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15Apr
- エンジン内部の堆積物現象
  自動車のエンジン内部にカーボン(Carbon、炭素の残留物)が蓄積される理由は、燃料が完全に燃焼せず、一部が未燃焼のまま残るためです。短い走行距離を頻繁に走行したり、長時間アイドリングを多く行う場合、燃焼室の温度が十分に上がらず、長期間エンジンオイルを交換しなかったり、低品質な燃料を使用する場合にもカーボンが堆積することがあります。1.燃焼室内部の堆積物燃焼室内部の堆積物とは、下の図のようにピストン上部に炭化生成物が蓄積される現象を指します。ピストン上部に堆積物が蓄積されると、圧縮比が上昇し、ノッキング現象が発生する可能性があります。シリンダーヘッド部分を開けてみると、上の図のようにバルブや燃焼室上部に堆積物が蓄積されている場合があります。2.インジェクター内部の堆積物ディーゼルまたはガソリンのインジェクターは高圧の燃料を噴射するものであり、インジェクターを分解してみると炭化物が生成されている場合があり、このような場合、燃料の流れを妨げて出力低下や排出ガスの増加を引き起こす恐れがあります。下の図は、インジェクターボディ部分に炭化現象が発生した例です。下の図は、インジェクターのニードルおよびプランジャー部分で、上下に往復運動を行う部位であり、ここにも炭化物が生成されます。高速で往復運動を行う部位で炭化物が生成されると、その動きを妨げ、燃費や出力の低下が発生することになります。3.吸排気バルブの堆積物吸排気バルブにも、排気ガスやPCV、EGRバルブを通じて流入した炭化物がバルブ表面に蓄積され、燃料・空気・排気ガスの流れを妨げることで、出力や燃費が低下する原因となります。4.GDIエンジンGDIエンジンは出力や燃費の向上を目的としてインジェクターを燃焼室内部に配置しており、燃焼室内の高温高圧状態にインジェクター部分がさらされるため、MPIよりもさらに過酷な条件下で堆積物がインジェクターに蓄積されます。インジェクターは燃料噴射を均等に行うためにノズル先端部に複数の噴射ホールがあり、GDIの場合はこの部分に堆積物が蓄積されることで問題が発生する原因となります。下の写真は、GDIエンジンのインジェクターに堆積物が蓄積された状態です。燃料噴射孔を塞ぎ、燃費や出力の低下を引き起こします。このような堆積物を除去するために、さまざまな燃料添加剤やエンジンクリーナーなどの製品が使用されます。添加剤の種類によって、堆積物を除去する性能には差が生じることがあります。
14Apr
- エンジンオイルへの冷却水（クーラント）混入
  エンジンオイルに冷却水が混入すると、潤滑性能が急激に低下し、エンジン内部に深刻な損傷を引き起こす可能性があります。主な原因には、シリンダーヘッドガスケットの損傷、ヘッドの亀裂、オイルクーラーの漏れなどがあり、初期症状としてはオイルの色が白濁したり、粘度が異常に変化することがあります。1.冷却水の混入経路エンジンオイルに冷却水が混入する経路としては、主にシリンダーヘッドガスケットの損傷によるものが多く見られます。下の図のように、エンジンはシリンダーヘッドとシリンダーブロックの間にガスケットを挟んでボルトで固定されています。シリンダーブロック内には、カムシャフトへ上がるエンジンオイルの通路と、シリンダーヘッドへ上がる冷却水の通路が共存しており、ヘッドガスケットが損傷すると、冷却水が燃焼室内に侵入してエンジンが始動できなくなる場合や、冷却水がエンジンオイルの通路に流入してオイルを汚染することもあります。2.ヘッドガスケットの損傷下の写真は、ヘッドガスケットが損傷した場合です。ガスケットの冷却水通路部分が破れて冷却水が燃焼室内に侵入し、エンジンが始動できず、エンジンオイルが冷却水によって汚染されたケースです。3.ヘッドガスケットの損傷原因ヘッドガスケットの損傷原因はさまざまありますが、最も説得力があるとされるのは、シリンダーヘッドとブロックがアルミ合金でできており、熱膨張によってガスケットが疲労荷重を受けて損傷するケースです。4.エンジンオイル内への冷却水混入の確認最も簡単に確認する方法は、オイルキャップを開けてキャップの状態を確認することです。冷却水の成分は水とグリコールであり、エンジンオイル内に混入すると、下の写真のようにミルク色に濁る状態になります。このような状態が見られた場合は、シリンダーヘッドガスケットの損傷を確認する必要があります。5.シリンダーヘッドガスケットの損傷有無の確認シリンダーヘッドガスケットが損傷すると、燃焼室の爆発圧力がガスケットの冷却水通路を通じて入り込み、冷却水のラジエーターキャップからエアバブル（気泡）が発生します。この方法で確認することが多いとされています。以下の動画は、エアバブルをチェックする動画です。
