2.2、国内的经验（引自新疆天风达板城风场测试报告，２００７年６月２１日在金达坂一电场的Ｃ ６号机组使用 PAG 油，于８月７日、９月２６日登机检查；６月２１日Ｃ４号机组更换使用原齿轮 箱 PAO 齿轮油） 测试机型：金风 S43/600 齿轮箱型号：ＤＰＳ６００／Ｊ Ａ 测试油品：2 种 PAO 型、一种 PAG 型齿轮油，部分指标见表 1；
油和 PAO 的相容性。所以在改用 PAG 油时，充分地清洗齿轮箱是必要的。
四、 结论 通过如上的转述我们可了得出以下结论： PAG 油以其诸多优异性能将在风电行业广泛采用，通过它的使用，可以有效的减少齿轮箱的 点蚀及轴承失效，提高风电设备的可靠性。 酯类由于良好的生物降解性能，也导致其很难胜任长期的润滑工作，原因是其水解。但我们 不排除未来会有性能更恰当的酯型风电齿轮润滑剂。
从以上 C6 齿轮箱的齿面照片来看，虽然在滑动方向上仍有形成间隔不均匀，长短不一的细纹沟槽（原 加工纹路）形成沿齿高方向的拉痕，但可以看出经过近一年的使用齿面光洁度得以改善，点蚀得到 抑制。 以下引用机械工业油品检验评定中心对三种油样（PAO1、PAO2、PAG）各项使用 1 年后指标对比， 综合结论内容： 从粘度指数看，这三种油均为合成齿轮油。 A1（PAO1）总酸值较高，结合光谱元素分析，油中酸性金属盐添加剂含量高，有导致机件受到酸性 物质腐蚀的可能，同时在使用中存在添加剂消耗过快的风险。在用油高温时泡沫倾向性明显，可能 与添加剂的损耗有关。 B1（PAO2）新油抗泡沫性质正常。从使用效果来看，在用油 B2 和 B3 泡沫倾向性明显。 C1（PAG）粘度指数特别高，粘温特性很好，这在新疆昼夜温差变化很大，夏冬两季气温相差十分明 显的环境中具有优势。从使用效果来看，在用油 C2 和 C3 磨损状态很好，虽然 C2 受到较多水分污染，
3.3 水溶解力： 在以上的两个例子中，我们发现 PAG 油的含水量都比较高，通常，油中含水会造成以下影响：
a) 使基础油发生水解和氧化； b) 在高温下气化； c) 使基础油乳化，使油液 TAN 升高； d) 产生电介质（溶解添加剂及氧化生成的有机酸）效果，对金属产生腐蚀。 但在以上的例子中并没有看到油液变质、TAN 升高、油品乳化、金属腐蚀等现象，这是为什么呢？
但未造成齿轮箱明显的磨损变化。 测试结论： PAG 油在粘度指数、抗磨性、低温启动性能方面优于 PAO 油，在节能、降低齿轮箱油温方面表示优 异。
三、 分析原因 对比 PAG 与 PAO 基础油：
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
性能 分子特性 粘度指数 抗点蚀性能 添加剂感受性 溶解水能力 清净性 润滑性 低温启动性 材料相容性 基础油相容性
或脆化，聚碳酸酯常作为润滑油箱的侧盖玻璃。密封件方面，采用 NBR（丁腈橡胶）确保安全。
好的溶解性能可能使油漆变软或脱落，在作为美化的外部油漆时，采用催化环氧、环氧酚及改性 酚涂层没有问题，内部漆应采用环氧漆或不涂漆。
3.5 基础油的相容性 由于因为高含氧量，与矿物油和 PAO 不相容，增加环氧丙烷含量并改进结构可以改进与矿物
风电齿轮箱润滑油的发展及技术要点
一、 风力发电齿轮箱润滑油的发展过程
自上世纪四五十年代大型风力发电机组问世以来，到今
天，新的机型不推出，功率不断提升，对齿轮箱用油的选择
功率
5
