9月4日-6日,由中國汽車技術(shù)研究中心有限公司、中國汽車工程學(xué)會(huì)、中國汽車工業(yè)協(xié)會(huì)以及中國汽車報(bào)社共同主辦的第十六屆中國汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展(泰達(dá))國際論壇在天津隆重召開。其中,在9月6日舉辦的線上會(huì)議中,來自于殼牌潤滑油的施生乾,給大家?guī)碇黝}演講《商用車潤滑節(jié)能技術(shù)發(fā)展》。
以下內(nèi)容為現(xiàn)場演講實(shí)錄:
施生乾:非常高興能有這個(gè)機(jī)會(huì)借助泰達(dá)論壇這個(gè)平臺(tái),跟在座各位介紹一下商用車潤滑節(jié)能技術(shù)發(fā)展。我是來自于殼牌潤滑油的施生乾,我負(fù)責(zé)殼牌潤滑油在亞太區(qū)的商用車潤滑產(chǎn)品的應(yīng)用技術(shù)。
為什么我們商用車潤滑在節(jié)能這一塊也是這么關(guān)注,投入這么多的力量,這個(gè)大的背景來自于統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),來自于我們對(duì)未來趨勢一個(gè)預(yù)判。根據(jù)國際很多權(quán)威組織的調(diào)研與預(yù)測,在未來20年、30年之內(nèi),全球會(huì)有很多顯著的變化,包括我們的一個(gè)非常龐大的基礎(chǔ),全球人口會(huì)有非常顯著一個(gè)上升。
對(duì)于出行的需求也會(huì)有顯著的上升,同時(shí)全球城市化的進(jìn)程也會(huì)進(jìn)一步加快。綜合這些大的影響因子,我們預(yù)計(jì)到2050年,就是30年的時(shí)間,僅僅是運(yùn)輸行業(yè)所需要的能源就會(huì)增加接近70%左右。70%是非常大的一個(gè)增長,我們現(xiàn)有的能源結(jié)構(gòu)主要依賴于化石燃料,這個(gè)已經(jīng)在發(fā)生一些大的變化,但是這些變化并不是可以一蹴而就。
所以,我們需要做很多很多的工作,能夠使我們現(xiàn)有的能源結(jié)構(gòu)能夠平穩(wěn)的可持續(xù)的過渡到未來的能源結(jié)構(gòu)。殼牌的使命,是提供盡可能多的清潔能源,并且我們一直致力于可持續(xù)的發(fā)展。從潤滑油角度來講,為了支持運(yùn)輸業(yè)的能源結(jié)構(gòu)的可持續(xù)發(fā)展,我們實(shí)際上從兩個(gè)方面做了非常多的努力。
一方面基于現(xiàn)有的能源結(jié)構(gòu),在內(nèi)燃機(jī)特別是商用車,柴油內(nèi)燃機(jī)、柴油發(fā)動(dòng)機(jī)在未來10年、20年它的主力地位是不會(huì)被顯著改變。我們需要進(jìn)一步支持OEM去優(yōu)化商用車、柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的能效提升,支持熱效率的提升,這是一個(gè)方面。
另外一個(gè)方面,在新能源車輛,在電動(dòng)化浪潮中,殼牌也是積極擁抱電動(dòng)化的進(jìn)程,全力支持相應(yīng)的產(chǎn)品開發(fā),去支持更快速的能源結(jié)構(gòu),新的替代燃料,電動(dòng)車輛技術(shù)的發(fā)展。
下面先介紹一下我們在商用車柴油發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)能技術(shù)開發(fā)的一些工作和經(jīng)驗(yàn)。首先介紹一下我們的開發(fā)路徑,眾所周知,潤滑和摩擦學(xué),這兩者關(guān)系密不可分,潤滑技術(shù)發(fā)展、節(jié)能的發(fā)展離不開基礎(chǔ)科學(xué),離不開摩擦學(xué)的發(fā)展。同時(shí),非常重要我們要去開發(fā)新的更高效的、摩擦更低的分子結(jié)構(gòu)用到我們潤滑當(dāng)中,而且這個(gè)潤滑油還必須跟主機(jī)廠最新的低摩擦的零部件相匹配,這些不可能直接在道路當(dāng)中,或者復(fù)雜的設(shè)備當(dāng)中得到印證,或得到校驗(yàn)。這些都需要我們在實(shí)驗(yàn)室當(dāng)中,采用高精度的摩擦試驗(yàn)機(jī)去進(jìn)行初步的篩選和評(píng)定。
