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前回のブログ【潤滑領域から見る低粘度オイルの不合理性】では、結論として「メーカーアプルーバル（認証）品を使いましょう」とお茶を濁して終わりましたが、あの結論で納得するようではまだ探求心が足りません。

今日は、前回の内容の本質的な部分をさらに深掘りして解説を補強していきたいと思います。

　おさらい

前回の内容を簡潔におさらいすると、

・流体潤滑領域ではベースオイルの油膜で保護
・境界潤滑領域ではオイル中の添加材成分で保護
→低粘度だと油膜がつぶれやすく、境界潤滑が生まれやすい
→添加材成分は消耗品なので、ベースオイルによる油膜保護（流体潤滑）を優先すべき

まとめるとこんな感じでした。

じゃぁ昔みたいな固いオイルに回帰すべきなの?っていう意味ではなく、今のオイルは昔よりもはるかに進化しているので、わざわざ固いオイルでなくても保護性能は担保されていると考えています。

あくまで極端は良くないねという話。

さて今回は、オイルの油膜性能そのものにスポットを当ててベースオイルの性能の一面を探ってみたいと思います。

　油膜性能は評価できる?

油膜性能というと真っ先に思いつくのがやはりHTHSでしょうか。（また出た）

HTHS（高温高剪断）粘度は実際のオイルの性能を測る指標として重要ですが、これはあくまで商品としての性能。

もっと根本的な、ベースオイル段階での性能を知る手がかりはないか…

前回のブログでちらっと書いたのですが、（スクリーンショットがこれね。）


この粘り強さみたいなものを評価する指標として、『圧力粘度係数』が参考になります。

圧力粘度係数とは簡単に言うと、オイルに圧力がかかった時に増幅する粘度の上昇率です。

高圧下での油膜形成能力を評価できる指標になります。

参考：コトバンク「粘度圧力係数」
https://kotobank.jp/word/%E7%B2%98%E5%BA%A6%E5%9C%A7%E5%8A%9B%E4%BF%82%E6%95%B0-2126053

オイルは常態と高圧状態とでは粘度が変わる

ということです。

圧力が加わった時、油膜が切れやすいか切れにくいかがこれで分かります。

高圧状態での油膜能力ということは、まさしく流体潤滑⇔境界潤滑領域を決定づける要素だといえます。

　ケーススタディ：カム・タペット部

Geminiで生成。

例えばカムとタペット(リフター)の取り合い部。

エンジン内部の境界潤滑領域の代表格と言える箇所ですが、カムにまとわりついたオイルがある以上、完全な境界潤滑オンリーとも言えず、あくまで「支配的な領域」という事です。

カムが回転してカム山がリフターを押し下げるとき、その先端部には相当の圧力が加わります。

…私は思いました。

( 'ω').o0（バルブスプリングのバネレートってせいぜい数十kgf/mmじゃん? 大した圧力かかんなくね?）

でもAIに聞いて計算してもらったら、ここにかかる圧力は瞬間的/局所的には1GPa～2GPaくらいになるらしい。

カムやバルブの運動質量、加速度、接触面の不均一性などなどにより、カム鼻先端の極小領域に瞬間的にかかる圧力は飛躍的に倍加するのだそうです。

ここで、オイルがどこまで流体膜として維持し続けられるかが、圧力粘度係数によって相対的に比較できるようになります。

ではその違いはベースオイルごとに見るとどうなのでしょうか。

　各ベースオイルの圧力粘度係数

複数のAIに聞いてみましたがほぼ同じような回答が得られたのでそのまま信用してみたいと思います。


数字の解釈の仕方は、

10GPa-1(乗)の場合、圧力が1GPa上がると粘度が10倍になる

という傾向を持つことを意味します。（イメージとして）


表を眺めてみると、ベースオイルの精製度が上がる（≒粘度指数が高い）ほど、圧力粘度係数は下がる傾向があることが分かります。

圧力粘度係数が低いほど、高圧下での油膜は薄くなる
↓
油膜が切れやすい反面、流動抵抗は小さい(燃費上有利)