04Apr
- エンジンオイルスラッジの生成
  エンジン内でスラッジが生成される原因とその過程を確認してみましょう。1. スラッジ生成の原因スラッジは、以下のような要因によって発生します。a. 吸気系からの酸素およびホコリ、砂などの侵入b. 燃焼室内の未燃焼炭化物（カーボン）c. 燃料（ガソリン・ディーゼル）のブローバイガスd. クランクケース内の水分の凝縮e. 金属摩耗粉技術的には、「スラッジ」という用語は酸化したオイルを意味します。しかし、実際にはスラッジとは、通常のエンジン運転中にオイル内に取り込まれるホコリ、カーボン、燃料の希釈、水分の凝縮、金属粒子などの混合物、さらにエンジン内で生成される化学的な酸化生成物などを含む総称として使われています。エンジンオイルのレベルが低下すると、熱を吸収できる熱容量が減少し、スラッジの生成を促進する可能性があります。これは、スープを調理する際に水の量が少ないと濃くなってしまう現象に似ています。また、前述のようなエンジンオイル内への外部物質の侵入は完全には防ぐことができないため、走行距離や時間の経過とともにスラッジの生成が始まるのです。2. スラッジの生成段階a. スラッジ生成前b. 初期生成段階c. 中間進行段階d. スラッジ過剰生成段階スラッジ除去作業後に最も懸念されるのは、スラッジがオイルスクリーンを塞いでしまうケースです。スラッジが過剰に生成され、フラッシングによって除去作業を行った場合は、オイルスクリーンが詰まっていないかを確認することをおすすめします。
- エンジン始動初期の摩耗
  エンジン始動直後はエンジンの温度が低く、十分にウォームアップされた状態に比べて摩耗が多くなります。以下の図は、エンジン温度に応じたシリンダー壁の摩耗量を試験したデータです。エンジンの温度が約80℃に達すると、シリンダー壁の摩耗は大きく減少することがわかります。以下は、エンジン始動後300秒（5分）の間に、エンジン温度・エンジンオイル温度・冷却水温度・燃料消費量を測定したデータです。最初の1分間はアイドリングコントロールによってエンジン回転数（RPM）が上昇するため、燃料消費量が多くなりますが、約3分後からはアイドリング時の燃料消費量が安定してきます。エンジンのシリンダーブロックおよびシリンダーヘッドの温度も、約5分後には80℃近くに達します。エンジン始動初期の摩耗が、全体のエンジン摩耗の70〜80％を占めるとも言われています。そのため、始動後は少し余裕を持って運転を始めるのが望ましいでしょう。夏季であれば、約2〜3分経過すればエンジン温度は80℃程度に達すると考えられます。人間が運動前にストレッチやウォーミングアップを行うことで関節や筋肉への負担を軽減できるように、自動車も同様に適切な準備が必要です。夏季には2〜3分、冬季には3〜5分の余裕を持つことで、ベアリング、バルブリフター、VVT、ピストン、シリンダーライナー、タイミングチェーンテンショナー、ベルトテンショナー、ターボチャージャーなどへの負担を避けることができます。
03Apr
- エンジンオイルの性能特性と性状
  潤滑油はさまざまな性能特性を備えており、これらの特性は潤滑油の目的に応じて設計されています。性能特性(Performance Characteristics) 潤滑性 :金属間の摩擦を減らし、摩耗を防ぎ、エンジンの寿命を延ばします。洗浄力 :エンジン内部に発生するスラッジやカーボンなどの汚れを除去・防止します。酸化安定性 :高温でもオイルが酸化せず、性能を維持する能力です。粘度特性 :温度変化に応じて粘度が安定して維持される程度です。防錆性 :水分や燃焼副産物からエンジン部品を錆びさせないように保護します。消泡性 :オイル循環時に発生する泡を抑えて潤滑不良を防ぎます。耐摩耗性 :高負荷でも金属同士の接触を減らし、摩耗を防ぎます。燃費向上効果 :摩擦の低減により燃費が向上します。性状 (Physicochemical Properties) 粘度:SAE等級で表示されます（例：5W-30、0W-20など）。小さい数字は低温時の流動性、大きい数字は高温時の粘度を意味します。流動点 :オイルが流れなくなる最低温度です。低いほど冬季の始動性に優れています。引火点 :高温でオイルが引火し始める温度です。高いほど安全性に優れています。全塩基価(TBN) :酸化生成物を中和する能力。高いほど長期使用に適しています。蒸発率(Noack volatility) :高温で蒸発するオイルの量。低いほどオイルの消耗が少ないです。リスタ・メタロセン 5W-30 GT エンジンオイルの性状高品質なエンジンオイルは単なる「潤滑油」ではなく、エンジン性能を引き出し、守るための重要なコンポーネントと言えます。
31Mar
- 潤滑油の機能と役割 - エンジンオイルの役割