所以,我們開發(fā)路徑第一條,非常重要就是在實(shí)驗(yàn)室當(dāng)中采用大量的摩擦試驗(yàn)機(jī)去評(píng)定我們的新的潤滑油品種,潤滑油技術(shù)跟新的硬件匹配工作。有了初步的判斷,有了第一手的資料之后,我們需要工業(yè)化放大,在更貼近客戶應(yīng)用環(huán)境場景的設(shè)備硬件當(dāng)中得到進(jìn)一步的驗(yàn)證跟評(píng)判。這當(dāng)中涉及到發(fā)動(dòng)機(jī)的臺(tái)架實(shí)驗(yàn),涉及到實(shí)驗(yàn)室的底盤測功機(jī)的測試,甚至到最終用戶的實(shí)車試驗(yàn)。
從技術(shù)開發(fā)角度來講,從實(shí)驗(yàn)室到道路,這不同的實(shí)驗(yàn)手段差異性非常大,實(shí)驗(yàn)室手段是我們非常熟悉,而且我們想進(jìn)一步使用更多的。為什么?因?yàn)樗闹貜?fù)性非常高,精度非常高,可以高效、快速,相對(duì)來說節(jié)約資源的去得到相應(yīng)效果一個(gè)評(píng)判。但是它的問題也非常突出,就是它離實(shí)際應(yīng)用比較遠(yuǎn),不太可能可以完全模擬我們在真實(shí)的駕駛,我們終端用戶在真實(shí)運(yùn)行的時(shí)候,潤滑起到的作用,它的能效表現(xiàn)沒法在實(shí)驗(yàn)室當(dāng)中通過摩擦試驗(yàn)機(jī)得到全面的模擬。
那么,反過來說,用戶最為關(guān)注是真實(shí)的體驗(yàn)。實(shí)車驗(yàn)證是對(duì)用戶來講是最有說服力,而且的確是我們的油品在實(shí)際應(yīng)用中唯一能夠大聲說出來的可信的術(shù)語端。但是實(shí)車驗(yàn)證的最大問題就是它的重復(fù)性、精度是比較難以得到保障的。
在這兩者矛盾當(dāng)中,我們追求平衡,同時(shí)我們的一個(gè)工作的主要方向,就是去優(yōu)化各種實(shí)驗(yàn)的手段,使得我們新技術(shù)的引入,能夠在更短的周期內(nèi)得到實(shí)現(xiàn),以更少的資源投入來實(shí)現(xiàn)。所以,我們在實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn),在臺(tái)架實(shí)驗(yàn),我們盡可能收集更多和實(shí)車運(yùn)行相關(guān)聯(lián)這些數(shù)據(jù),通過數(shù)據(jù)建模等各種方法去設(shè)計(jì)出更有代表性的,能夠更加完善的去模擬真實(shí)運(yùn)行的這種實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)。
另外一塊,在實(shí)車道路實(shí)驗(yàn)當(dāng)中,我們跟可靠的,有非常良好的豐富測試經(jīng)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)機(jī)構(gòu),一起設(shè)計(jì)更科學(xué),更合理、更可控的道路實(shí)驗(yàn)手段,道路實(shí)驗(yàn)矩陣,讓我們在實(shí)車運(yùn)行當(dāng)中,所有的實(shí)驗(yàn)也有良好的重復(fù)性,精度和再現(xiàn)性。
這個(gè)是在我們在商用車潤滑技術(shù)開發(fā)中最主要的幾塊,也是我們整個(gè)行業(yè)工作重點(diǎn),殼牌在這些領(lǐng)域累積了相當(dāng)豐富的經(jīng)驗(yàn)。
下面著重介紹兩塊經(jīng)驗(yàn),一塊就是在發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架測試這一塊,這個(gè)是我們跟很多發(fā)動(dòng)機(jī)廠商做了大量工作,去探索邊界進(jìn)行極限探索的領(lǐng)域。第一個(gè)例子,舉的是我們跟國內(nèi)的車廠一汽,殼牌和一汽解放在它最新的,最先進(jìn)的國六排放、13升發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)中,結(jié)合殼牌最新、最先進(jìn)的0W20低粘柴油機(jī)油進(jìn)行了一個(gè)節(jié)能極限探索實(shí)驗(yàn),這個(gè)實(shí)驗(yàn)涉及到的發(fā)動(dòng)機(jī)具體參數(shù),還有我們的油品以及參比的一些油品具體參數(shù),實(shí)驗(yàn)控制等等,在這個(gè)片子當(dāng)中已經(jīng)有一個(gè)大概的介紹,因?yàn)槠芟?,我在這里不具體展開。
