纳米流体冷却液,因何让卡车持续省油?——济能“纳米流体冷却液”让内燃机省油科普解读(解读系列2)

栏目说明:随着网络与通信技术击穿信息不对称壁垒,卡车服务回归了直通车辆的商务本质。在数年市场主体不断努力下,产业互联数据底座与供应链生态服务模式正在成型,为直接服务车队车辆的“产品与服务”架起了桥梁。本栏目就是挖掘并科普解读这些直通车队车辆的“有形产品、系统方案、无形服务和有效组织”等,为直接服务车队的组织提供优质素材,为车队老板优选服务提供决策依据,为卡车消费服务转型升级贡献力量。

案例点评:

新材料、新技术给传统行业带来的冲击是巨大的。

纳米流体作为一种新型的高效、高传热性能的能量输运工质,可有效提高热系统的传热性能,提高热系统的高效低阻紧凑等性能指标,满足热系统高负荷的传热冷却要求,满足一些特殊条件(微尺度条件)下的强化传热要求,在强化传热领域具有十分广阔的应用前景和潜在的重大经济价值,被称之为未来的冷却散热技术。

济能纳米流体冷却液率先在国内落地应用,对卡车行业是一个好消息。其节能减排提升动力,不但通过了国家权威部门认证。更重要的是,通过在重卡实载路况下数据实时跟踪监测,跑出了平均节油率8.32%,满载高速场景节油率10.77%的好成绩。

未来已来,让我们拥抱变化,接受纳米流体技术给卡车行业带来的实惠吧。

内燃机作为第二次工业革命中最具有核心价值、最有代表性的发明创造,已经走过了146年的发展历史。

我国是内燃机大国,内燃机保有量超过5亿台,年内燃机进入量逾7000万台,内燃机单机功率也从不到1千瓦发展到8万千瓦。

随着国家双碳战略的制定与实施,内燃机节能减排进入了倒逼进程。一方面是前市场的技术路线革命,一方面是在用市场的节能减排。武汉济能纳米流体冷却液材料,就是既能应用在前市场,也能够应用于在用市场的创新产品。以下是本刊的解读。

纳米流体冷却液的节油原理,与传统冷却液的产品比较

1.1纳米流体技术。

纳米流体即为在传统流体中加入金属纳米颗粒构成一种新型的换热基质(纳米流体),这是纳米技术应用于传热学中的创新性研究。近十余年来,许多科学研究者相继进行了大量的有关纳米流体的理论和实验研究,着重研究新型纳米流体的制备及其测试其热传导、对流、相变换热等性能,不断地探究纳米流体强化传热技术机理,推动纳米流体强化传热技术在工业中的应用。

武汉济能纳米流体冷却液,就是在这波创新大潮中率先落地应用的。

1.2纳米流体冷却液的节油原理。

冷却介质是发动机热平衡系统中重要的组成部分之一,帮助发动机维持最佳热平衡温度是提高燃烧效率,降低油耗的有效手段。纳米高沸点冷却液具有较高沸点,动态平衡温度比传统防冻液更高,减小了与热接触面的温差,降低热损。当冷却液温度升高后,较高的沸点和固体纳米粒子的存在,减少了气泡生成量,避免由于气阻因素导致冷却液流量下降和换热效率降低的情况。并且,散热器的结构会使冷却液产生强烈的湍流现象,这会加剧纳米粒子的碰撞,强化传热。因此,在散热器端纳米冷却液比传统防冻液具有更好的热交换效率。

综上所述,纳米高沸点冷却液具有低温升温快、高温散热快的产品特点。正常工况下,冷却液在安全范围内维持相对较高热平衡温度,从而提升缸内燃烧温度,燃油燃烧更充分,减少热损;高负荷工况下,纳米流体冷却液比较传统防冻液更能保持稳定的换热效率,使发动机具备更好的缸内燃烧条件。这些因素都可以帮助发动机降低油耗,减少排放。