油膜という一点で見た場合、分子量分布がバラバラなグループI鉱物油が粘り強く、高圧下での油膜を保持するそうです。（分子が絡み合いやすいとの事）

一方でその傾向から大きく外れる物が一つありますね。

でましたね。アルキルナフタレン

これは分子構造が他と明らかに違ってナフタレン環の構造を持つためで、ベースオイルの中で最も高い圧力粘度係数を持ちます。

これが分かったことで繋がりますが、アルキルナフタレンが含まれるとオイルの耐久性が上げるわけは、

◇ 高圧下でも切れない油膜によって、境界潤滑を発生させづらい
　→添加剤の消耗が遅い

という理屈です。

アルキルナフタレン添加による効能はこれ以外にも様々ありますが、いずれにしてもこれを使わない手はないくらい有能です。

　グループI鉱物油を最も生かせる環境

今回の圧力粘度係数。
圧力が高まるほど粘度が上がる（油膜保護が強まる）という特性ですが、これが最も生きる場所を考えた場合、真っ先に思い浮かぶのはやはりギアです。

そして思ってみればギアオイルでよく見るのは化学合成油ではなく鉱物油。

先ほどの表で、グループIに近いほど圧力粘度係数は高い傾向がありました。
コストは安い。
エンジンオイルと違って蒸発性はほぼ考慮しなくていい。
鉱物油特有の不純物（硫黄）もギアオイルでは極圧性の面で有利に働いてくれる。
エンジンほど高温環境でもないので高粘度指数も求められない。

そう考えると色々と合理的でした。

一概にグループＩ＜＜＜グループIIIとは言えない側面もあるんですね。

　究極の理想ベースオイルは

不純物の無さ、分子構造の強固性、低温流動性、酸化耐性、適度な極性、非極性オイルと極性オイルを結びつける相溶性の高さ、そして今回の圧力粘度係数。

性能でいえばどうみてもアルキルナフタレンが優勝。

ちなみにアルキルナフタレンはグレードによって粘度指数120くらいまではあるので、その辺をベースにすれば粘度指数向上剤も多くは必要ない。そもそも油膜性能が高いから。

でもお分かりですね。

使われてない理由はコストの高さです。

それでも添加剤的に少量加えるだけでも性能は上がりますのでぜひお勧めします。

DuckDuckGo『アルキルナフタレン』

せっかく作りこんで書いたのでホームページだけにしまっておくのはもったいないなと思って。

今日の話は長いですが、実用的で為になるはずですのでぜひ勉強してってください。

---

エンジンオイルとエンジン保護の本質として、低粘度という物理性は基本的に不利であることを認識する必要があります。

今日はそんな「低粘度オイルが不利な理由（とその中でも良いオイルの見つけ方）」について語ろうと思います。

＊

目次

１．各潤滑領域の説明
２．各潤滑領域でオイルに求められる役割
３．低粘度オイルだと何が根本的に不利なのか
４．さらに追い打ちをかける低粘度オイル故の不利性
５．低粘度でも良い（強い）オイルは無いものか…
６．HTHS（高温高せん断強度）の罠

　１．各潤滑領域の説明

まずは本題に入る前に最も基礎的な知識として、潤滑の状態を覚えなければなりません。
とは言え大きく分けて2つ知っておけば十分です。

・一つは、液体の中を滑る「流体潤滑」
・一つは、物体同士が擦れあう「境界潤滑」

（なお、この二つが両方発生する領域は「混合潤滑」と言います）




※実際には潤滑領域の種類は油膜の厚さに応じて5つに分類されています。


エンジンに絞って考えた場合、各潤滑領域はそれぞれ以下のような場所で考慮されます。

《流体潤滑が支配的な部位》
コンロッドメタル，クランクメタル，カムメタル，ピストンスカート部，ピストンリング（オイルリング）等

《境界潤滑が支配的な部位》
カムスプロケット，タイミングチェーン，ピストンリング（トップリング,セカンドリング），ピストンスカート部(上下死点付近)，カムとリフターの接触部，コールドスタート(エンジン始動)時の全箇所(←！)

　２．各潤滑領域でオイルに求められる役割

《流体潤滑領域》
この領域ではオイルの上に物体が乗っかって滑っている状態。
ここではオイルがクッションのように働くので、なによりも「固さ」がものを言います。
また、荷重がかかって油膜が潰されたときに、簡単に切れないような「粘り強さ」も重要なポイントです。

ここは主にベースオイルが担当する領域です。


《境界潤滑領域》
この領域では物体同士がこすれている状態。
金属同士が擦れると当然削れてしまうので、それを防ぐために擦れあう金属同士の表面に分子レベルでの「膜」を作ってあげる必要があります。

