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瑞孚化工:汽车空调压缩机油最新技术

慧聪暖通与舒适家居网 2010-07-26 14:50 来源:慧聪暖通空调制冷网

慧聪暖通空调制冷网 一.汽车空调系统对压缩机油的要求

汽车空调系统由压缩机、电控离合器、冷凝器、贮液干燥器、膨胀阀、蒸发器、管道、风扇和控制系统组成。制冷剂R-134a在压缩机内从低温低压的气体被压缩成高温高压的气体,再经冷凝成高压中温的液体,经除湿及缓冲、节流降压在蒸发器中由液体变为气体,吸收大量热(车厢中的空气),降低车厢内温度,制冷剂气体再重新被吸入压缩机,持续完成制冷循环。

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在整个系统中,压缩机作为唯一运转的部件,如心脏一样,提供系统循环的动力,汽车空调压缩机油由于工作条件的特殊性,需要具备以下性能:

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以下为汽车空调压缩机油的部分测试介绍

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二.汽车空调压缩机油分类和特性介绍

全世界的非独立式汽车空调(轿车空调和卡车空调)基本都采用聚醚型压缩机油(PolyalkyleneGlycol,学名:聚亚烷二醇),独立式汽车空调(大巴空调)基本上采用多元醇酯型压缩机油(Polyolester)。之所以不采用价格更低的矿物油,是因为R134a(CH2FCF3)与聚醚及多元醇酯在工作温度范围内相容性好,但与矿物油不相容,而不相容则会导致离开压缩机的润滑油积聚在贮油器和系统的底端,无法回油到压缩机内,压缩机很快产生剧烈磨损,导致空调损坏。

聚醚型压缩机油分为单封头聚醚和双封头聚醚,两者均为汽车空调压缩机OEM广泛使用。单封头聚醚的一末端为烷基基团(CnH2n+1),另一末端为羧基基团(-OH),羧基具有强烈的亲水性,吸湿力强;双封头聚醚的末端均为烷基基团(CmH2m+1,CnH2n+1),末端基团的活性减弱,吸湿性低。因此,双封头聚醚作为汽车空调压缩机油,性能更胜单封头聚醚一筹:吸湿少,化学稳定性更好,但成本更高。另外,双封头聚醚的末端如果基团相同,则为对称封头聚醚(第二代聚醚技术),如果基团不同,则为不对称封头聚醚(第三代聚醚技术)。经过精心选择的不对称封头聚醚的性能比对称封头聚醚更好:基础油更好的润滑特性;减少添加剂用量,高温稳定性和化学稳定性能更好;吸湿更少等。

以下图示为:瑞孚化工(美国ShrieveChemicalGroup)的第三代聚醚压缩机油ZEROLRFL与对称双端封头聚醚压缩机油、单封头聚醚和多元醇酯压缩机油的Falex抗磨损性能的对比测试。

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测试可以看出:不对称双端封头聚醚压缩机油无论在防卡咬负荷还是磨损量,均比其他压缩机油略胜一筹。当然,厂家在选择压缩机油过程中,还需要根据其他因素如成本等综合考虑,选择合适的润滑油。

多元醇酯压缩机油的吸水性虽然低于聚醚型压缩机油,但吸水可能造成的危害却很严重,多元醇酯会与水在高温和金属催化的条件下发生可逆反应,产生有机酸,造成金属锈蚀,加快油品老化,并加剧压缩机磨损。所以,多元醇酯压缩机油产品指标中的含水量需严格控制在50ppm以下,并且,强烈建议不使用于轿车空调和卡车空调压缩机。

三.汽车空调压缩机油的发展趋势

汽车空调压缩机油的发展与汽车以及制冷剂的发展密不可分,而汽车与制冷剂的全球发展趋势就是:环保、节能。混合动力汽车、电动汽车等新能源汽车的快速发展以及制冷剂的最新变革,对压缩机和润滑油都提出了新的要求。

混合动力或电动压缩机的润滑油不仅要求具有皮带轮驱动压缩机油的特性,而且绝缘性要求高,瑞孚化工的ZEROLHD46采用“超纯净结构”的聚醚基础油技术,与普通聚醚产品相比,电传导性更低、吸水性更低,另外,精选的添加剂技术与“超纯净结构”的聚醚基础油调和后,酸值和水分都得到更好的控制,目前已为欧美的OEM认证通过,完全满足在R134a的混合动力汽车空调系统中使用。

在制冷剂的发展方面,R134a自1987年<蒙特利尔议定书>签定开始,于1990年代至2000年左右全面替代R12(汽车主机厂),面临着又一次根本性的变化:由于R134a和其他氢氟碳制冷剂的GWP(全球变暖潜值)均很高,HFC制冷剂的泄露已是欧美日各国政府和组织非常关注并着手制定法规解决的问题。R134a的GWP为1300,2004年欧盟制订的F-Gas法令规定:2011年1月1日起,在欧盟地区销售的新车的空调制冷剂的GWP值均低于150。新的制冷剂研究如火如荼,CO2以及Dupont-Honeywell的HFO1234yf是目前被广泛争论的下一代制冷剂选项。

由于CO2作为制冷剂的特性与R134a有着极大的不同:跨临界的工作压力要求对应的压缩机油在以下方面改进:更好的抗磨、极压性能以便在更高的工作压力下润滑;与CO2的相容性要好,而且保持粘度不被过度稀释以至抗磨极压性能降低;与新的系统零部件的相容性;高温高压下的稳定性等。ZEROLRFLEP是采用优异的不对称双端封头聚醚基础油和精选的添加剂复合而成的专门用于CO2汽车空调的压缩机油,完全满足以上的要求,已批量生产和使用。

HFO1234yf尽管与R134a的性质接近,但选择配套的润滑油仍需解决两个重要问题:与HFO1234yf良好的相容性,在HFO1234yf系统中良好的化学稳定性。事实表明:目前市面上的R134a压缩机油均无法满足以上两个要求。ZEROLHD46已通过众多测试,是目前技术最领先的产品。

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文章作者:瑞孚化工集团(Shrieve Chemical Group) Liz Dixon 博士

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