JP2009127531A

JP2009127531A - 燃費低減方法

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Publication number: JP2009127531A
Application number: JP2007303558A
Authority: JP
Inventors: Shigeki Takeshima; 茂樹竹島
Original assignee: Nippon Oil Corp
Current assignee: Eneos Corp
Priority date: 2007-11-22
Filing date: 2007-11-22
Publication date: 2009-06-11

Abstract

【課題】ディーゼルエンジンにおいて、エンジン油に摩擦調整剤を添加する従来法と比較して、燃費向上効果の向上及びその長期間にわたる維持が可能な方法を提供すること。
【解決手段】脂肪酸メチルエステルを２〜１００質量％含有する燃料と、ＨＴＨＳ粘度が２．６ｍＰａ・ｓ以上である潤滑油組成物と、をディーゼル機関に用い、パイロット噴射又はポスト噴射を行うことにより、エンジン中の摺動面の摩擦を低下させることを特徴とする燃費低減方法。
【選択図】なし

Description

本発明は、ディーゼル機関において、エンジン中の摺動部の摩擦を低下させることにより、燃費を低減する方法に関するものである。

ＣＯ_２削減の観点から、内燃機関としては燃費効率が高いディーゼルエンジン車が期待されている。またその一方で、燃料面からはバイオ燃料の使用が検討されている（例えば、特許文献１〜３を参照。）。ディーゼルエンジン車用の燃料としては、植物性油や動物性脂をメタノールと反応させメチルエステル化した「脂肪酸メチルエステル（ＦＡＭＥ：ｆａｔｔｙａｃｉｄｍｅｔｈｙｌｅｓｔｅｒ）」が、バイオディーゼル燃料として規格化されている。

一方、エンジン油による燃費向上技術としてエンジン油に摩擦調整剤（摩擦低減剤）を配合することが一般的に行なわれている。ここで、上記脂肪酸メチルエステルを油性剤としてエンジン油に添加した場合には摩擦低減効果が期待できる（例えば、特許文献４を参照。）。
特開２００７−０９９８８２号公報特開２００７−０１６０８９号公報特開２００６−３４８２９４号公報特開平０９−２４１６６９号公報

しかし摩擦調整剤を単にエンジン油に添加した場合には、摩擦調整剤の消耗により燃費向上効果が低下し、長期間にわたって燃費向上効果を維持するのが困難であった。

本発明は、このような実状に鑑みなされたものであり、ディーゼルエンジンにおいて、エンジン油に摩擦調整剤を添加する従来法と比較して、燃費向上効果の向上及びその長期間にわたる維持が可能な方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、脂肪酸メチルエステルを２〜１００質量％含有する燃料と、ＨＴＨＳ粘度が２．６ｍＰａ・ｓ以上である潤滑油組成物と、をディーゼル機関に用い、パイロット噴射又はポスト噴射を行うことにより、エンジン中の摺動面の摩擦を低下させることを特徴とする燃費低減方法を提供する。

ここで、本発明でいう「ＨＴＨＳ粘度」とは、燃料希釈前の潤滑油組成物について、ＡＳＴＭＤ４６８３の試験法で規定される１５０℃、１０^６ｓ^−１の条件で測定される高温高せん断粘度を意味する。

このように、ディーゼル機関において、脂肪酸メチルエステルを２〜１００質量％含有するディーゼル燃料を用い、パイロット噴射又はポスト噴射を行うことによって、噴射による燃料希釈を通じて、エンジン油中に脂肪酸メチルエステルが混入する。そして、ＨＴＨＳ粘度が２．６ｍＰａ・ｓ以上である潤滑油組成物による潤滑性と、潤滑油組成物中に混入した脂肪酸メチルエステルの油性効果とにより、エンジン中の摺動面の摩擦が低減し、しかもこの低減効果を長期間にわたって維持することが可能となる。

本発明においては、ディーゼル機関用の潤滑油組成物として、鉱油及び合成油から選ばれる基油と、組成物全量を基準として、金属元素換算量で０．０１〜０．５０質量％の金属系清浄剤と、組成物全量を基準として、リン元素換算量で０．０２〜０．２０質量％のリン系摩耗防止剤と、を含有する潤滑油組成物を用いることが好ましい。