也在不断升级。从早期的矿物型润滑到目前广泛使用的 PAO 3
PAG
（聚α烯烃）合成润滑剂，设计人员不断的追求寿命更长、 1
PAO
测试风场：Klim 风场，此风场 为离岸海上风场；
测试机型：Vestas V44‐600kW， 所在测试机型在满负荷下工作；
测试油品：4 种矿物油、 2 种 PAO、2 种 PAG。
通过 3 年的测试，ELSAM 能源公司在丹麦的 Horns Rev 风场得到如下测试结果，在润滑失效率方面： PAG 油品的为 0，而 PAO 型及矿物型油品的失效率在 2~5 之间；金属磨损方面：PAG 无磨损，而 PAO 及矿物型润滑油均产生少量或一定程度的磨损；粘度方面：PAG 与 PAO 略有下降，矿物油无改变； 酸值方面：少量添加剂的矿物油增加，而高添加剂矿物油及 PAO 酸值无改变，PAG 油的酸值下降； 含水量方面：这组数据非常有趣，PAG 的含水量很高，而其它润滑剂的含水量都不高，这是为什么 呢，为什么这么高的水没有造成酸值升高及磨损呢？！
由于 PAG 油的粘度指数高，可达 248，而 PAO 油为 160，所以 PAG 油有着更为优异的低温启动性能。 见表 2；
在表 3 及表 4 中，将使用 PAO 油的 C4 齿轮箱与使用 PAG 油的 C6 齿轮箱在输出功率，齿轮箱温度两 方面做比较。可以看出，使用 PAG 油的风机输出功率大于使用 PAO 油的风机，同时，齿轮箱的温度 低 10%左右。
目前世界上合成基础油的制造商： 本文主要讨论四种常见的合成润滑油基础油：聚α‐烯烃基础油(PAO)、聚乙二醇基础油(PAG)、
酯类润滑油和磷酸酯基础油。 PAO 重量级重量级生产企业，埃克森美孚公司(Exxon Mobil)和雪佛龙菲利浦化学公司(Chevron
Philips)； PAG 生产商有陶氏化学、科宁 Cognis、科聚亚公司、斯泰潘 Stepan。 酯型基础油生产商 Hatco 公司、美国尤尼罗尔公司(Uniroyal)以及大湖化工公司(Great Lakes
Corporation) 。 阿 克 苏 诺 贝 尔 公 司 (Akzo Nobel) 将 磷 酸 酯 基 础 油 业 务 卖 给 了 旭 瑞 达 有 限 公 司 (Supresta)；后者之后不久又被以色列化学有限公司(Israel Chemicals Limited)收购了。
编后语：本文以将事实展现在读者面前为初衷，将国内外资料转述编辑，未经个人评论分析，对 文中所列测试资料如愿索取，定当毫无保留。珠海经济特区顺益发展有限公司，张志翰， 0756‐8803829、8116158，zzh@。
渐渐地引起了注视，新的润滑剂升级必然出现，PAG（聚醚）齿轮油在测试和使用在悄然进行中。
未来，随着环保观念的重视，海上风电的兴起，生物降低的问题也将呈现在我们的面前，ESTER（酯
类）润滑剂，这种生物降解速度快，对环境污染更更佳优异的润滑剂出现？答案是肯定的，我们拭目以待。
PAG 极性
240~250 优 优 优 优 优 中 中 差
PAO 非极性
140~160 中 差 差 中 差 优 优 优
如左表，在 PAG 与 PAO 性能中，1~8 项 PAG 点优， 9、10 项 PAO 占优。 从性能对比可以得出这样的结论，润滑性、抗点 蚀性、清净性、添加剂感受性、低温启动性这些 风电齿轮油应具备的重要性能中，PAG 更好。而 在材料相容性、基础油相容性方面，PAG 不如 PAO。
