节能降耗减排攻坚战的新武器——金属减摩修复技术

一、难以置信的测试2010年2月3日晚，北京著名汽车维修公司北京小芳汽车维修服务有限公司的维修车间开始了一场极限测试。我看到一辆普通的神龙富康家用轿车在北京交大特约顾问、北京小芳汽车维修服务有限公司董事的单方面授意下走向餐桌。当汽车升到一个人的高度后，修理工从发动机油箱的油盘中取出油塞，在发动机运转的情况下排干油。然后，修理工将高压空气从注油口吹入油箱，以完全排出发动机和油路中的残余油。安装一个油塞。放下汽车后，再次坐在测试仪上，测试车将在没有油润滑的道路上行驶(仪表板上的油警示灯总是亮着)。试驾车从北京市小芳汽车维修服务有限公司出发，该公司位于北京市南郊四环路柳巷桥，进入五环路，绕过五环路后，安全返回原路。试验车以70-90公里/小时的速度正常行驶112公里，发动机水温保持在95℃，与正常时间没有变化。在整个行驶过程中，没有异常的发动机声音。车辆的速度仍然强劲而稳定。测试期间没有任何失败的迹象。测试结束后，将原来排干的油加回去，测试车一直正常使用到现在。112公里没有润滑油！你能相信吗？然而，事实就在眼前，并且已经重复了很多次。2010年4月16日，在全国机械设备减磨修节能技术创新研讨会上，在100多名代表和9家媒体面前重复进行了无油驾驶测试。所有与会代表看到这一点都感到难以置信。这是一种极端的试验，是故意进行的，有很大的破坏风险，不能提倡。然而，它的结果自然让人们吃惊:这辆车的发动机出了什么问题？答案是，这是一个普通的发动机，安装在汽车出厂时，并在测试中行驶了17万公里。仅在试验前2000公里，润滑油中加入了金属减摩剂和修复剂。试验结果表明，采用金属减摩修复技术处理的汽车发动机具有超低的机械摩擦，从而节约了能耗。第二，偶然发现后的技术创新。那么，金属摩擦减少和修复技术呢？这仍需要从20世纪70年代开始。当前苏联勘探队在乌拉尔山区勘探矿产资源时，发现每次进入某一煤层，提取的钻头就变得越来越锋利、越来越亮。因此，发现该矿石含有增强金属减摩抗磨性能的矿物。基于这一偶然发现，科学家和工程师开发了金属减摩修复剂。金属减摩修复剂首先用于军事工业，然后扩展到民用工业，包括铁路和冶金。迄今为止，俄罗斯已有近1500家企业应用了这一创新产品，取得了节能、降耗、减排的效果。金属减摩修复技术是利用机械设备的润滑系统，将以功能材料为主要成分的金属减摩修复剂插入机械摩擦副中。在摩擦副表面相对运动的过程中，金属减摩修复剂中的功能材料与摩擦副的表面材料利用现有的载荷、速度、温度等工况条件进行机械、物理、化学等综合作用，从而对表面的材料特性和表面形貌进行改性和优化，达到减摩、减磨和改善排放的效果。各种传统的减摩节能润滑剂添加剂在工作原理上有本质的区别。金属减摩修复技术是一种对机械摩擦副表面进行改性的表面工程技术，而不是一种改善润滑或润滑的润滑工程技术。润滑剂只是物质介入摩擦副的载体，添加金属减摩修复剂不会改变其各种性能。我国高新技术企业的科技工作者与高等院校和科研院所合作，经过多年的艰苦研究，自主开发了国产金属减摩修复剂。通过各种专业测试和生产应用，具有自主知识产权的国产金属减摩修复剂性能达到国际先进水平，完全可以替代进口产品。这为这项新技术的全面应用创造了条件。