また、上記潤滑油組成物は、金属系清浄剤として、アルカリ金属サリシレート、アルカリ土類金属サリシレート、アルカリ金属フェネート、アルカリ土類金属フェネート、アルカリ金属スルホネート、アルカリ土類金属スルホネート、及びそれらの（過）塩基性塩から選ばれる少なくとも１種を含有することが好ましい。

また、上記潤滑油組成物は、リン系摩耗防止剤として、亜リン酸、チオ亜リン酸、リン酸、チオリン酸エステル、及びその金属塩もしくはアミン塩から選ばれる少なくとも１種を含有することが好ましい。

また、潤滑油組成物は、リン系摩耗防止剤としてアルキルリン酸亜鉛を含有することが好ましい。

また、本発明においては、エンジン中の摺動面を構成する摺動部材の少なくとも一部に、摺動面を硬質炭素皮膜で被覆した摺動部材を用いることが好ましい。

さらに、本発明においては、エンジン中のピストンリング、シリンダライナ、カムシャフト、タペット、ロッカーアーム、ピストンピン軸受面、ピストンピン外周面、バルブリフター、コンロッドの大端部内周面、クランクシャフトのクランクピン外周面、チェーンガイド用シュー及びチェーンテンショナー用シューから選ばれる少なくとも１つにおいて、摺動面の少なくとも一方が硬質炭素皮膜で被覆した摺動部材であることが好ましい。

以上の通り、本発明によれば、ディーゼルエンジンにおいて、エンジン油に摩擦調整剤を添加する従来法と比較して、燃費向上効果の向上及びその長期間にわたる維持が可能な方法が提供される。

以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。

（燃料）
本発明においては、ディーゼル機関の燃料として、脂肪酸メチルエステルを２〜１００質量％含有する燃料が用いられる。脂肪酸メチルエステルは、植物性油や動物性脂をメタノールと反応させメチルエステル化することにより合成可能である。

脂肪酸メチルエステルを構成する脂肪酸の炭素数は特に制限されないが、炭素数６〜２４の脂肪酸が好ましく、炭素数８〜２２の脂肪酸がより好ましい。また、脂肪酸は飽和脂肪酸又は不飽和脂肪酸のいずれでもよいが、脂肪酸が不飽和脂肪酸である場合、不飽和結合の数は１〜３であることが好ましい。好ましい脂肪酸メチルエステルとしては、例えばオレイン酸メチルが挙げられる。

本発明で用いられる燃料は、脂肪酸メチルエステルのみで構成されてもよいが、軽油成分をさらに含有してもよい。ただし、燃料中の脂肪酸メチルエステルの含有割合は、上述の通り２〜１００質量％であることが必要であり、好ましくは４〜１００質量％である。脂肪酸メチルエステルの含有割合が２質量未満であると、脂肪酸メチルエステルの潤滑油組成物への混入量が不十分となり、摩擦低減効果が不十分となる。例えば、燃料中の脂肪酸メチルエステルの含有割合が２質量％又は５質量％である場合、燃料希釈を１０％と仮定すると、潤滑油組成物への混入量はそれぞれ０．２質量％又は０．５質量％となる。

燃料に含まれる脂肪酸メチルエステル以外の成分としては、特に制限されず、石油系軽油基材、石油系灯油基材、合成系軽油基材及び合成系灯油基材のうちの１種を単独で、又は２種以上を組み合わせて用いることができる。

石油系軽油基材としては、具体的には例えば、原油の常圧蒸留装置から得られる直留軽油；常圧蒸留装置から得られる直留重質油や残査油を減圧蒸留装置にかけて得られる減圧軽油；直留軽油又は減圧軽油を水素化精製して得られる水素化精製軽油；直留軽油を又は減圧軽油を通常の水素化精製より苛酷な条件で一段階又は多段階で水素化脱硫して得られる水素化脱硫軽油；上記の種々の軽油基材を水素化分解して得られる水素化分解軽油などが挙げられる。

また、石油系灯油基材としては、具体的には例えば、原油の常圧蒸留装置から得られる直留灯油；常圧蒸留装置から得られる直留重質油や残査油を減圧蒸留装置にかけて得られる減圧灯油；直留灯油又は減圧灯油を水素化精製して得られる水素化精製灯油；直留灯油を又は減圧灯油を通常の水素化精製より苛酷な条件で一段階又は多段階で水素化脱硫して得られる水素化脱硫灯油；上記の種々の灯油基材を水素化分解して得られる水素化分解灯油などが挙げられる。