  潤滑剤は、相対的に接触して運動する面で発生する摩擦エネルギーの損失を減らすために使用される化学物質です。このような潤滑剤は、摩擦力の低減(ガンマ作用)によるエネルギーの節約、摩擦熱の発生抑制および冷却、焼付きや摩耗などの損傷の緩和、機械装置の耐久性および寿命の向上、故障の発生率の低下など、重要な役割を果たします。このような潤滑剤、特に潤滑油(自動車エンジンオイル)の役割をより詳しく見てみると、次のようになります。自動車のエンジンオイルは上記のように循環します。1.摩擦低減作用相対的に接触して摩擦する面に適切な粘度を持つ潤滑油を供給すると、油膜によって接触運動を行う二つの摩擦面が分離され、このような潤滑剤のガンマ作用により摩擦抵抗が低減されます。潤滑油によって流体潤滑状態を維持する技術は、摩擦の低減によるエネルギー効率の向上だけでなく、摩擦によって発生する熱的損傷や摩耗量の抑制を通じて、機械装置の寿命を延ばす効果もあります。2. 冷却作用摩擦部に潤滑剤を供給しても、摩擦によって生じる摩擦熱は常に発生します。このとき、潤滑油は摩擦接触面の摩擦熱を吸収し、他の場所に放熱する冷却作用を果たします。摩擦部に潤滑油が供給されない場合、摩擦熱の蓄積による熱変形はもちろん、焼付き現象の発生により摩耗が進行し、スカッフィング(scuffing)やシージング(seizure)などの熱的損傷へと発展する可能性があります。自動車のエンジンでは摩擦熱の発生が非常に多いため、エンジンオイルの冷却機能は特に重要です。潤滑油の冷却作用が不十分であると、使用温度が必要以上に上昇し、潤滑油の粘度が低下して油膜が薄くなり、本来の機能を果たせなくなります。そのため、潤滑油は循環注入される方式によって冷却作用を実現します。3. 応力分散作用潤滑油は液体の性質により、局所的な圧力や集中した衝撃を油膜によって摩擦面全体に均等に分散させることができます。これを潤滑油の応力分散作用と言います。固体と固体の摩擦面が直接接触すると、荷重は一部の接触面に局所的にかかるため、大きな荷重を支えることができないだけでなく、材料の疲労度も過度に蓄積されてしまいます。しかし、潤滑油によって形成された油膜を介して固体表面の荷重を分離することで、摩擦面にかかる大きな荷重を安定的に支えることができます。自動車のエンジンやタービンのように振動荷重や衝撃荷重を多く受ける機械では、潤滑油の応力分散作用は非常に重要です。4. 密封作用機械の摩耗は、多くの場合、外部からの異物の侵入によって引き起こされます。自動車のエンジンでは、シリンダーの潤滑のために供給されたエンジンオイルがピストン周辺に油膜を形成し、高圧の爆発ガスの漏れを防ぎます。このような現象を潤滑油の密封作用と呼びます。密封作用は潤滑油の粘度、粘度指数、油膜の形成力などによって左右され、油膜による密封性が低下すると、ブローバイガスの漏れによる出力低下やエンジンオイルの劣化などの問題が発生します。5.防錆作用素材の表面は、大気中の酸素や外部からの水分によって腐食が進行する可能性が非常に高いです。したがって、潤滑油は物体の表面に強制的に潤滑薄膜層を形成し、表面への酸素、水分、腐食性ガスなどの侵入を防がなければなりません。また、一度侵入した異物は、防錆添加剤によって置換・除去する防錆作用が求められます。6. 洗浄作用摩擦面に外部の異物が存在すると、摩耗や腐食などによる損傷が発生します。これを潤滑油の供給によって洗い流すことを洗浄作用と呼びます。7.焼付き防止作用摩擦接触面に異常が生じて潤滑膜の形成が困難になると、接触面圧が高まり、摩耗が増加します。このとき、極圧添加剤(EP添加剤)を多く含んだ潤滑剤を供給することで油膜を形成し、焼付きの発生を防ぐ必要があります。このような焼付き現象が続くと、摩擦熱の蓄積によりスカッフィングやシージングが発生し、部品に永久的な損傷が生じる可能性があります。
27Mar
- エンジンオイル添加剤のパッケージ(Package)化
  エンジンオイル添加剤のパッケージ(Package)化エンジンオイルに使用される添加剤のうち、以下の図のように粘度指数向上剤 (Viscosity Index Improver) と流動点降下剤 (Pour Point Depressant)を除いた他の添加剤は、添加剤メーカーによってパッケージ化されて供給されており、エンジンオイルの性能等級 (API等級) に応じて使用量(重量％、処方率または添加率) が固定されています。このようにエンジンオイル添加剤をパッケージ化する理由は以下の通りです。1.潤滑油メーカーが複数の添加剤を使用して製造するのは生産効率が悪くなります。2.エンジンオイルの性能等級がアップグレードされる場合、API等級に適したエンジンテストを添加剤供給会社が実施し、その性能が確認されたパッケージ添加剤を潤滑油メーカーに供給します。