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現代のオイルは何から作られているのか
石油 - あらゆるオイルの基礎
多くの現代のオイルの基礎となっている石油は、 何百万年も前に、海底に沈んだプランクトンの死骸から形成されています。時間が経つにつれて、砂と岩石がその上に堆積し、酸素の遮断、圧力、熱のもとで石油へと変遷しました。石油の基本的な構成要素は、さまざまな鎖長で発生する可能性がある炭化水素化合物です。
3種類の主な基油
鉱物性基油
鉱物性基油は、最もシンプルで最も古い形式の基油です。原油を加熱し、成分に蒸留(分離)することで、原油から直接抽出されます。その後、脱蝋などの精製プロセスによって不要で有害な成分が除去されます。最後に、開いた分子鎖を“修復”し、経時安定性を高めるために、精製物に水素が添加されます(水素化仕上げ)。
完全合成基油
完全合成基油は、非常に優れた熱安定性と経年劣化耐性を特徴としますが、製造には手間がかかります。原料として、いわゆるナフサ(添加剤を含まないガソリン)が使用されます。液状のナフサは最初の段階で分解されます。つまり、分子鎖(C5~C12)が分割され、C2の長さに分解されます。元は液体だったものがこれで気体になります。その後の合成プロセスでは、短鎖分子(C2)が長鎖分子(C20~C35)に組み合わされ、水素の供給(水素化)によって“封止”されます。
水素化分解基油
水素化分解基油は、鉱物性および完全合成基油のプラスの特性を持ち合わせています。非常に優れた熱安定性と経年劣化耐性を備えていながら、材料と完全に適合します。水素化分解基油の基礎は、鉱油抽出中に除去されたパラフィンです。これは長鎖分子化合物(> C35)で構成されており、触媒の存在下で高圧および高温で分解され、使用可能な長さ(C20~C35)に短縮されます(接触水素化分解)。次に、分子鎖の亀裂を避けるために、液体は真空下で蒸留され、パラフィン残留物が除去されます。
純粋な基油だけでは、現在の潤滑剤が果たさなければならない多くの役割を果たすことはできません。現代のオイル、特にエンジンオイルと潤滑油は、1つの基油だけでなく、様々な基油で構成されています。こうした組成に加えてとりわけ、特殊な添加剤がエンジンオイルの重要な機能を果たします。
添加剤パッケージ - エンジンオイル内の添加物
添加剤パッケージは、加熱された基油に添加されるさまざまな添加剤の混合物です。要件に応じて、エンジンオイル内のさまざまな添加剤が1つのパッケージ(添加剤パッケージ)に組み合わされます。これらは本来の機能を向上したり、オイルに新しい特性を与えたり、そして何より潤滑剤の性能と寿命に関して重要な役割を果たします。
添加剤から影響を受けるオイル特性
特性 | 添加剤から影響を受ける | 添加剤によってのみ達成可能 | 添加剤の影響を受けない |
低温挙動 | X | ||
経時安定性 | X | ||
粘度 / 温度挙動 | X | ||
腐食防止 | X | ||
汚れ分解力 | X | X | |
分散力 | X | X | |
高圧特性 | X | X | |
発泡挙動 | X | X | |
空気分離性能 | X | ||
水分離性能 | X |
エンジンオイルの添加剤含有量
各添加剤とその機能
洗浄剤
洗浄剤は、堆積物の発生を防止したりエンジンから堆積物を除去する、オイル中の洗浄物質(界面活性剤)です。オイル交換のインターバルが長すぎるなどしてこれらの有効成分が使い果たされると、堆積物の形成が増加します。これにより、エンジンの摩耗が目に見えて増加します。
極圧添加剤(EP添加剤)
EP添加剤は、摩擦相手の高い圧力や負荷による溶着を防ぐために、硫黄またはリンの化合物などの形でオイルに添加されます。高圧または高負荷下では潤滑剤内で高温が発生するため、これらは潤滑剤に不可欠です。その際、硫黄(硫黄担体)またはリン酸誘導体(リン含有化合物)がEP添加剤から放出されます。これらの条件下では、放出された物質は直ちに金属表面と反応して、金属硫化物または金属リン酸塩を形成します。これらの化合物は金属表面に保護層を形成し、この保護層が高圧下で薄膜のように剥がれ、金属表面の溶着を防ぎます。
流動点降下剤 (PPD)
PPD添加剤はオイルの流動点を下げ、それによって低温特性を改善します。基油中のワックス結晶の構造を変化させ、結晶の成長を大幅に遅らせることにより、低温でもオイルが流動性を維持します。
粘度指数向上剤
粘度指数向上剤は高分子ポリマー(高分子の結合)で、その特殊な構造によってオイル粘度の温度依存性に影響を与えます。低温ではポリマーが収縮するため、オイルの流動抵抗が低下し、基油の粘度変化が補正されます。
エンジンオイルの分類および仕様
過去数十年にわたり、さまざまな機関がエンジンオイルの分類に取り組み、粘度と品質に関する国際的に統一された基準を作成してきました。
メーカーによって異なる仕様は、潤滑剤が自動車メーカーによればどのエンジンまたはトランスミッションに適合し、公式に承認されているかを示します。