第三，试错稀有效应金属减摩修复技术已初步应用于我国机械、交通、铁路甚至军事部门。其显著的减摩修复和节能效果已经过反复试验。铁道部运输局对原乌鲁木齐铁路局哈密机务段115.2万公里机车柴油机进行了为期五年的跟踪测试。试验验证了金属减摩修复剂的安全性、耐磨性和节能性。试验过程中，使用金属减摩修复剂的试验机车柴油机的技术状况、润滑油理化性能、光谱铁谱试验等评价指标均正常。气缸套在600，870，115万公里处的平均磨损量分别仅为极限值的23.0%，19.0%和0.24%，气缸套寿命可延长三倍。活塞环槽间隙在60万公里和87万公里处的平均增量分别仅为极限值的27.0%和1.9%。活塞使用寿命可延长两倍。上述数据表明，金属减摩修复技术对缸套和活塞环槽内表面有明显的“修复”作用。在节能方面，与对比车辆(新车)的平均油耗相比，试验机车的节油率为2.2%；与全区间同类型机车平均油耗相比，采用金属减摩修复技术的机车节油率为4.0%。广州铁路(集团)公司、广州梅山铁路公司、龙川机务段全面应用金属减摩修复技术至今已有七年。随机抽取73台机车柴油机中的10台，对其缸套修复记录进行采样、统计和分析。结果表明，采用金属减摩修复技术修复的320，000 km缸套的平均磨损为柴油机极限值的14.2%。二次修复时63万公里缸套的平均磨损为极限值的16.9%；气缸套的使用寿命可延长5倍以上。中间1和中间2之间的54个气缸套的内径减小，占全部160个气缸套的1/3，表明添加减摩修复剂对气缸套表面有修复作用。自2003年开始推广应用金属减摩修复剂以来，所有机车的单位油耗逐年下降。综合统计评价表明，由于使用了金属减摩修复剂，节油率达到2.5%。上海通用汽车特约售后服务中心(北京)和北京陈欣汽车维修服务有限公司等多家汽车维修公司使用金属减摩修复剂后，其主要性能表现在三个方面:恢复和平衡发动机各缸压力，消除发动机燃烧现象，改善尾气排放。一氧化碳排放量可以减少到30%以上。甲烷排放量可以减少到20%以上。中国电子公司的一家加工厂在C616-1普通车床的润滑油箱中添加了金属减摩修复剂。经过两个月的正常使用后，按照工厂设备维护和检查的正常方法，以主轴的噪声、振动和径向跳动三项指标来评价减摩和修复的效果。噪音从76.5分贝降至72.5分贝；振动强度从0.3毫米/秒降低到0.2毫米/秒；主轴远端径向跳动从0.025毫米降至0.020毫米。金属减摩修复技术对变速齿轮箱的齿轮副和主轴起到修复作用，延长了齿轮的使用寿命，提高了车床的加工精度。在军事应用中，采用金属减摩修复技术修复x炮管内壁，直径为x×xmm。使用专用炮膛测试仪进行观察，结果表明，采用金属减摩修复技术处理后，不仅燃烧后的枪管内壁表面变得光滑，而且内径减小。从而达到恢复炮弹初速，保证射击精度的目的。4.广阔的应用前景落实科学发展观，建设资源节约型、环境友好型社会是中国经济发展战略的重大决策。为了应对全球气候因温室效应而迅速变暖的世界危机，中国以负责任的大国姿态，郑重承诺到2020年单位国内生产总值二氧化碳排放量减少40-45%。中国工程院的一份咨询报告指出，每年因机械摩擦和磨损而消耗的能源和材料估计为9500亿元。然而，汽车等热力机械造成的排放污染更令人震惊。面对如此严峻的形势和艰巨的任务，依靠节能降耗减排领域的技术创新是解决这些紧迫问题的重要途径。应用试验和生产实践证明，金属减摩修复技术是打一场全国节能降耗减排战争的新武器。以中国的铁路为例，全国共有13400辆内燃机车，每年大约进行3500次维修。如果采用金属减摩修复技术，将目前实行的“两中学一大学校”的大修制度改革为“一中学一大学校”，那么每年只有气缸套和活塞的大修经费和因大修停机时间减少而增加的货运收入，才能实现增收节支10亿元以上的效益。如果在全国各行各业推广，效益将更加可观。