3.API等級に必要なエンジンテストには、ガソリンエンジンオイルの場合1回のテストで約15万〜30万ドルの費用がかかり、1回で合格するのは難しいため、パッケージ添加剤を修正しながら2〜3回のテストを経て商用化されます。4.これらの費用はパッケージ添加剤のメーカーが負担し、開発が完了して商用化されると、潤滑油メーカーにエンジンテストの結果とともに商用化されたエンジンオイル用パッケージ製品を提案します。代表的な添加剤メーカー、ブランド1.Lubrizol (ルーブリゾール)エンジンオイル添加剤業界で世界トップの企業で、多様なOEM承認パッケージを保有しています。2. Infineum (インフィニアム)エクソンモービルとシェルの合弁会社で、高級乗用車向けパッケージに強みがあります。3. Afton Chemical (アフトン・ケミカル)自動車用だけでなく、産業用や海洋用まで幅広い添加剤ラインアップを保有しています。4. Chevron Oronite (シェブロン・オロナイト)ディーゼルエンジンオイル向けパッケージに特に強く、アメリカのOEM対応に適しています。5. BASF (BASF)エンジンオイルパッケージというよりは、個別原料(乳化剤、分散剤など)を主に供給しています。
26Mar
- [潤滑油] 添加剤の種類と特性 - 耐摩耗性添加剤 (Anti Wear Additive)
  耐摩耗性添加剤 (Anti Wear Additive)耐摩耗性添加剤はエンジンオイルだけでなく、さまざまな潤滑システムに使用される、特定の摩耗防止機能を持つ添加剤です。特に高負荷・高速・高温の条件下で金属部品間の摩耗を軽減し、機器の寿命を延ばす重要な役割を果たします。エンジンオイルにおいては、Valve Trainの金属接触部位（Cam Follower/Lifter）において、その役割を果たしています。上の図のようにCam followerとLifterの間は金属間の接触が行われるので、接触部位は金属間の摩擦によって表面に摩耗が発生することがあります。これを防止するために耐摩耗添加剤(Anti-Wear)を使用し、現在最も多く使われている添加剤はZnDDP(Zinc Dialkyl Dithio Phosphates)です。その他の代表的な耐摩耗添加剤の種類と特性は以下の通りです。これらの耐摩耗性防止剤は、低温では十分な性能を発揮できません。これは、十分に予熱される前には高いRPMを使用しない方が良い理由でもあります。耐摩耗添加剤を選択する際の注意点-環境規制：ZDDPは高効率触媒システムに悪影響を及ぼす可能性があるため、 API SN+以降は亜鉛およびリンの成分が制限されています。-添加剤の相互作用：耐摩耗剤と酸化防止剤、清浄剤などの組み合わせバランスが重要です。-OEMの承認要件：各自動車メーカーが推奨する粘度および添加剤の構成に適合している必要があります。
25Mar
- [潤滑油] 添加剤の種類と特性 - 酸化防止剤 (Anti-Oxidant additive)
  酸化防止剤 (Anti-Oxidant additive)エンジンオイル添加剤に使用される酸化防止剤(antioxidant)は、エンジンオイルの酸化安定性を向上させ、高温環境でもオイルの寿命延長とエンジン保護機能を維持するのに役立ちます。エンジンは、作動中に高温や金属触媒、酸素などにさらされ続けます。このような条件で、エンジンオイルは時間の経過とともに酸化され、酸性物質の発生、高分子不溶解分の増加などによりよって以下のような症状が現れます。- 粘度増加- スラッジ、ワニス、酸性物質の生成- 潤滑性能の低下- 金属腐食と摩耗の増加下の図は、各Group別既有の酸化安定度試験(RBOT)の結果です。横軸は時間で酸化される地点までの時間を分(minute)で表したものです。時間が長いということは、その分酸化するまでの時間が長くかかるという意味です。上でご覧のとおり、酸化安定性はGroup IVのPAOが一番良いです。時間で見ると、Group IIIに比べてPAOが約1.5倍の長寿命化効果があると言えます。しかし、価格は約2倍の差があります。単純に酸化安定による寿命に対しては高い価格です。排出ガス規制と酸化防止剤最近では、Low SAPS(硫黄、リン、硫酸灰分の減少)規制が強化され、代表的な酸化防止剤の一つであるZDDP含量を減らす傾向にあります。これにより、代替酸化防止剤の役割がますます重要になっています。(例:Borate系、有機モリブデン複合剤等)
24Mar
- [潤滑油] 添加剤の種類と特性 - 清浄分散剤(Detergent & Dispersant)