また、「合成系軽油基材」とは、天然ガス、アスファルト分、石炭等を原料とし、これを化学合成させることで得られる軽油基材をいう。化学合成方法としては間接液化法、直接液化法などがあり、代表的な合成手法として、フィッシャー・トロプシュ合成法が挙げられるが、本発明で使用する合成系軽油基材はこれらの製造方法により限定されるものではない。合成系軽油基材は一般に飽和炭化水素類が主成分であり、詳しくはノルマルパラフィン類、イソパラフィン類、ナフテン類から構成されている。すなわち合成系軽油基材は一般に、芳香族分をほとんど含有していない。従って、軽油組成物の芳香族分含有量を低減する場合には合成系軽油基材を用いることが好ましい。

また、「合成系灯油基材」とは、天然ガス、アスファルト分、石炭等を原料とし、これを化学合成させることで得られる灯油基材をいう。化学合成方法としては間接液化法、直接液化法などがあり、代表的な合成手法として、フィッシャー・トロプシュ合成法が挙げられるが、本発明で使用する合成系灯油基材はこれらの製造方法により限定されるものではない。合成系灯油基材は一般に飽和炭化水素類が主成分であり、詳しくはノルマルパラフィン類、イソパラフィン類、ナフテン類から構成されている。すなわち合成系灯油基材は一般に、芳香族分をほとんど含有していない。従って、軽油組成物の芳香族分含有量を低減する場合には合成系灯油基材を用いることが好ましい。

また、本発明で用いられる燃料は、必要に応じて、エチレン−酢酸ビニル共重合体等の低温流動性向上剤、エステル系、カルボン酸系、アルコール系、フェノール系、アミン系等の潤滑性向上剤、アルケニルコハク酸誘導体、カルボン酸のアミン塩等の清浄剤、フェノール系、アミン系等の酸化防止剤、サリチリデン誘導体等の金属不活性化剤、ポリグリコールエーテル等の氷結防止剤、脂肪族アミン、アルケニルコハク酸エステル等の腐食防止剤、アニオン系、カチオン系、両性系界面活性剤等の帯電防止剤、アゾ染料等の着色剤、シリコン系等の消泡剤などを挙げることができる。これらの他の添加剤は、単独又は数種類を組み合わせて添加することができる。添加量も適宜選択することができるが、その他の添加剤全量で、軽油組成物に対して、例えば、０．５質量％以下とすることができ、好ましくは０．２質量％以下である。なお、ここでいう添加量全量とは、添加剤の有効成分としての添加量を意味している。

本発明で用いられる燃料の潤滑性に関し、そのＨＦＲＲのＷＳ１．４値は、好ましくは５００以下、より好ましくは４６０以下、更に好ましくは４２０以下、得に好ましくは４００以下である。ＷＳ１．４値が上記条件を満たすことで、ディーゼル自動車における噴射ポンプ内の潤滑性を十分に確保することができる。なお、本発明でいう「ＨＦＲＲのＷＳ１．４値」とは、軽油の潤滑性の判断指標であり、社団法人石油学会から発行されている石油学会規格ＪＰＩ−５Ｓ−５０−９８「軽油−潤滑性試験方法」に準拠して測定される値を意味する。

（潤滑油組成物）
本発明においては、ディーゼル機関用の潤滑油として、ＨＴＨＳ粘度が２．６ｍＰａ・ｓ以上である潤滑油組成物が用いられる。かかる潤滑油組成物としては、鉱油及び合成油から選ばれる基油と、組成物全量を基準として、金属元素換算量で０．０１〜０．５０質量％の金属系清浄剤と、組成物全量を基準として、リン元素換算量で０．０２〜０．２０質量％のリン系摩耗防止剤と、を含有する潤滑油組成物が好適である。

潤滑油組成物が含有する潤滑油基油は、特に制限されず、通常の潤滑油に使用される鉱油系基油及び／又は合成系基油が使用できる。

鉱油系基油としては、具体的には、原油を常圧蒸留して得られる常圧残油を減圧蒸留して得られた潤滑油留分を、溶剤脱れき、溶剤抽出、水素化分解、溶剤脱ろう、水素化精製等の処理を１つ以上行って精製したもの、あるいはワックス異性化鉱油、フィッシャートロプシュプロセス等により製造されるＧＴＬＷＡＸ（ガストゥリキッドワックス）を異性化する手法で製造される潤滑油基油等が例示できる。