3.2 PAG 的清净性： PAG 的氧化产生极性含氧产物，PAG 本身也是极性的，可溶解这些氧化产物。相反的石油基是
非极性的，它们的氧化产物是极性的，由过氧化物和羰基化物组成，油不溶解这类极性物，促使它 们直接生成油泥和漆膜的趋向。
原为 PAO，改为聚醚后运行 2000 小时
原为矿物油，该为聚醚后运行 2000 小时
水在油中有三种状态： a) 悬浮状。水分以水滴形态悬浮于油中。 b) 乳化状。指水分的极细小的水滴状均匀分散于油
中。 c) 溶解状。水分以溶解于油之中形式存在。 由于大多数基础油溶解水的能力有限，当有水进入油 液中时，只有很少一部分能够溶解，大多以悬浮和乳化状 出现，这两种状态是对油液产生负面影响的根源，而 PAG 油由于与溶解水的能力强，即使大量的水进入系统也将以 溶解状存在，所以不会影响油液的性能。
更加洁净、运行更可靠的润滑剂，以降低设备维护成本提升
矿物油 0.5
运行可靠性。
PAO（聚α烯烃）合成润滑剂是上世纪四十年代合成成
ESTER 时代
功，至今已在工业生产的各个方面广泛使用，PAO 以其合成良好的均一性在抗氧化、低温、积碳倾
向等诸多性能方面超越了矿物油，在风电行业也受到了一致的青睐。
随着风电机组功率的不断增大，使用经验的逐渐积累，齿面在更高的压强出现的点蚀等问题也
二、 在国内外的测试结果比较
2.1 、 国 外 的 经 验 （ 引 自 Lubrication Selection for the Horns Reef Project‐‐‐‐H.MOLLER ELSAM Engineering A/S,Vodskov,Denmark）： 测试起因：“在 90 年代中期，风电齿轮箱问题—甚至是刚刚使用的齿轮箱，经受着轴承及齿牙失效 的困扰。 此时一个众所周知的‘微点蚀’问题困扰着风电的发展。” ‐‐‐‐‐引自测试报告 2004 年 ELSAM 能源公司在丹 麦 Horns Rev 风场为改善齿轮 箱点蚀及失效做的测试：
溶解力实际上是一种分子间的作用力，即范德华力。PAG 的溶解力是因为聚醚结构中含量很多的氧原子与水中的氢形 成氢键，也就是具有更强的分子间作用力 。在工作条件下， 均衡的水含量大约为 2000 – 3000 ppm（约 70 ℃），而不会影 响油液的性能。
3.4 材料相容性 虽然 PAG 能与弹性体相容，应在换用前进行评估，聚碳酸酯和聚亚胺酯机械部件有时被软化
生物降解的酯类油，在测试的 3 台风机中 表现如图 4、5、6 所显，在为期 2 年的测 试中，由于酯类油的可降解性，使得油液 的 TAN 值在第二年已增加很高，粘度在第 二年下降了 15%，铁含量也增加较快。
测试表明，酯类油因其生物降解性能 致使油液寿命短，不适合用于风电齿轮箱。
测试结论：PAG 用做润滑剂。从 Klim 风场的经验表现出如下的品质： 减少齿轮箱失效的风险 有着卓越的抗微点蚀性能 减少磨损 降低油箱温度，也就是降低了摩擦功耗 ‐‐‐‐‐引自测试报告
图 1：低添加剂矿物油使用 4 年后表现出中度/可接 受的微点蚀； 图 2：高添加剂矿物油使用 3 年表现出广泛的点蚀及 明显的灰亮的划痕；当然，齿轮的表面粗糙度、负载、 油的洁净度等因素都影响着微点蚀的形成，但所有使 用 1、2 类油（低添加剂、高添加剂）的齿轮箱出现 了相同的现象。 图 3：同期使用 PAG 油齿轮箱几乎没有微点蚀产生。 ‐‐‐‐‐引自测试报告