  清浄分散剤(Detergent & Dispersant)清浄分散剤はエンジンオイルで重要な役割を果たす添加剤であり、それぞれの機能は以下の通りです。- 清浄剤（Detergent）：エンジン内部の堆積物の生成を防止、酸化物質による腐食を防止。-分散剤（Dispersant）：生成されたスラッジを溶かして分散させる。清浄剤と分散剤の主な機能と成分、効果を要約すると、以下の表のようになります。実際適用時の効果- オイル交換サイクル延長- エンジン内部の清潔度向上- 燃費改善（摩擦の減少と間接的に関連）- エンジン寿命の増加最近では、添加剤メーカーがこれらの 2 つの添加剤を 1 つのパッケージにして一緒に提供しています。
21Mar
- [潤滑油] 添加剤の種類と特性 - 粘度指数向上剤
  粘度指数向上剤 (VII, Viscosity Index Improver)以前に説明したように、Group別粘度指数の一般性状値は以下の通りです。VIIは作動温度が増加するにつれてオイルが薄くなる(粘度が減少)ことを部分的に防止するポリマー添加剤です。こちらは、基油に粘度指数向上剤を添加した後の粘度および粘度指数の変化を示した図です。粘度指数向上剤を添加すると、上部の赤い直線のように粘度が変化し、それに伴って粘度指数も上昇します。また、粘度そのものも高くなります。粘度指数向上剤は高分子物質であり、基油に溶解することで温度変化に対する粘度変化の抵抗性を持つようになります。その結果、粘度指数（Viscosity Index）が大きくなります。例えば、粘度指数が100のGroup II基油に粘度指数向上剤を添加することで、粘度指数が120のGroup III基油と類似した特性を持つようになります。したがって、Group IIとGroup IIIの基油の価格差は、粘度指数向上剤の添加剤コスト分に相当する差となります。つまり、粘度指数を120に調整するためには、Group II基油には粘度指数向上剤を添加する必要がありますが、Group III基油は基油そのものだけでその粘度指数を満たすことができます。では、実際に基油（Base Oil）に粘度指数向上剤（VII）を添加した際の粘度指数の変化を確認してみましょう。試験に使用した基油は、Group IIの150Nです。上記の結果から分かるように、基油（Base Oil）に対する粘度指数向上剤の添加量（4％〜12％）を増やすことで、粘度および粘度指数の両方が同時に上昇することが確認できます。粘度指数向上剤を使用する際の注意点粘度指数向上剤のせん断安定性（shear stability）が低い場合、高速回転時に分子が切断されて性能が低下する可能性があります。また、オイルが長期間使用されると、粘度指数向上剤が分解されたり、オイル内でスラッジの生成を促進することがあります。
- [潤滑油] 添加剤の種類と特性 - 流動点降下剤
  潤滑油に使われる添加剤は、基油(Base Oil)の特性だけではエンジンオイルの性能を満足させることができないため、その機能を向上させる目的で使用する化学物質です。流動点降下剤(PPD、Pour Point Depressant)前述したように、GroupIV(PAO)を除くGroupI、II、IIIの流動点は約-12℃~15℃の間です。下の図は、基油(Base Oil)に流動点降下剤(PPD)を投与した場合の流動点変化グラフです。流動点降下剤は0.3wt%~0.6wt%程度を投与した時に効果を出し、それ以上使用すると流動点は再び上昇します。Group I、II、IIIの基油を使用する際にはPPDを添加しますが、Group IV(PAO)はPPDを使用しなくても流動点が十分に低く、PPDを入れた以上の効果があります。また、100%PAOを使用したエンジンオイルは流動点が約-50℃程度なので、エンジンオイル完成品の流動点としてもPAOの使用可否を推測することができます。流動点降下剤の原理流動点降下剤はワックス結晶(wax crystal)の形成を妨害し、低温でのオイルの凝固を遅らせます。一般的にエンジンオイルにはパラフィン系炭化水素(waxy hydrocarbons)が含まれていますが、温度が低くなるとこれらの成分が凝集して結晶化します。上記の画像のように流動点降下剤はこのようなワックス結晶の成長を阻害したり分散したりして、オイルが一定水準以下に冷却されても流れ性を維持するのに役立ちます。流動点降下剤の主な成分流動点降下剤は主に高分子化合物(polymeric compounds)で構成され、代表的な成分は次の通りです。- ポリアルキルメタクリレート(PAMA、Polyalkyl Methacrylate)低温流動性の改善効果に優れ、高級合成油に主に使用される。-オレフィン共重合体(OCP, Olefin Copolymer)粘度指数向上剤(VI Improver)とともに使用され、流動点降下効果に優れている。-ポリオレフィン(Polyolefin)系パラフィン系炭化水素の結晶化を抑制する働きをする。流動点降下剤(PPD)は、エンジンオイルの低温性能を改善する重要な添加剤です。特に寒冷地域や冬場にエンジン保護と円滑な潤滑のために欠かせない成分で、これを適切に活用すればエンジン保護と燃料効率性を同時に高めることができます。