ここは主に添加剤が担当する領域です。

　３．低粘度オイルだと何が根本的に不利なのか

さてようやく本題に入ってきました。（前知識が長い）
まず前提として『低粘度オイル＝0W-20以下』としています。

低粘度なオイルは柔らかい。つまり油膜が「つぶれやすい」と言えます。

一例としてクランクメタル（回転軸受け部）は、オイルが常に供給されていて基本的にはオイルの上に浮いた状態で回転しています。

しかしエンジンの爆発（膨張）エネルギーを受け止める際、下死点に向かってコンロッドに引っ張られる形で軸受け部に圧力がかかります。

この時、オイルがあまり柔らかいと、押しつぶされる形で部分的に油膜が切れる可能性が高まります。

油膜の厚さ順に、流体潤滑がだめなら次は混合潤滑→その次は境界潤滑と、フェーズが移行していきます。

前段で書いたように、境界潤滑領域は添加剤の守備範囲。

ZnDTPやMoDTCの出番となるわけですが、これら添加剤はベースオイルと違って消耗品。
膜を作っては剥がれ、を繰り返し、成分が徐々に失われていくため、オイルの性能寿命は縮まっていきます。

一般的にエンジンオイルの成分の70%～85%はベースオイルですので、たっぷりあるベースオイルの油膜（流体潤滑領域）で働いてもらって、添加剤はできるだけ消耗しない方が長持ちするのは当然です。

本来は流体潤滑でまかなえる場所なのに、そこに境界潤滑を発生させてしまうってのは、



なおクランク軸を例に見ると、境界潤滑が進んで添加剤効果も使い切ると当然メタルが擦り減ってきます。
すると軸のガタが大きくなり、クランクシールに隙間をもたらし、最終的にはケースからのオイル漏れを発生させるようになります。

　４．さらに追い打ちをかける低粘度オイル故の不利性

低粘度オイルの作り方は各社様々だと思いますが、よく市販されている「化学合成油」と銘打っている0W-20は大概グループIIIという鉱物油(VHVI)がベースです。

グループIIIベースオイルとして有名なYUBASEの資料を見つけましたのでこれを参考にしましょう。


出典：スタンダード石油 グループIII
https://www.ssoh.jp/mobil/baseoil/group3/


そしてSAE粘度表。


YUBASEの中ではじめから20番相当の100℃動粘度を持つものはありますが、0Wの流動点（-40℃）に届きません。

一方で流動点の低いものをブレンドした場合、今度は100℃動粘度が届きません。

なので、それぞれを補完するために
・流動点降下剤
・粘度指数向上剤
を使うことになります。
（使われる材料はどちらも広義のPMAですが中身は違う）


さて粘度指数向上剤にも様々ありますが、耐久性も様々。

・OCP（オレフィンコポリマー）は増粘しやすいけど剪断安定性は弱い。（分子が長いから）
・PMA（ポリメタクリレート）は中間。
・スターポリマーは増粘しにくいけどせん断安定性は最強。（分子が短いから）

高級オイル以外にはOCPかPMAが使われます。

ただ、いずれを使っても粘度指数向上剤はせん断された後はゴミになるし、熱で酸化して煤になるしで、オイルの製品寿命を考えた場合はあまり多く入れるべきではない代物です。
（以前書いたブログ→※粘度指数の捉え方（参考））


粘度指数向上剤が劣化して損失していくとオイルの粘度は元の柔らかい状態へ戻っていきます。
てことは元々柔らかいオイルがさらに柔らかくなっていきますので、流体潤滑が成立しなくなる可能性がさらに高まっていきます。

…なんともならんクソゲーやないかい

　５．低粘度でも良い（強い）オイルは無いものか…

こんなにデメリットばかり言われると不安になってきませんか。

「そうは言ってももう10年以上前からメーカーは低粘度で純正指定しているし、こんなどこの馬の骨とも知れない輩が垂れ流してる妄言よりも、メーカーの方がよっぽど信用に足るわい。」

その通りです！メーカーを信じましょう！
↓
信じるって何を？
↓
メーカーアプルーバル（認証）をです。


ヨーロッパの自動車メーカーは共通規格であるACEAとは別に、自社の耐久テストを課した独自の認証規格制度を設けています。


各社メーカーアプルーバル(認証)とACEA規格の位置付け


基本的に3万kmの持久性をテストした上で一定以上の性能を担保しているので、これの認証というお墨付きを得たオイルは間違いなく高性能とみていいでしょう。（特にVWの認証は厳格だそうですね。）