1.3内燃机冷却液的产品与技术发展历史。

第一代:水。

优点:导热率高,流动性好,是一种非常好的传热介质。

缺点:沸点低、冰点高,不适用于高温工况和零度以下的低温环境,易产生腐蚀。

第二代:乙二醇型防冻冷却液。

优点:乙二醇作为防冻剂,按相应水含量配置不同冰点冷却液,符合低温环境下使用。

缺点:导热率偏低,无法完全满足设备在极端环境下高负荷散热需求,导致设备过热,功率降低。

第三代:微水或无水型,高沸点冷却液。

优点:以市场上代表的某丙二醇无水冷却液,能够满足高性能发动机对冷却温度提高的要求,减少系统内气阻产生,避免“开锅”现象的发生。

缺点:导热率低,换热性能较差,对零部件强度要求高,在高温环境或长时间高负荷状态下,容易出现超温甚至影响正常使用。

第四代:纳米流体冷却液。

沸点高换热性能好,其添加高导热纳米粒子提高换热性能,并能长效保证纳米粒子高温稳定性,使内燃机具备更好的缸内燃烧条件,帮助内燃机降低油耗、减少排放、提升动力。

国内外文件检索显示,纳米流体高温换热剂,中美军方均有立项、未见完成披露,社会面也无成功披露。目前,该项技术为武汉济能在国内外首创,属于颠覆性技术创新。

1.4 与传统冷却液的产品比较。

综合比较列表如下:

1.5国家权威部门的检测报告。

西安市产品质量监督检验院/东风商用车有限公司

工艺研究所检测中心理化检测报告

■理化指标符合GB29743-2013标准

机械工业汽车零部件产品质量监督检测中心

汽车动力性台架测试报告数据

纳米流体冷却液在在用卡车上的应用案例

案例:某车队实际载货瑞途·节油宝APP跟踪情况。

基本信息:鄂ABV**9、J6P国五-550-6*4,孝感—长沙,钢材普货、国道为主、装载稳定。国道、高速综合路况验证数据。下表为单季度服务效果:

数据显示:平均节油率为8.32%,满载高速场景节油率10.77%。其中科学驾驶节油1.87%,纳米流体冷却液提升燃烧效率与导热效率节油8.4%,其他因子综合影响0.5%。

瑞途·节油宝APP台油耗因素分析:

注:百公里油耗下降4.61L/100km,油耗下降百分比是10.77%。

产品使用的投入产出分析

纳米流体冷却液对发动机节油都有提升,在重载、高负荷、高转速下的节油效果最优,在动态数据监控下更能显示节油魅力,是一个持续效果。

济能向车队提供服务,是与战略合作伙伴共同推出“纳米流体冷却液节油包”(纳米流体冷却液+R-Box+瑞途·节油宝APP)。

该项服务承诺,车队保底3%节油率,40万公里为一个周期,在动态节油数据监控下,未达3%节油率退全款。客户购买该节油包,只需付保底3%节油价值的36%,所有节油全部归自己。在40万公里签约周期内,用户享受纳米流体冷却液全包保养、基本培训等全过程服务。

“纳米流体冷却液节油包”是一项服务,该服务通过数字监控车辆运营状态,动态获取纳米流体冷却液的节油数值,从而发挥其产品低冰点与快升温、动力提升、延长发动机寿命等特性。同时获得科学驾驶、费油事件提醒、故障处置指导等服务。

具体例如:J6P国五550马力车型,更换一次需要40升冷却液。

传统冷却液每升12元,使用2年时间,480元/车。

★该车使用纳米流体冷却液节油包,按保底节油3%、2年运行40万公里、油价7元/升、2年(按30L/100km计)节油3600升计,单车省油价值2.5万元。

购买“纳米流体冷却液节油包”价格是2.5万元×36%=0.9万元。

2年保底节油3%,总省2.5万元—付出0.9万元=节省1.6万元。这是服务方保证的基本底线。

★若按实载节油案例8.23%节油率、2年40万公里、节油9876升、7元/升计,该车总计省油钱6.9万元。

2年平均节油8.23%,总省6.9万元—付出0.9万元=节省6万元。这是“纳米流体冷却液节油包”可创造的预期价值。

★如果一个车队有50台车使用“纳米流体冷却液节油包”,2年净节省1.6×50=80万元~6×50=300万元之间,并且在车辆科学驾驶、系统功能管理上迈上一个新台阶,TCO管理又有了一个实实在在的抓手。

而使用传统冷却液,需要净付出480元。这就是科技给车队带来的实惠。

目前,济能与合作伙伴已经签约了数家车队,“纳米流体冷却液节油包”使用已经在路上。

武汉济能纳米流体技术有限公司(简称:武汉济能)2022年元月成立,是以纳米流体高温换热剂的研发、生产及销售为经营主体的高科技企业。纳米流体冷却液,由华中科技大学化学与化工学院罗逸教授主导研发,其专注纳米流体冷却液的研究和应用历经12年,累计投资6000万元,突破了纳米流体高温分散及稳定性技术难题,实现了纳米流体商业化应用及规模化量产。目前,武汉济能已经建设了年产3000吨的纳米流体冷却液自动化生产线。随着纳米流体冷却液在内燃机领域的推广应用,其优异性能足以取代现有冷却液。