19Mar
- [潤滑油]基油(Base Oil)の試験項目
  (Base Oil)の試験項目基油の試験項目のうち、主要なものをいくつか見てみましょう。このような試験項目は、エンジンオイルを含めて潤滑油の完成品でも主に試験する項目であり、完成品に使われる基油の含量が80%程度なので、使用される基油の性状が完成品の性能を決定すると言えます。流動点 (Pour Point, ℃)流動点は、下図のような方法でテストします。基油は石油物質なので、温度が下がるとワックス(wax)成分が析出して固まります。上図のように低温冷却槽の温度を下げ続けながら基油の流動性を確認し、左側の1番の図のようにぼやける温度を雲点(Cloud Point)、右側の2番の図のように90度に傾けた時、5秒間流れない温度を流動点(Pour Point)と言います。API Group別基油の流動点試験値は次のとおりです。*Group IV(PAO)の流動点は、Group I、II、IIIに比べて桁違いです。*Group IV(PAO)の低温特性が他のグレードに比べて優れている理由でもあります。引火点 (FlashPoint, ℃)引火点(Flash Point)試験は、上記の試験装置のように一定量の試料をCUPに入れて加熱し、油蒸気が発生するようにした後、人為的に作った火花によってスパーク(spark)が発生する温度を測定します。引火点(Flash Point)と発火点(Fire Point)の最大の違いは引火源、すなわち人為的に作った火花がある時とない時に点火される温度です。引火点(Flash Point)は炎がある時に火炎が起きる温度であり、発火点(Fire Point)は炎がなく、自体の温度だけで自ら火炎が発生する温度です。基油の粘度によって引火点が高く現れる傾向があり、潤滑油完成品の引火点は使用された基油の引火点と大差ありません。炎をあてても200度以上まで温度が上昇してこそ点火され、一般的な常温では火がつきにくいという話でもあります。銅板腐食 (Copper Corrosion)銅板腐食は、基油や潤滑油の銅（Copper）に対する腐食性を確認するための試験法です。下図のように銅板(Copper Strip)を100℃に加熱した基油や潤滑油に3時間浸し、その腐食の程度を標準時片と比較します。銅(Copper)材質はエンジンのジャーナルベアリング部位に多く使われるため、これに対する腐食性テストが必要です。蒸発量 (Noack Volatility, wt%)NOACKは高温で蒸発する量を試験するもので、下の図のように一定量の試料を高温で加熱した後、蒸発する量を重量%(wt%)で示します。試験条件は250℃で1時間です。右側のグラフは、Group II、III、IV(PAO)の蒸発量を試験した結果です。Group II(11~25%)よりはGroup III(8~15%)の蒸発が少なく、Group IIであるPAOは6~13%でGroup IIIより蒸発が少なくなります。これはエンジンオイル完成品の蒸発量と似ており、性能の良い基油(Base Oil)を使えばエンジンオイルの消耗量が少なくなるという意味です。
- [潤滑油]基油(Base Oil)の性能分類 - 硫黄(Sulfur)含有量と製造工程
  硫黄は原油に多く含まれている成分で、精製過程を経て硫黄含有量は減少します。硫黄含有量が低いほど純度が高くなり、酸化に対する安定性が高まり、耐腐食性も良くなります。基油のGroupは硫黄含有量0.03wt(300ppm)を基準に区分し、以前にポスティングした飽和度と粘度指数まで整理した表は以下の通りです。Group IとGroup IIは、粘度指数が似ているかもしれませんが、硫黄含有量の違いにより、APIの基油区分によって分けられます。基油の性能を分類する理由は、製造工程が異なるからです。Group IからGroup IVに行くほど精製をより多く行います。各Group別の製造工程について簡単にご紹介します。基油の製造工程を見ると、上図のようにすべて原油から出発して製造されます。ただし、鉱油系基油は原油を精製した後の重油(Heavy Oil)を数回の精製過程を経て純度を高め、Group I -> II -> IIIの順に基油を作ることになり,Group IV合成油は、原油を精製して出た最上位のLPGのすぐ下のエチレン(Ethylene)から出発し、液化、重合過程を経て製造されます。合成系(Synthetic:PAO)基油と光油系(Mineral)基油の分子構造を見ると、PAOは分子量が一定ですが、光油系基油であるGroup I、II、IIIは大小の分子量の差により低温特性(低温流動性)と高温特性(蒸発量)が相対的に劣ります。ただ、PAOだからといって、すべてが良いわけではありません。純度が高く、一般的な物性値は優れていますが、エンジンオイルに使われる添加剤が溶けにくく、溶解性の問題があります。これを改善するためにエステル(Ester)を約5%~10%程度必ず使用しなければなりません。