ただし！

ここで気を付けるのが『認証』と『適合』という文言の使い分けです。

オイルのパッケージやホームページ上の説明には、上の二つが使い分けてあるはずです。

『認証』は、そのメーカーに依頼して試験をした結果合格した商品。
『適合』は、その認証規格の合格を目指して作成した商品。メーカーの試験は受けていません。

外国製品でしたら『認証＝Approved』、『適合＝Meets』といった感じの表現になっていると思いますのでよーくチェックしてください。

もちろん、一概に『適合』だから性能が満たないとは言いません。（認証コストめっちゃかかるからね）

が、『認証』との間には信用性の意味で埋めがたい深い溝があるということだけは覚えておいてください。

ちなみに、このような非常に厳しいメーカー認証をパスするには、先ほど説明した流体潤滑領域での油膜保持性が強く求められます。

しかも3万kmを耐久するだけの。

ここではHTHS（高温高せん断）粘度が大事な要素になってきます。

単に粘度指数向上剤で新油の数値上だけクリアしたようなヘボいオイルでは絶対に認証は通りません。

　６．HTHS（高温高せん断）粘度の罠

HTHSは特にヨーロッパメーカーが重要視する項目で、日本でも一部メーカーはこれを表示して優位性をアピールしています。

しかしこのHTHSという数値、試験自体は数秒で評価します。


あくまで試験開始後すぐに測定された初期性能値であって、オイルの劣化やせん断分解による粘度低下はこの試験では評価されません。

つまり一瞬の数値だけとれればいいので、簡単に言ってしまえば粘度指数向上剤で上げる（ごまかす）ことができちゃいそうです。

「HTHSが高いこのオイルはエンジン保護性能が高いです！」

っては言うけど、「それってどれくらい続くの？」は答えない。
だって中身教えてくれんもん。

なので結局信用できるのは耐久テストを行うメーカーアプルーバル認証だという話に戻ってしまうのです。


おしまい

エンジンオイル（の添加材）には、大なり小なりZnDTP(=ZDDP)が含まれています。

これは亜鉛とりんと硫黄の複合化合物で、下記のような幅広い効能が得られる万能添加剤です。

• AW(Anti-Wear)：抗摩耗性
• AO(Anti-Oxidant)：抗酸化性
• EP(Extra-Pressure)：極圧性

このオールマイティな性格により、ZnDTPは昔から多用されてきた最も代表的な添加剤の一つです。（旧車やオートバイには今でも重宝されています。）

＊

┃ ZnDTPのデメリット1：ガソリン車の触媒を傷める

近年はオイルの規格でSAPSの規制が厳しくなっているため、"りん"においても触媒への被毒性が強いことから厳しい数値(0.08%以下)で定められています。

参考：ジュンツウネット

https://www.juntsu.co.jp/tribology-doc/autoengineoil-tech.php

なぜならリンによって酸化触媒であるパラジウム等の貴金属が冒されると、その後は排ガス浄化性能が永久的に低下してしまうからです。

！重要！ 『ガソリン車の三元触媒にとって"りん"は大敵である』

…さて、アメリカ製のエンジンオイルの一部では『Hi-Zinc（高亜鉛）オイル』という名目で売られている商品がありますが、これには上記の理由により注意が必要です。

概ねこのようなオイルに多添加されているのは亜鉛単体ではなく「ZnDTP(ZDDP)」なので、結果的にリンも多く含まれることになります。

：：参考：：

ケンドール Kendall GT-1 オイル成分分析結果

https://forums.pelicanparts.com/porsche-911-technical-forum/465569-kendall-gt-1-20w-50-oil-analysis.html