說一下我們雙方探索一個(gè)結(jié)果,首先大家看到有兩個(gè)數(shù),對(duì)應(yīng)兩個(gè)測試工況循環(huán),這都是我們行業(yè)界最關(guān)注的測試工況循環(huán)。第一個(gè)是CWTVC,這個(gè)是國內(nèi)在商用車燃油消耗量應(yīng)用到的,法規(guī)要求一個(gè)測試工況循環(huán)。另外一個(gè)是WHTC,這個(gè)是全球通用,國際主機(jī)廠在這一塊做的比較多的工作(測試循環(huán)),這兩種不同測試工況循環(huán),在這次我們跟一汽解放的實(shí)驗(yàn)當(dāng)中,我們都有累積了大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),通過數(shù)據(jù)分析得到了比較可靠詳細(xì)的最終結(jié)果。
說一下這個(gè)結(jié)果,結(jié)果是在發(fā)動(dòng)機(jī)硬件條件完全一致的情況下,根據(jù)這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)工況循環(huán),我們的0W20柴油機(jī)油和現(xiàn)在市場廣泛使用的10W40柴油機(jī)油進(jìn)行對(duì)比,它的能耗表現(xiàn)的最終實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
我們看到CWTVC和WHTC大概齊都在百分之一點(diǎn)幾,一個(gè)是1.4左右,一個(gè)是1.14,都是一點(diǎn)幾的能耗改善,但是需要提到,提高百分之一點(diǎn)幾實(shí)際上是一個(gè)比較顯著的數(shù)值,并且這個(gè)數(shù)值我們考慮純粹潤滑油的直接貢獻(xiàn)。這中間并沒有考慮到低摩擦材料,以及我們發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)定等各方面帶來的能耗的改善體現(xiàn)。
所以,如果我們進(jìn)一步比較國五、國四發(fā)動(dòng)機(jī)跟國六發(fā)動(dòng)機(jī),把發(fā)動(dòng)機(jī)硬件改進(jìn)對(duì)效率的影響也考慮進(jìn)去的話,整體未來的節(jié)能發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)合低黏度潤滑油,整體的節(jié)能表現(xiàn)會(huì)比這個(gè)數(shù)值大很多。這個(gè)對(duì)于我們雙方的鼓舞,對(duì)行業(yè)界的鼓舞應(yīng)該來說是比較重要的。
說完發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架實(shí)驗(yàn),對(duì)于最終用戶來說他依然還有問題,實(shí)車運(yùn)行到底能耗表現(xiàn)怎么樣?剛才也提到了,實(shí)車有很多不可控的因素,所以導(dǎo)致我們實(shí)驗(yàn)的精度,還有重復(fù)性都很難得到保障。殼牌我們在這一塊進(jìn)行了大量的工作,在全球三大汽車產(chǎn)業(yè)中心,結(jié)合當(dāng)?shù)氐能囕v技術(shù),根據(jù)我們對(duì)于當(dāng)?shù)夭煌膶?shí)驗(yàn)機(jī)構(gòu),實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目剂?,和?dāng)?shù)赜写硇缘目煽康膶?shí)驗(yàn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行共同實(shí)驗(yàn),我們摸索出一套全球范圍內(nèi)的都有廣泛適應(yīng)性,以及控制和精度都比較良好的節(jié)能試驗(yàn)手段。
具體來說,我們從車輛運(yùn)行工況角度進(jìn)行了很多的累計(jì),分析了大量的城市運(yùn)行和高速公路運(yùn)行的路譜,從而通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析,得到了我們的實(shí)驗(yàn)路譜,實(shí)驗(yàn)工況。然后從實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)角度,我們在實(shí)驗(yàn)開始之前的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)當(dāng)中,已經(jīng)充分考慮了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可能的復(fù)雜性,因此在實(shí)驗(yàn)(設(shè)計(jì))角度我們也充分的和數(shù)理統(tǒng)計(jì)專家進(jìn)行深入探討,設(shè)計(jì)出最有利于數(shù)理分析的可靠實(shí)驗(yàn)矩陣。