合成系基油としては、具体的には、ポリブテン又はその水素化物；１−オクテンオリゴマー、１−デセンオリゴマー等のポリα−オレフィン又はその水素化物；ジトリデシルグルタレート、ジ−２−エチルヘキシルアジペート、ジイソデシルアジペート、ジトリデシルアジペート、ジ−２−エチルヘキシルセバケート等のジエステル；トリメチロールプロパンカプリレート、トリメチロールプロパンペラルゴネート、ペンタエリスリトール−２−エチルヘキサノエート、ペンタエリスリトールペラルゴネート等のポリオールエステル；マレイン酸ジブチル等のジカルボン酸類と炭素数２〜３０のα−オレフィンとの共重合体、アルキルナフタレン、アルキルベンゼン、芳香族エステル等の芳香族系合成油又はこれらの混合物等が例示できる。

本発明では、潤滑油基油として、鉱油系基油、合成系基油又はこれらの中から選ばれる２種以上の潤滑油の任意混合物等が使用できる。例えば、１種以上の鉱油系基油、１種以上の合成系基油、１種以上の鉱油系基油と１種以上の合成系基油との混合油等を挙げることができる。

潤滑油基油の動粘度は特に制限はないが、その１００℃での動粘度は、４〜４０ｍｍ²／ｓであることが好ましく、より好ましくは５．６〜１６．３ｍｍ²／ｓである。潤滑油基油の１００℃での動粘度が４０ｍｍ²／ｓを超える場合は、低温粘度特性が悪化し、一方、その動粘度が４ｍｍ²／ｓ未満の場合は、潤滑箇所での油膜形成が不十分であるため潤滑性に劣り、また潤滑油基油の蒸発損失が大きくなるため、それぞれ好ましくない。

潤滑油基油の粘度指数は特に制限はないが、低温から高温まで優れた粘度特性が得られるようにその値は好ましくは８５以上であり、より好ましくは９０以上であり、更に好ましくは１００以上であり、粘度指数の上限については特に制限はなく、ノルマルパラフィン、スラックワックスやＧＴＬワックス等、あるいはこれらを異性化したイソパラフィン系鉱油のような１３５〜１８０程度のものや、コンプレックスエステル系基油やＨＶＩ−ＰＡＯ系基油のような１５０〜２５０程度のものも使用することができる。

また、潤滑油組成物に含まれる金属系清浄剤としては、アルカリ金属サリシレート、アルカリ土類金属サリシレート、アルカリ金属フェネート、アルカリ土類金属フェネート、アルカリ金属スルホネート、アルカリ土類金属スルホネート、及びそれらの（過）塩基性塩から選ばれる少なくとも１種が好ましい。金属系清浄剤の好ましい例としては、具体的には、カルシウムサリシレート、カルシウムフェネート及びカルシウムスルホネートが挙げられ、中でもカルシウムサリシレートは摩擦低減効果の点で特に好ましい。

金属系清浄剤の塩基価は特に制限されないが、２０〜４００ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲が好ましく、６０〜３３０ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲であることが好ましく、６０〜３２０ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲であることがより好ましい。金属系清浄剤の塩基価が２０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下の場合には、使用油中の酸性成分を十分中和できないおそれがあり、４００ｍｇＫＯＨ／ｇを超える場合には溶解性に問題を生ずるおそれがある。なお、ここでいう塩基価とは、ＪＩＳＫ２５０１「石油製品及び潤滑油−中和価試験法」の７．に準拠して測定される過塩素酸法による塩基価を意味する。

潤滑油組成物中の金属系清浄剤の含有割合は、組成物全量を基準として、金属元素換算量で０．０１〜０．５０質量％であることが好ましく、０．０５〜０．３０質量％であることがより好ましく、０．０８〜０．２５質量％であることがさらに好ましい。なお、金属系清浄剤の含有割合が０．０５質量％未満であると清浄性が不十分となる傾向にあり、また、０．５０質量％を超えるとエンジン中のピストンやディーゼルパティキュレートフィルター（ＤＰＦ）などに灰分が堆積しやすくなる傾向にある。