なので、『高耐久！』とかの売り文句ばかりに気を取られてしまうと、その隠されたデメリットに気付かず車を傷めてしまうことになります。

このようなHi-Zincオイルが使えるのは触媒のなかった（または排ガス規制の緩かった）時代の旧車、もしくは触媒の付いていないオートバイに限ります。

＊

┃ ZnDTPのデメリット2：潤滑性が落ちる

これはZnDTPのメリットの副作用でもありますが、ZnDTPの抗摩耗性は亜鉛とリンの複合反応によるガラス状の被膜による効果です。

このガラス被膜がエンジンの金属表面を守ってくれるのですが、一方で摩擦係数が高くてざらざらした性質があります。

「摩耗は防ぐが摩擦は大きい」

という特殊な性質を持った被膜を作るのは、他にはないZnDTP特有のものです。

このため、エンジン回転の滑らかさという点では低下させる方向に働くため、低馬力・低トルクなエンジンにとっては不向きと言えます。

一方で、この特性は湿式クラッチを持つオートバイにとっては逆に完璧にマッチします。

（クラッチが擦れて温度が上がる＆圧力が加わると、摩擦係数の高いガラス被膜が形成される）

この他に代えの利かない特性は唯一無二の存在としてオートバイに求められるオイル性能を根底から支えており、特にハイパワー車の純正規格に見るJASO MA2は1%並に高配合される傾向にあります。

※なおオートバイの中でもスクーターやハーレー等の乾式クラッチ車には無関係な話です。

＊

┃ ZnDTPのデメリット3：スラッジ化

ZnDTPは特段耐熱性の高い添加剤ではなく、比較的早い段階の中温域から酸化・分解が始まります。

また性質上、自身が身代わりとなって酸化物質を分解するため、働き終えるとその後はスラッジと化します。

スラッジが発生するということはそれを分解するために清浄分散剤が消耗することになります。

清浄分散剤の消耗はイコール塩基価の低下を意味します。

塩基価の低下はオイルの酸化を食い止められないことを意味します。

オイルの耐久性を考えた場合、スラッジの発生要因は少ないに越したことはありません。

＊

┃ ZnDTPに頼らないオイル設計

以上のように、かつては万能添加剤として重宝されたZnDTPも、現代のオイル要件においてはあまり好ましくない存在として添加率がシビアに調整されています。

代わりにZnDTPの持つ多様な性能は、それぞれ以下のような添加剤に置き換えられています。

・AW(Anti-Wear)：抗摩耗性

　→有機モリブデン(MoDTC)

　→リン酸エステル

・AO(Anti-Oxidant)：抗酸化性

　→ジフェニルアミン

　→ヒンダードフェノール

・EP(Extra-Pressure)：極圧性

　→ZnDTP(継続)

ただ、添加剤の種類が増えるということはコストが増えることにつながります。

とは言え、時代に合わせてアップデートできていない……未だにZnDTPに依存したオイル設計では思想が古いと言えるでしょうね。

＊

ここまでが、いま私が持ってる知識で書ける精一杯です。

ご参考まで。

信憑性の高い実験と検証をした動画が数日前にアップされているのを見つけた。
同一車、同ユーザー、同環境での実験。
0W-20が純正指定されている近年の自動車での実験。
検証方法は廃油分析やエンジン解体等、疑う余地を持たせない内容でした。

（英語なので字幕をONにして見ましょう）
We Tested 0W-20, 5W-30 & 5W-40 in the ENGINE — One Clear Winner !

https://www.youtube.com/watch?v=wNSTpFr4s6A

境界潤滑領域の性能の議論はあるけど、それでも物理的に油膜の薄い0W-20では耐久性の面では一歩譲るみたいです。

一方で5W-40は ”油温の上がらない環境では” 積極的に選ぶものではないとも。

常用環境では5W-30が最もベストバランスとの結論でした。

今日はDPFの再生がやたら多く、30km〜40km毎に入るし、信号待ちでは止まるのにまた走り始めると再生が再開するというわけの分からない挙動。

これどう考えてもまともじゃないよな。
DPFのシステムの何処かに異常をきたしてるとしか思えない。

*

以前にネット通販で、スマホで見れるいろんなOBD2アダプターを買ったりアプリを試したり課金したり様々お金使ったけど、結局どれもDPF周りの情報を取得できたことはありませんでした。

で、近所で仲のいい車屋さんに来てもらって業務用のスキャナを使って診断してもらう事にしました。

使ってる機械はLaunchでした。その中の高バージョンのやつだそう。



でエラーコードが出てないかスキャンしてみた所、出たのは『P1134』。




DPF関係ではなくO2センサーの異常でした。
逆にそれ以外は無し。

んんん?差圧センサーとかじゃなくて?

とりあえず従って部品発注しとくか…。

それと、機械側からも操作できるので、せっかくなので強制的に手動再生を作動させました。

回転数1650rpmほどになり、マフラーからは再生時特有の目に染みる臭い白煙がモクモク。←これって有害なガスじゃないの?えらい臭いよ。


これで約70分、しっかり焼き切ってみて明日からまた様子をみてみよう。