然后,像剛才提到的,我們采用了獨(dú)立的第三方測試機(jī)構(gòu)進(jìn)行可控的條件化、標(biāo)準(zhǔn)化的實(shí)驗(yàn)。另外一塊,因?yàn)槟芎母纳剖怯推犯布⑾⑾嚓P(guān),這兩個(gè)之間是有匹配性,協(xié)同作用。因此,采用什么樣的油做實(shí)驗(yàn)?這會(huì)影響我們數(shù)據(jù)的可靠性以及參考意義的重要方面。
殼牌作為潤滑油技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者,我們對(duì)油品這一塊有非常深入的理解跟技術(shù)領(lǐng)先性,所以我們也充分發(fā)揮我們的能力,選擇了一系列比較有代表性的,能夠代表當(dāng)前市場的油品種類,以及未來從趨勢上來講,將來的油品種類,進(jìn)行全面的比對(duì)分析。
當(dāng)然,另外一塊也是非常重要,測試車輛一個(gè)選型,因?yàn)橛推奋囕v是息息相關(guān),相互結(jié)合,所以我們也并不是說針對(duì)各個(gè)區(qū)域都只采納典型車輛去實(shí)驗(yàn),我們廣泛的采用不同的車輛,不同的OEM,不同設(shè)計(jì)的車輛去進(jìn)行我們的實(shí)驗(yàn)。進(jìn)而得到有效的,而且有綜合意義的數(shù)據(jù)。
這邊我們介紹了殼牌在2015年到2018年之間,在全球進(jìn)行的燃油經(jīng)濟(jì)性測試。以中國為例,我們在2017年開始了這項(xiàng)實(shí)驗(yàn),當(dāng)時(shí)是國四的發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)。我們采用了最有代表性一些車輛,包括一汽解放、東風(fēng)、重汽、陜汽、福田、江淮等卡車在我們的實(shí)驗(yàn)框架矩陣中,我們跟第三方實(shí)驗(yàn)機(jī)構(gòu)天津索克進(jìn)行這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)。
具體的實(shí)驗(yàn)工作非常復(fù)雜,而且實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可想而知是非常豐富的,在整個(gè)全球項(xiàng)目當(dāng)中,我們累計(jì)采集了30000多個(gè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)點(diǎn),我們進(jìn)行了相當(dāng)豐富的數(shù)理分析。最終得到了一系列的最終數(shù)據(jù)結(jié)論,其中的一項(xiàng)對(duì)我們來說有更多更近的現(xiàn)實(shí)意義數(shù)據(jù),就是和目前市場上采納的最為廣泛的15W40級(jí)別的柴機(jī)油相比,我們下一代的0W20的柴機(jī)油,它的節(jié)能效果到底是多少?根據(jù)我們這一項(xiàng)實(shí)驗(yàn),加權(quán)平均之后可以看到這兩者的能耗最高可達(dá)3.9%的差異。就是說0W20節(jié)油率可以高達(dá)3.9%。
當(dāng)然,從下面這個(gè)圖大家可以看到,不同的發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù),因?yàn)楦推返钠ヅ湫?,協(xié)同作用的差異性,在使用0W20的時(shí)候,它的節(jié)能效果改善也是有差異的。從數(shù)據(jù)上看,歐洲的、以及北美的卡車在0W20上能夠取得和實(shí)現(xiàn)的燃油經(jīng)濟(jì)型表現(xiàn)更大,都在3.8%到3.9%左右。
那么,我們在國內(nèi)做的這項(xiàng)實(shí)驗(yàn),國四發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)下可以看到,它這個(gè)改進(jìn)是比較小的,在1.8%左右,這個(gè)也和我們在實(shí)驗(yàn)室做的大量摩擦學(xué)實(shí)驗(yàn),結(jié)果是相關(guān)的,印證了這一項(xiàng)。低摩擦的硬件跟低黏滑油之間協(xié)同作用,可以幫助我們在最終發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)中取得更大的燃油經(jīng)濟(jì)性,更顯著的燃油經(jīng)濟(jì)性,這個(gè)對(duì)于我們未來的工作方向有比較大的指導(dǎo)意義,也是鼓舞了我們進(jìn)一步去推進(jìn)先進(jìn)節(jié)能技術(shù)的發(fā)展。