また、潤滑油組成物に含まれるリン系摩耗防止剤としては、下記一般式（１）又は（２）で表されるリン化合物及びそれらの金属塩又はアミン塩からなる群より選ばれる少なくとも１種の化合物が好適である。

［式（１）中、Ｘ^１、Ｘ^２及びＸ^３は同一でも異なっていてもよく、それぞれ酸素原子又は硫黄原子を表し、Ｘ^１、Ｘ^２又はＸ^３の少なくとも２つは酸素原子であり、Ｒ^１、Ｒ^２、及びＲ^３は同一でも異なっていてもよく、それぞれ水素原子又は炭素数１〜３０の炭化水素基を表す］

［式（２）中、Ｘ^４、Ｘ^５、Ｘ^６及びＸ^７は同一でも異なっていてもよく、それぞれ酸素原子又は硫黄原子を表し、Ｘ^４、Ｘ^５、Ｘ^６又はＸ^７の少なくとも２３つは酸素原子であり、Ｒ^４、Ｒ^５及びＲ^６は同一でも異なっていてもよく、それぞれ水素原子又は炭素数１〜３０の炭化水素基を表す。］

Ｒ^１〜Ｒ^６で表される炭素数１〜３０の炭化水素基としては、具体的には、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキルシクロアルキル基、アリール基、アルキルアリール基、アリールアルキル基等が挙げられる。

上記アルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基等のアルキル基（これらアルキル基は直鎖状でも分枝状でもよい）が挙げられる。

上記シクロアルキル基としては、例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基等の炭素数５〜７のシクロアルキル基を挙げることができる。また上記アルキルシクロアルキル基としては、例えば、メチルシクロペンチル基、ジメチルシクロペンチル基、メチルエチルシクロペンチル基、ジエチルシクロペンチル基、メチルシクロヘキシル基、ジメチルシクロヘキシル基、メチルエチルシクロヘキシル基、ジエチルシクロヘキシル基、メチルシクロヘプチル基、ジメチルシクロヘプチル基、メチルエチルシクロヘプチル基、ジエチルシクロヘプチル基等の炭素数６〜１１のアルキルシクロアルキル基（アルキル基のシクロアルキル基への置換位置も任意である）が挙げられる。

上記アルケニル基としては、例えば、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基、ヘプテニル基、オクテニル基、ノネニル基、デセニル基、ウンデセニル基、ドデセニル基、トリデセニル基、テトラデセニル基、ペンタデセニル基、ヘキサデセニル基、ヘプタデセニル基、オクタデセニル基等のアルケニル基（これらアルケニル基は直鎖状でも分枝状でもよく、また二重結合の位置も任意である）が挙げられる。

上記アリール基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基等のアリール基を挙げることができる。また上記アルキルアリール基としては、例えば、トリル基、キシリル基、エチルフェニル基、プロピルフェニル基、ブチルフェニル基、ペンチルフェニル基、ヘキシルフェニル基、ヘプチルフェニル基、オクチルフェニル基、ノニルフェニル基、デシルフェニル基、ウンデシルフェニル基、ドデシルフェニル基等の炭素数７〜１８のアルキルアリール基（アルキル基は直鎖状でも分枝状でもよく、またアリール基への置換位置も任意である）が挙げられる。

上記アリールアルキル基としては、例えばベンジル基、フェニルエチル基、フェニルプロピル基、フェニルブチル基、フェニルペンチル基、フェニルヘキシル基等の炭素数７〜１２のアリールアルキル基（これらアルキル基は直鎖状でも分枝状でもよい）が挙げられる。

上記Ｒ^１〜Ｒ^６で表される炭素数１〜３０の炭化水素基は、炭素数１〜３０のアルキル基又は炭素数６〜２４のアリール基であることが好ましく、更に好ましくは炭素数３〜１８のアルキル基、更に好ましくは炭素数４〜１２のアルキル基である。

Ｒ^１、Ｒ^２及びＲ^３は同一でも異なっていてもよく、それぞれ水素原子又は上記炭化水素基を表すが、Ｒ^１、Ｒ^２及びＲ^３のうち、１〜３個が上記炭化水素基であることが好ましく、１〜２個が上記炭化水素基であることがより好ましく、２個が上記炭化水素基であることがさらに好ましい。

