳 | 魯au277v | 2010 | 162873 | 0.01 | 0.06 | 未檢出 | 12 | 2020/4/2 |
(表3)
通過上述車輛使用測試:尾氣排放按照目前車輛年審檢測標準,排放較不使用前除個別老舊車輛外都能降低90%以上,在檢測站可以完全達標。
此外我們還將“康沃德”柴油版在大貨車測試,1、車輛為瑞安-新疆的柴油貨車,根據對車輛平均油耗的對比記錄,使用產品后平均油耗從最初的38.43L/100km降至28.44L/100km。車主表示單程總計加柴油1867升和6瓶“康沃德”燃油改性劑柴油版與之前未添加相比共計節油269升,粗略測算可帶來1364元的經濟效益!并且冒黑煙現象明顯減弱;2、添加至龍口港到秦皇島往返運煤船--道恩7號運煤船(排水量16000噸)中試驗,經首次使用“康沃德”產品后從之前滿油往返次數為6次增加至7次并還有部分剩余。3、龍口港至壽光港的運輸船——海通昌(排水量6000噸),主機2019年1月27號加油32噸(同時加注“康沃德”燃油改性劑),到2019.2.25總共航行8個航次耗油29.6噸,平均每個航次3.7噸,主機尾軸轉速控制在230轉以下。(以前是加同樣的油航行6個航次);同時輔機加“康沃德”產品,油耗每天平均0.27噸(之前是0.3-0.32噸),比以前每天節省0.03-0.05噸左右(60-100斤),并且徹底解決冒黑煙問題。
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