环境友好型天然气新能源公交车AT变速器油的研制

摘要

AT变速器通过自动变速器油在液力变矩器中的流动，来实现发动机与变速机构间的转矩非刚性传递及自动档位切换，大幅改善了车辆驾驶负荷及乘坐稳定性。而AT变速器与天然气公交车的匹配使用，不仅能在车辆启动过程中，为天然气发动机提供动力补偿，而且还可大幅提升天然气公交车发动机制动性能。由于AT变速器与发动机的匹配受到天然气公交车燃料特性、发动机性能及运行工况影响，对变速器油提出了更为特殊且严格要求。为助力拓宽我国绿色公共交通系统发展的途径，本文探究了以天然气为燃料的城市公交车所匹配AT变速器润滑特性及工况，并提出研制一种适用于天然气公交车中重型AT变速器的环境友好型自动变速器油。 在国内外主流OEM厂商所提出的中重负荷自动变速器油规格基础上，经优化选择，提出了研制油的主要技术指标。并选定季戊四醇酯PE305与PAO6按体积比55∶45复合作为研制油基础油。在对AT变速器工况做深入研究后，确定了研制油中摩擦改进剂、抗氧化剂、清净剂等功能添加剂的适当组分。基于所确定的组分结果，通过使用MATLAB和PASW Statistics软件对复配试验结果进行逐步线性回归分析及线性规划分析，确定了添加剂配方。在应用响应面分析法分析摩擦改进剂、极压抗磨剂及防锈剂间的竞争性过程中，发现三种添加剂间均存在一定的对抗效应。在对试验结论总结分析后，采用组合赋权-ELECTR-Ⅰ法对研制油进行全配方试验优化，并得到T5号最优全配方方案。该配方采用体积比为55∶45季戊四醇酯PE305与PAO6复合作为基础油，并辅以合适的功能添加剂。经全面理化特性测试，研制油具有优异的粘度特性、低温流动性及生物降解性等，综合性能表现优异，达到课题研制预期。

目录

声明

摘要

符号说明

1．1课题背景及意义

1．2自动变速器在我国天然气公交汽车中的应用现状

1．2．1天然气公交车及自动变速器的普及

1．2．2天然气城市公交车对AT变速器匹配要求

1．2．3中重型AT变速型号发展及在国内天然气公交应用概况

1．2．4 AT变速器在国内天然气公交应用中挑战与前景

1．3天然气公交车AT变速器基本结构及变速器油的功能

1．3．1 AT变速器的基本结构

1．3．2 AT变速器油的主要功能

1．4国内外自动变速器油发展研究现状

1．4．1国外自动变速器油发展现状

1．4．2国内自动变速器油发展现状

1．5 ATF配方技术及研制油主要性能要求

1．5．1 ATF配方技术及发展趋势

1．5．2研制油主要性能要求

1．6论文研究内容

第二章技术指标值的确定及基础油的选配

2．1中重型AT变速器油技术指标值的确定

2．2 ATF基础油的应用现状

2．3基于组合赋权-ELECTRE-Ⅰ法的基础油筛选

2．3．1 ELECTRE-Ⅰ优化模型构建

2．3．1组合赋权-ELECTRE-Ⅰ法对基础油组分的优化

2．3．2基础油特性

2．4基础油调和试验

2．4．2调和理论分析

2．4．3调和实验分析

2．5本章小结

第三章研制油添加剂的选择

3．1摩擦改进剂的选择及配比剂量试验

3．1．1摩擦改进剂的作用及减摩机理

3．1．2摩擦改进剂的选择

3．1．3摩擦改进剂配比剂量试验

3．2抗氧化剂的选择及配比剂量试验

3．2．1抗氧化剂作用及抗氧化机理

3．2．2抗氧化剂的选择

3．2．3抗氧化剂配比剂量试验

3．3极压抗磨剂的选择及配比剂量试验

3．3．1极压抗磨剂的作用机理

3．2．2极压抗磨剂的选择

3．2．3极压抗磨剂配比剂量试验

3．4清净剂的选择及配比剂量试验

3．4．1清净剂的作用机制

3．4．2清净剂的选择

3．4．3清净剂的配比剂量试验

3．5其他功能添加剂的选择

3．5．1防锈剂的选择

3．5．2抗泡剂的选择

3．5．4抗乳化剂的选择

3．6本章小结

第四章全配方方案优化

4．1摩擦改进剂、极压抗磨剂及防锈剂复配效果分析

4．1．1摩擦改进剂、极压抗磨剂及防锈剂竞争性分析

4．1．2复配效果分析试验设计

4．1．3复配分析响应曲面及等高线图

4．2全配方案设计

4．3全配方案试验结果

4．4基于组合赋权-ELECTRE-Ⅰ法的全配方方案优选

4．4．1构建优化评价体系指标

4．4．2确定研制油指标评价综合权重

4．4．3基础油净优势值计算

4．4．3结果分析与讨论

4．5本章小结

第五章研制油性能综合测试

5．1测试项目及方法

5．2测试结果与分析

5．3本章小结

6．1结论

6．2展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表论文情况