また、Ｒ^４、Ｒ^５及びＲ^６は同一でも異なっていてもよく、それぞれ水素原子又は上記炭化水素基を表すが、Ｒ^４、Ｒ^５及びＲ^６のうち、１〜３個が上記炭化水素基であることが好ましく、１〜２個が上記炭化水素基であることがより好ましく、２個が上記炭化水素基であることがさらに好ましい。

一般式（１）で表されるリン化合物において、Ｘ^１〜Ｘ^３のうちの少なくとも２つは酸素原子であることが必要であるが、Ｘ^１〜Ｘ^３の全てが酸素原子であることが好ましい。

また、一般式（２）で表されるリン化合物において、Ｘ^４〜Ｘ^７のうちの少なくとも２３つは酸素原子であることが必要であるが、Ｘ^４〜Ｘ^７の全てが酸素原子であることが好ましい。

一般式（１）で表されるリン化合物としては、例えば、亜リン酸、モノチオ亜リン酸；上記炭素数１〜３０の炭化水素基を１つ有する亜リン酸モノエステル、モノチオ亜リン酸モノエステル；上記炭素数１〜３０の炭化水素基を２つ有する亜リン酸ジエステル、モノチオ亜リン酸ジエステル；上記炭素数１〜３０の炭化水素基を３つ有する亜リン酸トリエステル、モノチオ亜リン酸トリエステル；及びこれらの混合物が挙げられる。

また、一般式（２）で表されるリン化合物としては、例えば、リン酸、モノチオリン酸；上記炭素数１〜３０の炭化水素基を１つ有するリン酸モノエステル、モノチオリン酸モノエステル；上記炭素数１〜３０の炭化水素基を２つ有するリン酸ジエステル、モノチオリン酸ジエステル；上記炭素数１〜３０の炭化水素基を３つ有するリン酸トリエステル、モノチオリン酸トリエステル；及びこれらの混合物が挙げられる。

一般式（１）又は（２）で表されるリン化合物の塩としては、当該リン化合物の酸性水素の一部又は全部を中和した塩が挙げられる。このようなリン化合物の塩は、金属酸化物、金属水酸化物、金属炭酸塩、金属塩化物等の金属塩基、アンモニア、炭素数１〜３０の炭化水素基又はヒドロキシル基含有炭化水素基のみを分子中に有するアミン化合物等の窒素化合物をリン化合物に作用させることにより得ることができる。

上記金属塩基における金属としては、具体的には、リチウム、ナトリウム、カリウム、セシウム等のアルカリ金属、カルシウム、マグネシウム、バリウム等のアルカリ土類金属、亜鉛、銅、鉄、鉛、ニッケル、銀、マンガン等の重金属等が挙げられる。これらの中ではカルシウム、マグネシウム等のアルカリ土類金属及び亜鉛が好ましい。

上記リン化合物の金属塩は、金属の価数やリン化合物のＯＨ基あるいはＳＨ基の数に応じその構造が異なり、従ってその構造については何ら限定されないが、例えば、酸化亜鉛１ｍｏｌとリン酸ジエステル（ＯＨ基が１つ）２ｍｏｌを反応させた場合、下記式（３）で表される構造の化合物が主成分として得られると考えられるが、ポリマー化した分子も存在していると考えられる。

また、例えば、酸化亜鉛１ｍｏｌとリン酸モノエステル（ＯＨ基が２つ）１ｍｏｌとを反応させた場合、下記式（４）で表される構造の化合物が主成分として得られると考えられるが、ポリマー化した分子も存在していると考えられる。

