“无摩擦是不可能的，但我们大家可以把摩擦系数做到非常低，比如我们已在实验室里做到近十万分之一。”近日，在青岛召开的2024润滑技术大会上，中国科学院院士、清华大学特聘教授雒建斌在介绍其团队研究成果时说。
会上，多位院士、学者和行业代表围绕“现代机电装备发展面临的润滑技术挑战”进行了分享和交流。他们盼望能碰撞出更多火花，推动有机器之“血”之称的润滑油在装备运行中畅通无阻。
今年5月，神舟十七号多件舱外暴露实验装置及科学实验样品移交中国科学院兰州化学物理研究所（以下简称兰州化物所）进一步开展研究工作。据悉，神舟十七号舱外暴露实验样品包含固体润滑材料和新型超分子凝胶润滑材料。
“40年前，我刚到兰州化物所攻读研究生时，对固体润滑还很陌生，只知道润滑油与润滑脂等液体润滑剂。”中国科学院院士刘维民说，“大家熟悉的铅笔，其主要成分石墨就是很好的固体润滑剂，滑石粉、二硫化钼等也是固体润滑剂。固体润滑不需要用油，免维护，在航天航空领域的用途非常广。”
刘维民曾任“神舟七号飞船固体润滑材料空间环境试验”项目及科技部“973”计划项目“高性能合成润滑材料设计制备与使役的基础研究”首席科学家。他表示，航天运动部件75%以上靠固体润滑，因为在超真空环境，液体润滑的挥发是不可避免的。另外，固体润滑在航空关节轴承里也有重要应用，这是一种滑动轴承，采用聚合物进行润滑。
“未来把固体和油脂润滑进行复合，有望让润滑与设备同寿命，或者在一个长周期内实现免维护。让我国润滑技术能够很好的满足国家需求，是我们追求的一个目标。”刘维民指出，“固体润滑仍存在很多科学和技术层面的问题，以及在苛刻环境条件下的评价问题，这些都需要予以关注。总体来讲，中国在固体润滑领域与国际相比差距并不大。”
“我不是做润滑油的，我是用润滑油的，润滑油是我们装备运行的血液。”中国科学院院士、先进越野系统技术全国重点实验室主任毛明从使用者角度指出，降低摩擦、减少磨损不应该是润滑油的唯一功能，其他功能还包括传热、传动、传感等。
“用到传动这个功能时，我们特别希望润滑油的黏性能够小一点。”毛明解释说，“黏性过大会给装备设计带来很烦，在低温启动时如果太黏，发动机转起来会很费劲；在高温时润滑油又变得很稀薄，没有很好的方法起到润滑作用。因此，我们大家都希望润滑油的黏度不要随着气温变化而发生剧烈变化。”
当听到中国科学院院士、中国科学院上海有机化学研究所所长唐勇团队做的润滑油基础油黏度可控可调时，毛明很高兴，他建议这个调控可以实时和智能化。“如果润滑油不仅流量、压力可控，黏度也能做到实时调控，那就太好了。”
“当高铁运行时速达到400公里以上时，齿轮箱温度会超过120摄氏度，进而报警叫停运行中的高铁。”雒建斌称，该团队研究的超滑技术在实验室可以让齿轮箱温度降低15摄氏度，未来还希望实现进一步突破。
雒建斌介绍：“超滑指滑动摩擦系数在千分之一量级甚至更小，传统润滑油的摩擦系数是0.01～0.1。如果实现超滑，会带来很多非常有益的效果。”
尽管已在实验室获得不错的数据，但雒建斌指出，实验室条件跟实际工况条件有很大差异，超滑技术在复杂的实际工况条件下会受到很大限制，这就需要一个个攻关才能接近或实现实验室里的结果。
对于关节轴承，雒建斌团队也开展了相关研究。他们将超滑液体添加到胶囊里，再把胶囊放进关节轴承里，可以将摩擦系数降到千分之一量级。“如果在实际工况中能轻松实现，并应用于飞机上的各种关键轴承，不仅摩擦能耗可以下降，磨损也能大幅度降低。”雒建斌说。
近年来，润滑技术大范围的应用于海洋工程装备领域。中国工程院院士、中国海洋大学教授李华军曾多次提出，要增强我国海洋工程及深海水下技术与装备的创新能力及影响力。
但润滑油在海洋环境下工作会面临诸多挑战。李华军表示，首先，从水面情况去看，高湿高盐、生物附着、泥沙挟带等真实的情况给海洋工程装备的润滑技术带来很大挑战。其次，海洋深达1万多米，水深压力大，也对润滑系统提出很高的要求，比如动态的密封等。此外，南北两极的温度最低可达零下90摄氏度，在这样的环境下作业对海洋工程装备的运行维护也提出很大挑战，要求润滑系统保持长效的稳定性、抵抗腐蚀能力、抗低温性等。
作为用户，李华军表示，海洋工程装备的润滑系统无论从技术前沿还是产业高质量发展来看，未来都有很好的增长点，但前提是要克服上述挑战，因此就需要多学科交叉融合，也需要产学研用结合。
当前，在“双碳”目标的牵引下，业界对润滑技术也提出了一些不同的要求，但国际上还没有统一的标准出台。
随着发动机新燃料的加入，哈尔滨工程大学原校长刘志刚认为，无论未来发动机用什么燃料，一定要有与之对应的润滑技术。由于发动机高强化带来的高功率、高密度使燃烧跟传统燃料的燃烧不同，其带来的燃烧温度、压力及各方面的运动都对摩擦影响很大，有必要进行深度分析，建立摩擦润滑的模型，保证发动机正常运行。
清华大学车辆与运载学院教授帅石金对插电式混合动力汽车专用发动机所需润滑油进行了分析。他表示，插电式混合动力汽车广受中国消费者喜爱，其专用发动机的工况有两种基本模式，一种是增程式，汽车大部分时间由电机驱动，发动机在亏电时才运转发电，运转的时间短、频率低，对润滑油的抗氧化、抗磨损要求与纯汽油车发动机的要求不同；另一种是插电串并联式，专用发动机需要频繁起停，对润滑油的需求与增程式要求也不同。
未来，插电式混合动力汽车专用发动机可能会采用碳中和燃料，如高比例生物质乙醇含氧燃料，那么，专用发动机润滑油是否还需要仔细考虑乙醇本身及其燃烧产物对润滑油的特殊需求？
帅石金说：“未来发动机可能会采用氢或氨等零碳燃料，选择的燃烧模式也会更多，对应的润滑油需求也不一样，这需要润滑行业早日出台有关标准，规范和约束相关润滑技术产品。”