17Mar
- [潤滑油] 基油(Base Oil)の性能分類 - 粘度指数 (Viscosity Index)
  粘度指数は温度変化に対する粘度変化を相対数値で表すもので、2つの基準オイル(Reference Oil)と比較して値を計算します。すべての物質は温度によって粘度が変わります。高温で粘度が低くなり、より薄くなり、低温では粘度が高くなり硬くなります。潤滑油は高温で多く使用されるため、高温で薄すぎると潤滑膜が形成されず、潤滑油としての役割をまともに果たせません。粘度指数が高いということは、温度の変化に対して粘度があまり変わらないと理解すればいいです。上の図のうち、左の基油は右より相対的に粘度指数が低い記喩です。そのため、温度変化によって粘度が大きく変わることが分かります。これらの点も指数値を計算するために以下の2つの基準オイル(Reference Oil)を使用します。1. 粘度指数 0 (VI 0 の Reference Oil) : Gulf Coast 産原油2.粘度指数100(VI 100のReference Oil):ペンシルベニア産原油粘度指数がわからない既遊の40℃粘度と100℃粘度がわかれば、以下のグラフから計算することができます。上の計算式を適用してみると、下のグラフに見えるように傾きが小さくなると粘度指数は高くなります。最も理想的な点も指数値は無限大(-40℃~100℃で、粘度が同一)だがこのような物質は地球上に存在しません。可能な粘度指数が高いことが潤滑油としては低温と高温で良い性能を示します。基油の性状値は、基油メーカーによって基本的に提供されます。一般的な粘度指数による基油の分類は以下の通りです。- 粘度指数が100以上のGroup II基油:HVI (High Viscosity Index)基油- 粘度指数が120以上のGroup III 基油:VHVI (Very High Viscosity Index) 基油- 粘度指数が130程度のGroup III+ 基油:XHVI (Extra High Viscosity Index) 基油Group別の粘度指数の値を見ると、Group IからGroup IVに行くほど粘度指数は高くなります。
14Mar
- [潤滑油] 基油(Base Oil)の性能分類 - 飽和度
  石油物質、石油は炭化水素化合物なので、C(炭素)とH(水素)で構成されています。原油は不飽和度が高いですが、精製過程を経て飽和度が高くなります。下の図は飽和度と不飽和度の概念的な内容を説明する分子構造式です。Group Iは飽和度が90%以下、Group II、IIIは飽和度が90%以上と規定しているので、Group Iより精製過程を経たと言えます。精製過程をさらに経たので、価格は当然もっと高くなります。(Group I < Group II < Group III < Group IV < Group V)通常、Group I の飽和度は80~85%、Group II、III は95~95%、Group IV のPAOは100%です。飽和度が高いということは、C、H分子間の結合力が大きいということであり、互いに分離しにくく、外部の影響(高温、高圧)に対する抵抗性が高く、基油の使用寿命を延ばすことができます。飽和度が低く、外部の影響で分子間の結合力が落ちて分解されると、酸素と結合した後に酸化されてスラッジ(Sludge)が生成され、粘度も上がって潤滑油としての寿命を全うします。エンジンオイルの酸化によりスラッジで満たされたエンジン内部の様子不飽和度の高い基油は酸化しやすいという短所があるが、特定用途(例:添加剤との反応性強化)によって適切に活用できます。次はエンジンオイルの性能分類の重点度指数について見ていきましょう。
13Mar
- [潤滑油] エンジンオイルの構成要素 - 基油(Base Oil)