在內(nèi)燃機(jī)這一塊,我先提到這里。我剛才提到了殼牌致力于整個(gè)能源結(jié)構(gòu)的改善,可持續(xù)性改善,因此我們在電動(dòng)車行業(yè),也有深耕布局。從潤滑角度來看,我們在電動(dòng)汽車的潤滑油脂產(chǎn)品,我們有全系的深入開發(fā),和國內(nèi)外主要OEM有大量的技術(shù)工作在進(jìn)行,也開發(fā)和投放了很多成熟的領(lǐng)先產(chǎn)品。
從分類上來看,典型的電動(dòng)車,首先關(guān)注的是類似于傳統(tǒng)車輛的發(fā)動(dòng)機(jī),就是說電動(dòng)車的電池,電池眾所周知限制它發(fā)展的一個(gè)非常重要的因素,就是它的熱管理。這個(gè)直接限制了電池充電效率,還有整體的工作效率。那么,殼牌在浸沒式熱管理流體這個(gè)領(lǐng)域,我們和國內(nèi)外的主要技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者這些電池廠商都進(jìn)行了非常深入的工作,可以幫助我們的電池技術(shù)得到進(jìn)一步的提升,通過熱管理的改善。
另外一塊,電動(dòng)車有很多部件還是跟傳統(tǒng)的車輛一樣,需要得到潤滑,尤其潤滑脂這一塊的鼎立潤滑,而且對(duì)電動(dòng)車來講,現(xiàn)在看到整體的需求基本上都是全壽命,而且由于電動(dòng)車相應(yīng)的部件轉(zhuǎn)數(shù)更高,工作溫度更苛刻,對(duì)油脂這一塊要求更高。殼牌作為潤滑脂技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者之一,我們在這一塊也有非常杰出的產(chǎn)品已經(jīng)投放到市場廣泛使用。
第三塊,就是電動(dòng)車?yán)锩妾?dú)有的減速機(jī),或者商用車上我們用的輪邊減速機(jī)、電驅(qū)橋跟傳統(tǒng)的車橋齒輪潤滑需求不一樣,我們的轉(zhuǎn)速更高,油溫更高,而且從電動(dòng)車市場需求開發(fā)定義角度來說,大部分車系都要求全壽命。
所以,在這個(gè)專門的新領(lǐng)域,我們跟國內(nèi)國外主要合作伙伴也進(jìn)行了大量的探索和開發(fā),我們現(xiàn)在也有專門的殼牌E-fluid投放到市場。除了這些我們純電電動(dòng)車應(yīng)用之外,在一些中間過度產(chǎn)品上,比方說混動(dòng)車輛這一塊,結(jié)合混動(dòng)車輛發(fā)動(dòng)機(jī)還有變速器工作一些特點(diǎn),(比如)起停比較多,沖擊負(fù)荷比較大這些特點(diǎn),殼牌在這些技術(shù)領(lǐng)域上也有非常廣泛的研究和投入,我們也有相應(yīng)的產(chǎn)品在市場上得到了廣泛的應(yīng)用。
以上簡要介紹一下我們殼牌在支持運(yùn)輸業(yè)務(wù)可持續(xù)發(fā)展,從我們傳統(tǒng)的化石燃料內(nèi)燃機(jī)進(jìn)一步提高它的熱效率,進(jìn)一步節(jié)能角度,以及在新能源車輛,電動(dòng)車這一塊我們的技術(shù)布局闡述了我們的工作思路。那么,總結(jié)一下,就像開篇我提到的,到未來的20年、30年,整個(gè)社會(huì)會(huì)發(fā)生比較重大的變化,我們?nèi)蛉丝诮煌ǔ鲂?、能源的需求都有非常大的一個(gè)發(fā)展。
如果我們現(xiàn)在不做工作,不去革新,不去創(chuàng)新的話,那么我們未來的能源需求是沒法得到良好的滿足??沙掷m(xù)發(fā)展已經(jīng)是殼牌一個(gè)宗旨,不僅是我們社會(huì)責(zé)任,也是我們能夠持續(xù)取得商業(yè)成功的重要保障。
另外提一下,殼牌對(duì)于碳排放這一塊也有我們的承諾,我們希望盡我們自己的努力,在2050年前后,能夠使公司碳排放減少大約50%。為了這個(gè)目標(biāo),為了這個(gè)可持續(xù)的發(fā)展,能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型,我們在低碳天然氣、生物燃料,其他一些替代能料,碳捕捉、碳中和、氫能源等等這些技術(shù)領(lǐng)域,殼牌都是廣泛布局。在潤滑油、潤滑技術(shù)領(lǐng)域,我們也是積極擁抱這些新的趨勢,一方面去(為)進(jìn)一步提升內(nèi)燃機(jī)的熱效率做貢獻(xiàn),另外一塊也是積極擁抱電動(dòng)化的浪潮,在電動(dòng)汽車的潤滑需求廣泛布局,深耕研發(fā)。
我今天的交流就這些,謝謝大家!
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