[发明专利]用于润滑摩擦学系统的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于润滑摩擦学系统（摩擦副系统/摩擦体系）的方法和装置。

背景技术

摩擦学系统包括至少两个部件，所述两个部件在接触时执行彼此的相对运动，从而产生摩擦和磨损。由这样的部件的运动和接触产生的这种摩擦和磨损可导致系统的恶化和更短的使用寿命。

例如，用于机械工具、齿轮箱、涡轮机（燃气轮机）或空间设备的重负载承载件（轴承）承受磨损和摩擦，所述磨损和摩擦必须被最小化以便确保耐久寿命。

为此目的，专门的基材、表面和/或润滑剂被不断地得以改进，以便减少摩擦和磨损，从而增加这种系统的使用寿命。

作为润滑剂，众所周知的是使用油基物质。这种摩擦学系统周围的环境通常是空气。然而，空气是非惰性的并且与摩擦学系统的组件的表面或基材（例如金属）以及还与润滑剂起作用。特别地，由于金属和/或润滑剂的氧化，空气能导致所述恶化。这些缺点在高温的情况下尤其显著。

摩擦学系统与周围环境之间的这种相互作用对系统的使用寿命还有其效率具有重要的整体影响。

从WO2006/119047A2可知使用超临界二氧化碳作为在金属工作过程期间用于金属工件的润滑物。然而，提供超临界二氧化碳相对昂贵。此外，超临界二氧化碳的提供和处理是耗时的。

发明内容

本发明因而寻求提供一种用于摩擦学系统的润滑剂，所述润滑剂是高效的，并且提供和处理起来是简单和便宜的。

本发明因而提供一种根据独立权利要求的方法。

本发明的有利实施例是从属权利要求的主题。

根据本发明，提供了一种用于多种摩擦学系统的高效润滑剂，所述润滑剂既便宜又易于处理。

已发现二氧化碳减少摩擦和磨损。因此，本发明提出使得气态二氧化碳与摩擦学系统待润滑的区域相接触。然而，还已发现在摩擦学系统处的高二氧化碳浓度能引起在摩擦学系统的表面、例如齿轮或承载件形成金属氧化物。此外，高二氧化碳形成物还可导致润滑剂的氧化。因此，根据本发明，提供气态二氧化碳和惰性气体以避免过高的二氧化碳浓度。相比空气，惰性气体将减少摩擦，并且由于惰性气体的不活泼性，所以将防止润滑剂和待润滑系统的氧化。

气态二氧化碳和惰性气体可设置为混合物或设置为单独的气体供应。在任何情况下，二氧化碳被惰性气体稀释以便避免在摩擦学系统处过高的二氧化碳浓度。

除了其不活泼性以外，相比于空气，氮气已显示出更能减少磨损。因此，在创造性的方法中使用氮气作为惰性气体将改善摩擦学系统的摩擦和磨损性能并且减少摩擦学系统的金属表面的氧化以及润滑剂及其组分的氧化。

二氧化碳在摩擦学系统、例如齿轮或承载件处的量和浓度优选被控制成使得摩擦层在摩擦学系统的表面上形成但是避免系统和润滑剂的氧化。

优选的是分析润滑剂和/或监测表征摩擦学系统操作的参数，并且基于这些数据控制二氧化碳和/或惰性气体的供应。例如，当摩擦在摩擦学系统的操作期间增加时，这对系统的所需能量输入、功率输出和/或速度具有影响。监测这些参数提供了有关摩擦的信息。对齿轮而言速度的降低或功率和能量输入的增加表示了摩擦增加。在该情况下增加二氧化碳的量和/或二氧化碳与惰性气体的比率以改善润滑性能。

润滑剂的分析还可以是用于摩擦学系统状态的指示器。将二氧化碳和/或惰性气体供应至摩擦学系统优选地基于润滑剂的分析而被控制。在过高的二氧化碳级别或过低的惰性气体级别，润滑剂或润滑剂的组分会被氧化。当润滑剂的分析显示形成氧化物时，被提供至摩擦学系统的二氧化碳的量、压力和/或气流将被减少和/或惰性气体的量、压力和/或气流将被增加。

例如，一部分润滑剂可持续地经过确定润滑剂中存在氧化物的分析器。

根据优选的实施例，通过使在缸体或容器中提供的液态二氧化碳膨胀而提供气态二氧化碳。例如使用膜技术，液态二氧化碳可转化成气态状态。在被引导至待润滑的摩擦学系统（即摩擦学系统的待润滑的区域）后，该气态二氧化碳可被释放到环境中。众所周知的，与二氧化碳有关的健康危害是很小的，从而在润滑的摩擦学系统附近不必有专门的用于保护使用者的设施。气态二氧化碳可从带有气态内容物的缸体供应。还可以在润滑之后收集二氧化碳以便将其再循环、例如提供合成燃料。

气态二氧化碳可被轻易地处理。例如，所述气态二氧化碳可设置在缸体中或容纳液态二氧化碳的容器中。如公知的，这样的缸体可设有用于气态萃取的器具。二氧化碳是便宜的并且容易得到。

现在将基于如附图中所示的优选实施例更详细地描述本发明。