潤滑油研究

次世代エンジンオイルの開発

超低粘度エンジンオイルの研究開発

図1 エンジンオイルの粘度規格(SAE粘度グレード)

近年、自動車のCO2排出量低減が強く求められており、エンジンオイルの省燃費性能を大きく向上させることが求められています。エンジンオイルの省燃費性能向上に有効な手法の一つとしてエンジンオイルの低粘度化があります。図1の通り、エンジンオイルの粘度規格であるSAE粘度グレードには低粘度の規格が追加されており、低粘度エンジンオイルに対応した自動車も増加しています。また、日本は低粘度エンジンオイルが世界に先がけて普及している地域でもあります。

図2 エンジンオイルの粘度と温度の関係

当社は今、次世代を見据えてさらに省燃費性能の高い超低粘度エンジンオイルの研究開発を行っています。超低粘度エンジンオイルの省燃費性能をさらに高めるための重要な性能が「高粘度指数」であることです。図2のエンジンオイルの粘度と温度の関係のとおり、エンジンオイルは温度が低くなると粘度が高くなりエンジン内部の抵抗を大きくするという特徴があります。粘度指数はその指標で、粘度指数が高いほど低温でも低い粘度を維持し、省燃費性能も高くなります。超低粘度エンジンオイルにおいて高粘度指数を実現するにはエンジンオイルのベースとなるベースオイルの高粘度指数化が非常に重要になります。当社では独自に開発した超高粘度指数ベースオイルWBASE技術を生かすことによって図2の赤線で示すような高粘度指数で省燃費性能に優れた超低粘度エンジンオイルを開発しています。

低摩擦エンジンオイルの開発

エンジン油の省燃費化には、低粘度化に加え、エンジン摺動部位の部品間の摩擦を低減することも重要です。

従来清浄剤
当社独自清浄剤

図3 MoDTCの被膜イメージ

部品間の低摩擦化には、モリブデンジチオカーバメイト(MoDTC)と呼ばれる添加剤を配合することが非常に効果的です。MoDTCは、部品の金属表面に二硫化モリブデン(MoS2)の被膜を形成することで摩擦を大幅に低減しますが、その摩擦低減効果には、エンジン油に必須の添加剤である金属系清浄剤のタイプが大きく影響を与えることが分かっています。

図4 MoS2の被膜形成促進効果

当社では金属系清浄剤に着目してさらなる摩擦低減を目指し、MoDTCによる摩擦低減効果を高めるため、当社独自の金属系清浄剤を開発しました。本添加剤を配合することで、エンジンの金属表面にMoDTCによる二硫化モリブデン被膜の形成割合を増加させ、さらなる摩擦低減を成功しました。
摩擦低減により、省燃費性と加速性が向上するとともに、エンジン内の騒音・振動を軽減することで、乗り心地性を大幅に改善することも実証しております。

図5 ENEOS X PRIME、従来品対比の摩擦低減効果

低摩擦に加え、エンジン耐久性も高いレベルで実現するとともに、省燃費技術として普及が進んでいるダウンサイジングターボで頻発するLow Speed Pre-Ignition(LSPI)と呼ばれる異常燃焼も防止します。

当社が培ってきた高粘度指数基油や当社独自添加剤技術の粋を集めたエンジンオイルが、ENEOS X PRIMEです。

灰分軟質化技術(EAST;ENEOS Ash Softening Technology)の開発

船舶用シリンダ油と船舶用燃料の多様化

エンジン油には様々な働きがありますが、燃料中に含まれる硫黄が反応することで発生する硫酸を中和して、エンジンを腐食から保護することも重要な役割のひとつです。この酸中和性能は、金属系清浄剤と呼ばれる添加剤に含まれるアルカリ成分(主に炭酸カルシウム)により発揮されます。特に船舶用エンジンには、含有する硫黄濃度の高い重油が燃料として用いられることが多いため、船舶用シリンダ油には金属系清浄剤が多く添加されることが一般的です。

しかし近年では海洋環境保全のため、使用する燃料の低硫黄化が求められるようになりました。現在、「一般海域」の他に、燃料硫黄分に対する規制の厳しい「指定海域(ECA; Emission Control Area)」が一部の海域で定められています。一般海域と指定海域とでは燃料硫黄分濃度の規制上限が異なるため、それぞれ高硫黄燃料と低硫黄燃料とが使い分けられています。高硫黄燃料に対して船舶用シリンダ油の金属系清浄剤が不足すると、硫酸の中和不足によりエンジンに腐食摩耗が発生してしまいます。逆に、低硫黄燃料に対して船舶用シリンダ油の金属系清浄剤が過剰な場合、灰分デポジットと呼ばれる硬い堆積物がエンジン内部のピストンに発生して摩耗(ポリッシング)の原因となってしまいます。そのため、船舶用エンジンで硫黄分濃度の異なる燃料を使い分ける場合には、それぞれ異なる酸中和性能を持つ複数の船舶用シリンダ油を切り替えながら使用する必要があります。

灰分軟質化技術(EAST;ENEOS Ash Softening Technology)

当社では今、異なる燃料硫黄分の燃料を使い分ける場合であっても、一種類の船舶用シリンダ油で対応可能とするための独自技術の開発に取り組んでいます。そのひとつが灰分軟質化技術(EAST;ENEOS Ash Softening Technology)です。この技術を適用した船舶用シリンダ油であれば、通常では硬質な灰分デポジットを軟らかくすることができます。軟らかい灰分デポジットであれば、ピストンに付着したとしても、ピストンの運動により容易に崩れるので堆積せず、ポリッシングによるダメージを防ぐことが出来ます。このENEOS独自技術は、実際のエンジンにおいても有効性が確認されており、良好なピストン清浄性を維持した長時間の運転実績を持っています。