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依据欧盟所作的决定，截至2010年，可再生能源应占欧洲能源需求的 21%。在这一发展过程中，风能注定将扮演重要的角色。当前，能效范围在2-5 MW以及原型发电达到10 MW的风电站正在开发当中。 由于风力发电站能效不断提高，润滑油的重要性也前所未有的体现出来。在进行风力发电站设计的时候，润滑油已经成为摩擦学系统需要考虑的一个重要元素。只有特殊的润滑剂才能应对像齿轮这样高负荷部件的运行条件并同时提高其可靠性。
风力发电站同时使用液体（润滑油）和固体（润滑脂）润滑剂。润滑剂的主要作用是保证机器部件的可靠运行。风力涡轮机的重要润滑点分布在主齿轮、偏航系统齿轮、主轴承、发电机轴承、变桨装置和机舱回转环上。这些部件对润滑剂在使用寿命、负载容量和抗热性方面的要求非常高。这需要润滑剂的所有这些特点必须在使用后长期保持。
因此，电站运行员要求润滑油具备长久的使用寿命和油脂润滑更换周期。汽车以平均50 km/h的速度行驶15?000~30?000 km时需要更换发动机润滑油, 相当于润滑油的使用寿命为300 ~600 h，而用于风力涡轮机的齿轮润滑油在使用多达25?000~50?000 h后才需更换。根据众多标准定义的商业润滑油不能满足当前风力发电行业的预期。 （图片）
图1 Klüber润滑剂公司的高性能齿轮润滑油与矿物油通过FZG磨损测试的结果对比 专门设计的齿轮润滑油
对风力涡轮机齿轮性能的要求不断提高，因此造成了在较小的空间内产生了更高的负荷和温度。因此，当前风力涡轮机主齿轮箱通常使用合成润滑油进行润滑。在这种情况下，需要注意的是合成润滑油是由不同原油（聚a烯烃、聚乙二醇或快速生物分解脂）合成。然而，从对多种常用合成润滑油的使用经验来看，这些产品无法经常满足有关滚动轴承抗磨损、微抗点腐蚀、泡沫和余渣形成方面的高要求。
全球润滑专家Klüber润滑剂公司将一系列齿轮润滑油开发工作当成自己的任务。Klüber开发的产品将满足运营商对不同原油合成的润滑油产品的要求，同时消除现有润滑油的缺点。在通过众多开发过程和性能测试之后，有三种高性能合成齿轮润滑油系列可供选择：
Klübersynth GEM 4 N –聚a烯烃；
Klübersynth GH 6 –聚乙二醇；
Klübersynth GEM 2 –快速生物分解脂。
这些合成润滑油可提供更高的抗老化性能、增强的负荷能力和比矿物油更低的摩擦力，因此能够延长齿轮使用寿命并降低运行成本。
高性能齿轮润滑油的性能范围
总之，工业润滑油依照DIN 51517标准进行分类。该标准的第3部分规定了高负荷齿轮润滑油需要满足的标准。除了经常做的有关粘性、流点、泡沫特性、钢和铜材腐蚀方面的测试，润滑油胶合承载特性是由FZG（齿轮研究中心）胶合承载测试决定的。DIN 51517标准的第3部分规定齿轮润滑油胶合承载需要≥12级。齿轮润滑油不仅仅用于齿轮润滑，该润滑油同时也应该适合齿轮箱中的滚动轴承。因此，经过修订的DIN 51517标准的第3部分也包含了滚动轴承制造商FAG开发的FE 8 滚动轴承实验设备。（图片）
图2 与传统矿物油相比，Klübersynth GEM 4 N系列润滑油在FZG测试中磨损、
温度和功率损耗都降低了 FAG FE 8试验设备可用于评定润滑油的抗磨损属性以及其对滚动轴承使用寿命的影响。该实验中，滚动部件的磨损不应该超过30 mg。使用Klüber 润滑剂公司的高性能润滑油，磨损程度只为最大磨损容许值的1/3。在不发生意外的情况下，Klübersynth GEM 4-230 N、 Klübersynth GH 6-320和Klübersynth GEM 2-320与标准规定的性能参数相一致。
大范围要求
然而，对评估用于风力涡轮机的齿轮润滑油这些结果还远远不够，应该进行更深入的测试。除了在更高的圆周速度下进行了抗胶合承载改进实验，Klüber的特殊润滑油在微抗点腐蚀实验所达到的微抗点腐蚀 ≥ 10级，被列为高级别。这一高微抗点腐蚀性不仅能够在90℃下实现，同时可在60℃（风电站常见温度）喷射温度下实现。Klüber润滑剂可在两种实验温度下都取得了令人满意的结果。（图片）
图3 不同原油的摩擦力值在一个双闸板测试设备上确定 一个无故障运行的风力发电站同时也需满足低齿轮速度下润滑油抗磨损属性，因为行星齿轮级是在最低速度下运行的。FAG开发的测试方法提供了有用的信息。Klüber齿轮润滑油通过了实验，运行磨损低于 40 mg，因此磨损级别被列入“低”磨损范围， 该级别是最佳和最适合的级别。
齿轮效率很大程度上是由润滑油摩擦特性决定的。不同原油的摩擦系数在 FZG 测试设备上决定。与标准齿轮润滑油相比，新型齿轮润滑油可将温度和功能损失分别降低到20℃和18%。这些优势对提高风力涡轮机的效率和能量输出作出了重大贡献。
Klüber润滑剂公司的高性能齿轮润滑油，很多其他的风电站也将加入其中。运营商对齿轮润滑油对齿轮和滚动轴承良好的磨损保护、改进的微抗点腐蚀以及整个使用寿命过程中极高的纯度非常认可。
另外，高度的运行可靠性、长时间的润滑油更换周期以及低摩擦力值特性为电场节约了成本。服务打包方案包括Klüber销售团队进行的大范围咨询以及对润滑油的分析，以此保证公司可根据不同风电站运营商的需求提供其研制的特定润滑油。
10/16/2010
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