■本报记者 沈春蕾
从航天器在太空极端环境下的可靠运行,到地面交通装备的高效动力输出,再到海上巨轮的劈波斩浪,高端装备安全、高效、长寿命运行的关键离不开一项重要技术——润滑。
当前,全球能源转型加速推进,低碳燃料、新能源动力、人工智能等新技术、新业态蓬勃发展,为润滑技术提供了广阔的发展空间,也提出了前所未有的挑战。
近日,在山东青岛召开的2026世界润滑技术大会上,专家学者和产业界人士围绕“现代机电装备发展面临的润滑技术挑战”这一话题展开了深入探讨,希望为润滑技术的未来发展提供系统性思路。
润滑技术面临挑战
近年来,固液复合润滑被认为是解决高端装备润滑难题的核心方案之一。中国科学院院士刘维民在读研究生时就开始研究固体和油脂的复合润滑技术。
他以大型的风力发电装备为例介绍,装备抗电蚀的问题一直备受关注。电蚀是轴电流通过轴承滚动体与内外圈接触区域时引发的损伤过程,如果对轴承的内外圈添加固体润滑涂层,可以防止电蚀的发生。然而,未来的大型风电要用滑动轴承来代替滚动轴承,如果只有固体润滑,没有油脂润滑,肯定是行不通的,两者结合有望破解大型风电润滑技术难题。
中国船舶集团有限公司第七一一研究所所长王锋长期从事船用内燃机开发。多年前,一位前辈的话让他印象深刻:“应该将润滑油作为发动机的一个关键零件来看待,在设计发动机的时候就要考虑进去。”
王锋不仅记住了这句话,还带领团队落实。他们在开发设计高指标船用发动机之初,就将润滑提前纳入方案,并联合国内的企业和高校联合开展技术攻关。
如今,除了传统的船用柴油,还有甲醇、氨、氢等新型燃料加入应用。王锋介绍:“氨燃料在燃烧过程中产生的氮氧化物比传统燃料要多。如果氮氧化物跟曲轴箱的润滑油的油雾接触,就会产生氮化反应,可能对润滑油的品质或性能造成较大影响”。
新型燃料应用后,对润滑油造成的影响不止这些。王锋发现,燃料喷射系统的一些零部件不是用润滑油而是用燃料来润滑的,燃料切换之后带来了新挑战。由于使用燃料的不同,在发动机开发过程中要率先引入相应润滑技术的开发。
谈及氢内燃机的发展对润滑技术提出了哪些新要求时,中国石油润滑油公司总经理汤仲平结合工作经验指出,水和水的流动性是研发氢内燃机在设计润滑技术时要重点关注的。
他解释道,氢燃烧之后会产生大量的水,水会改变油品的流动性,影响油品顺利到达发动机的摩擦副(由两个直接接触且产生相对摩擦运动的物体所构成);水在低温时还会结冰,也会影响润滑系统的正常运转。
建立中国润滑标准
中国民航大学校长丁水汀指出,针对航空发动机每年所发生故障的分析显示,空气系统和润滑系统产生的故障占比非常高。
丁水汀说:“相比地面装备,航空发动机对润滑和燃料的需求不同。比如,由于运行温度范围较宽,航空发动机在燃烧室辐射的环境下,局部温度可能会达到300摄氏度,这对润滑的要求非常高。”
“润滑油不仅仅是油,更是相当于发动机的一个部件。”丁水汀再次提到这个业内早已达成共识的观点。
为什么将润滑油看作发动机的一个部件?他解释道:“我们把原来的化石燃料换成生物燃料,要考虑对发动机安全性的影响。润滑油也类似,考虑到‘油机协同’,自然也可以将其看成发动机初始设计阶段就要同步考虑的关键部件。”
国际上一些大型的发动机生产公司,无论是生产燃油还是润滑油发动机,都跟发动机的原始设备制造商(OEM)绑定,必须由OEM对不同型号的润滑油进行审定。
“审定需要走一个极其复杂的流程,每一款润滑产品要想进入市场,大概需要10年到15年时间,因为要做大量实验。”丁水汀表示,“我们首先要让自主研制的发动机用上国产的润滑产品,再推动国产润滑产品走出国门。”
现在,我国已有自主研制的涡轴发动机AES100、中法联合研制的涡轴-16、即将取证的长江-1000A发动机,下一步就是思考如何用国产润滑产品代替国外产品。
“尽管这是一个‘卡脖子’难题,但必须突破。”丁水汀建议,产学研各界协同发力制定一套标准,不仅可以减少实验次数,还可以提升我国润滑技术在国际上的话语权。
“制定标准是参与润滑研究的科技工作者长期关注的问题。”谈及标准,刘维民表示,“我们现在所用的标准基本上都是由西方国家制定的,但我们不能一直跟着别人走,还得有自己的标准。”他希望政府、企业、高校和科研院所都能关注并加入中国润滑标准体系的建立队伍中。
年轻人要有多学科储备
高端机电设备在高速、高温、高压等方面的运行环境越来越复杂,工况越来越苛刻,对精准性和可靠性要求特别高,也对润滑技术带来了全新的考验。
与此同时,一批新兴产业的发展推动了新技术和新设备的问世,也为参与润滑研究的科技工作者提供了更大的可以施展拳脚的舞台,让更多的年轻人加入其中。
在刘维民看来,润滑是一个非常交叉的研究领域,涉及机械、化学、材料、力学等多个学科。他建议年轻的科技工作者要有多学科的知识储备,不能只守着专业内的有限知识,“那点东西放到工程中可能一点用都没有”。
刘维民还注意到,中国的科研团队近几年在润滑领域发表了大量论文,申报了不少专利。但是这些论文和专利真正有用的有多少?“相关领域的研究生未来要走向企业、要跟产业密切结合、要了解产业和企业的需求,千万别做没有用的东西。”
《中国科学报》 (2026-08-26 第3版 领域)