  エンジンオイルは基油(Base Oil)と添加剤(Additive)を混合(化学的な反応ではなく物理的な混合、MIixing)して製造し、基油と添加剤の種類が非常に多様で、どんな種類の基油と添加剤を使用するかによってエンジンオイル完成品の性能と特性が決定されます。エンジンオイルの基油は、様々な種類の潤滑油を製造するために使用される基本物質で、潤滑油の構成成分のうち、多くは99.5%、少なくは75%程度が使用されます。エンジンオイルに使用される添加剤の量が他の潤滑油に比べて相対的に高いです。(通常、エンジンオイルには15%~25%程度の添加剤が使用されています。）基油(Base Oil)の分類基油は使用される量が多く、基油の物理的、化学的性質が潤滑油全体の特性を決定すると言えます。基油の粘度分類は単に物理的な性質による分類であり、どれが性能的に良いかを分類しなければならないので、次のように性能による分類をしています。上記の表は、API（米国石油協会）で規定したギユ（Base Oil）の性能分類です。全世界に流通している基油は上記の区分によって販売されており、性能と価格の差が発生します。Group IからGroup Vまで計5つのGroupに分かれており、Group I、II, IIIは硫黄含有量、飽和度、粘度指数によって区分しますが、PAO(Poly-Alpha-Olefin)は別途にGroup IVに区分し、Group I、II、III、IVに属さない他のすべての既有はGroup Vに区分します。性能を区分する硫黄含有量、飽和度、粘度指数が何を意味するのかは、次のポスティングで確認してみましょう。
11Mar
- リスターブランドの紹介
  リスターはエンジンオイルをはじめとする自動車ケミカル産業の不透明な情報と不合理な慣行を破り、透明な自動車ケミカル市場を作るために設立されました。検証された科学的分析と差別化された技術力を基に、世の中になかった製品とサービスを作ること、それがリスター(LiSTA)の目標です。事業分野製品開発最高の専門人材が科学的な研究と分析を基にエンジンオイル、添加剤、ウォッシャー液など多様な高品質ケミカル完成品を開発、流通しています。潤滑油分析国際標準を遵守する試験方式で新油、使用油などエンジンオイルと多様なケミカルの分析サービスを提供し、高度化されたデータ基盤のケミカル産業をリードします。ソリューションコンサルティングエンジンオイル、ミッションオイルなど各種潤滑油の開発、運用関連ソリューションを必要とする企業や機関のための専門ソリューションコンサルティングを行います。研究装備の紹介SpectrOil 100 (RDE-OES) 元素分析器回転式ディスク電極光学放出分光器(RDE-OES)は潤滑油、冷却水、軽油または重油、グリースおよび空挺水の元素構成を正確に決定する立証された手段です。商業用オイルラボ、現場、またはトレーラーラボで広く使用されています。FT–IR分光器油物質の特定の結合分子と含有量を分析するためのフーリエ変換赤外分光器。光源の光を干渉光に変化させて試料を通過した後、時間(または距離)による赤外線強度を検出し、フーリエ変換して波数による赤外線スペクトルを得て分子の種類を分析します。RPVOT 酸化テスター回転する酸化圧力容器によって潤滑油製品の酸化安定度を測定するのに使われます。潤滑油の精製、潤滑油の高度精製、および潤滑油製品の品質監視といった業界全体で広く使用されています。FluidScan®1000 赤外線オイル分析器赤外線オイルアナライザは、潤滑油の状態を直接定量的に測定します。この装置を使用すると、オイル化学の低下や、水や間違ったオイルなどの他の流体による汚染によって、オイルをいつ修理する必要があるかを判断することができます。FDM 6000 燃料希釈計FDM6000は、オイルサンプルに混入した燃料希釈濃度を1分以内に分析します。センサーを通過して燃料蒸気を感知(0~15%)し、エンジンオイル内に混ざっているディーゼル、ガソリン、ジェット燃料を感知することができます。CoolCheck 2 - 自動冷却水、DEFアナライザこの分析器は、NIRおよびUV分光計をすべて使用して冷却水の窒化、凝固点、沸点、グリコールなどを分析して冷却水システムの状態を分析し、尿素水(*DEF)の水準も分析します。SimpleVIS® Viscometer Plus – 動粘度計SimpleVIS ® +は、速い温度調節のための内蔵型アクティブ冷却機能がある単一サンプル携帯用粘度計です。 D445に近い精度で使いやすく丈夫で速いです。使用可能な粘度計チューブは、40℃と100℃の間の2つの選択された温度で2~700mm²/s(cSt)の粘度範囲をカバーします。リスターブログはエンジンオイル、添加剤、不凍液など車両用ケミカル関連知識と分析資料、自動車整備コンテンツを定期的に発行する予定です。たくさんのご訪問をお待ちしております。研究所、ブランドに関するお問い合わせは、下記のEメールまでお問い合わせください。lista@pcarmall.com

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