粘度指数向上剤

アッシュフリーのオイルがあればいいなといういいトスを頂きましたので、ＤＰＦはアッシュフリーでも堆積物が溜まる話をしておきたいと思います。

粘度指数向上剤はエンジンオイルに欠かせませんが、反面恐ろしい面もあります。今回の話は、皆さんが知らない粘度指数向上剤について考えて行きます。

粘度指数向上剤と聞いて感の良い方は、ははぁ～ん、ポリマーせん断の話しだと考えるとおもいますが、

　ブッブーです

●ディーゼル用エンジンオイルは大体ですが
基油(78.5%)＋粘度指数向上剤(8%)＋各種添加剤(13.5%)
各種添加剤＝清浄剤(5%)+分散剤(6%)+極圧剤(1.5%)+酸化防止剤(1%)
※1991年日本石油中央技術研究所井上清氏のレポートを編集

その他微量ながら泡立ち防止、防錆、流動点降下剤、ＦＭ剤などが配合される

現代のオイルではＶＨＶＩなど基油の性能が上がり、また、エンジンの進化によりエンジンオイルに求められる性能も格段に厳しくなっており、添加剤の役割が大きくなっています。

●粘度指数向上剤の配合量
基油はＶＨＶＩで５Ｗ－３０くらいのＤＬ－１もしくはＣ３（ＳＰ）をお使いの方が多いと思います。ＤＬ－１とかＣ３では硫酸灰分に目が行きがちですが、今までの検証でスカＤエンジンにおいては、ＤＰＦを詰まらせる原因物質の主犯は未燃焼オイル由来成分で、本当のアッシュ量は意外に少なそうだという事が解かってきたと思います。

・普通Ｗ－３０だと動粘度は１０．５くらい。ではＶＨＶＩの動粘度は？世界の５０％位を占めているといわれるＳＫルブリカンツ（韓国産ＶＨＶＩ）のＹＵＢＡＳＥという製品がＶＨＶＩで、国内産のエンジンオイルのＶＨＶＩはほぼほぼこれかと思います。


・９種類の内、どれかを使ってＶＨＶＩオイルを作るのですが、ＹＵＢＡＳＥの４を使って動粘度１０．５のＤＬ－１を作るとすると、単純計算上、１８．５％ほど粘度指数向上剤を使用する事となります。
※ＹＵＢＡＳＥの４：4.2cSt、粘度指数向上剤：600cStで計算
※粘度指数向上剤は色々ありますので、オイル屋さんが何を使っているのかは解りませんが、想像で600cStの物を使ったとしました。

★ＶＨＶＩ(81.5%)+粘度指数向上剤(18.5%)・・・これに他の添加剤が添加されている感じでしょうか。
※計算はTemperamentLube製の簡易版で、ワコーズのブレンディングチャートとは微妙な違いがありそうです。

●高温特性　ここからが大切な情報
ＶＨＶＩ基油は燃焼室等で高温にさらされますとほぼ蒸発するようですが、粘度指数向上剤は７％がドロっとした粘着状の炭化物となるとのことです。これが、非常に燃えにくい炭化物でＥＧＲクーラーやＤＰＦ閉塞を招く主犯であり、ＤＰＦ閉塞のアッシュは共犯くらいの位置づけでしょうか。


・ふぃでぃっくさんのインジェクターの軸が茶色の粘性の高いものが付着していたとあり、燃料由来成分説を唱えましたが、粘度指数向上剤かもしれませんね。高分子の炭化水素の成れの果てですので、もしこちらだとフューエルワンなどＰＥＡ系かもしれません。

・ＶＨＶＩ基油の高粘度オイルＷ４０とかＷ５０は、ＹＵＢＡＳＥの８Ｊ位だと期待しますが、いずれにせよ、Ｗ３０より大量に粘度指数向上剤が使用され、その内７％程度がＤＰＦやＥＧＲクーラーにとって危険な物質であるとの認識は必要となります。

・実際のＤＰＦにまわる量は微々たるもので、長い時間を掛けて蓄積されるものなので、即どうすべきかの対策は無く、当面オイルキャッチで対策するとか定期的にＤＰＦクリーナーで強制燃焼を行うのが正攻法でしょう。

・シェルルブリカンツの話が傑作で「粘度指数向上剤の添加量の少ないオイルを選べ」とあるがユーザーにそれが解るすべはありません。

・こういう事を踏まえてオイルの錬金術でほぼノンポリマーオイルの実験をしましたがお金がかかりすぎるので残念ながら継続できません。研究としては成功、コスト的に成立しないという事です。

●ＰＭ中のＤＰＦを閉塞させる要因物質

シェルルブリカンツの資料を見ますと、硫酸ミストとアッシュはＰＭ時点では分かれていますがＤＰＦ内では反応してＣａＳＯ４となって行きます。

①ＣａＳＯ４　　：３８％
②スス・カーボン：４１％（普通のススと粘度指数向上剤の死骸）
③未燃焼潤滑油　：２５％（通称黒マヨ）
④未燃焼燃料　　：　７％

これは燃焼により発生したＰＭの成分で、ＤＰＦに入っていきますが、ＤＰＦ再生を経て燃焼したり変質していきますので、ＤＰＦの堆積物とイコールにはなりませんので、くれぐれも誤解しないように。

・①はどうやっても燃えません。②のススは燃焼します。②のカーボンの一部は粘度指数向上剤の死骸で燃えません。

・③と④もＤＰＦ再生で蒸発したり一部が燃焼するでしょうが、黒マヨから水分や油分の軽質分が抜けてドンドン燃えにくい成分が残り、堆積して行くものと思われます。

・粘度指数向上剤の死骸と黒マヨの死骸は早い内ならＤＰＦクリーナーの強制燃焼である程度燃焼できると考えております。

・ＤＰＦ再生促進剤などがありますが、成分中のセリウムやＦｅは低温で酸化触媒の活性を行うだけで②のススしか燃えませんので大した意味は無く、ＤＰＦ再生時にエンジンを３速２２５０ｒｐｍでＤＰＦ温度を６５０℃以上に上げる方がよろしいかと思います。あまり問題となったという情報はありませんがセリウムとＦｅは使用量に応じてＤＰＦ内に堆積するようです。

●まとめ
良く知られたアッシュ以外にもＤＰＦに堆積していく物質は多いので、そこだけに注意をせず、全体を通してオイルの銘柄やオイル管理、オイルミスト対策が必要という事です。

・ちなみに低アッシュのＤＬ－１は清浄剤濃度が低いのと塩基価が低いため、汚れやスラッジが溜まりやすく、また、エンジン保護性もオイルとしては低いのでロングドレンはできません。

■参考情報
スタンダード石油（ＹＵＢＡＳＥ）
https://www.ssoh.jp/mobil/baseoil/group3/

シェル ルブリカンツ ジャパン（粘度指数向上剤）
https://shell-lubes.co.jp/lubes-grease/lubes-technology/tech-crt/1128/