上記窒素化合物としては、例えば、アンモニア、モノアミン、ジアミン、ポリアミンが挙げられる。より具体的には、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、ペンチルアミン、ヘキシルアミン、ヘプチルアミン、オクチルアミン、ノニルアミン、デシルアミン、ウンデシルアミン、ドデシルアミン、トリデシルアミン、テトラデシルアミン、ペンタデシルアミン、ヘキサデシルアミン、ヘプタデシルアミン、オクタデシルアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジブチルアミン、ジペンチルアミン、ジヘキシルアミン、ジヘプチルアミン、ジオクチルアミン、ジノニルアミン、ジデシルアミン、ジウンデシルアミン、ジドデシルアミン、ジトリデシルアミン、ジテトラデシルアミン、ジペンタデシルアミン、ジヘキサデシルアミン、ジヘプタデシルアミン、ジオクタデシルアミン、メチルエチルアミン、メチルプロピルアミン、メチルブチルアミン、エチルプロピルアミン、エチルブチルアミン、及びプロピルブチルアミン等の炭素数１〜３０のアルキル基（これらのアルキル基は直鎖状でも分枝状でもよい）を有するアルキルアミン；
エテニルアミン、プロペニルアミン、ブテニルアミン、オクテニルアミン、及びオレイルアミン等の炭素数２〜３０のアルケニル基（これらのアルケニル基は直鎖状でも分枝状でもよい）を有するアルケニルアミン；メタノールアミン、エタノールアミン、プロパノールアミン、ブタノールアミン、ペンタノールアミン、ヘキサノールアミン、ヘプタノールアミン、オクタノールアミン、ノナノールアミン、メタノールエタノールアミン、メタノールプロパノールアミン、メタノールブタノールアミン、エタノールプロパノールアミン、エタノールブタノールアミン、及びプロパノールブタノールアミン等の炭素数１〜３０のアルカノール基（これらのアルカノール基は直鎖状でも分枝状でもよい）を有するアルカノールアミン；
メチレンジアミン、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、及びブチレンジアミン等の炭素数１〜３０のアルキレン基を有するアルキレンジアミン；ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン等のポリアミン；ウンデシルジエチルアミン、ウンデシルジエタノールアミン、ドデシルジプロパノールアミン、オレイルジエタノールアミン、オレイルプロピレンジアミン、ステアリルテトラエチレンペンタミン等の上記モノアミン、ジアミン、ポリアミンに炭素数８〜２０のアルキル基又はアルケニル基を有する化合物やＮ−ヒドロキシエチルオレイルイミダゾリン等の複素環化合物；これらの化合物のアルキレンオキシド付加物；
及びこれらの混合物等が例示できる。

これらの窒素化合物の中でも、デシルアミン、ドデシルアミン、トリデシルアミン、ヘプタデシルアミン、オクタデシルアミン、オレイルアミン及びステアリルアミン等の炭素数１０〜２０のアルキル基又はアルケニル基を有する脂肪族アミン（これらは直鎖状でも分枝状でもよい）が好ましい。

本発明において、リン系摩耗防止剤としては、亜リン酸、チオ亜リン酸、リン酸、チオリン酸エステル、及びその金属塩もしくはアミン塩から選ばれる少なくとも１種が好ましく、中でも、アルキルリン酸亜鉛は摩擦低減効果の点から特に好ましい。

これらのリン系摩耗防止剤は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

潤滑油組成物中のリン系摩耗防止剤の含有割合は、組成物全量基準で、リン元素換算量で０．０２〜０．２０質量％であることが好ましく、０．０５〜０．１２質量％であることがより好ましい。リン系摩耗防止剤の含有割合がリン元素換算量で０．０２質量％未満であるとエンジンの構成部材の耐摩耗性が低下する傾向にあり、また、０．２０質量％を超えるとリン系摩耗防止剤の潤滑油組成物への溶解性が低下する傾向にある。

本発明で用いられる潤滑油組成物は、上記成分に加えて、必要に応じて酸化防止剤、無灰系分散剤、粘度指数向上剤、流動点降下剤、金属不活性化剤、消泡剤などをさらに含有することができる。

本発明で用いられる潤滑油組成物のＨＴＨＳ粘度（条件：１５０℃、１０^６ｓ^−１）は、２．６ｍＰａ・ｓ以上であることが必要であり、２．９〜４．０ｍＰａ・ｓであることがより好ましい。なお、ＨＴＨＳ粘度が２．６ｍＰａ・ｓ未満であると、燃料希釈後の潤滑油組成物の粘性が不十分となり、摩耗が増大するおそれがある。

また、本発明で用いられる潤滑油組成物の動粘度は特に制限されないが、省燃費性の観点から、ＳＡＥ粘度グレードで０Ｗ−２０〜１５Ｗ−４０であることが好ましい。

（ディーゼル機関）
本発明で用いられるディーゼル機関においては、エンジンへの燃料の噴射の際にパイロット噴射又はポスト噴射が行われる。ここで、「パイロット噴射」とは、メイン噴射の前に燃料の一部を噴射することで着火の前に空気と燃料との混合を促進させるための噴射である。また、「ポスト噴射」とは、シリンダの中で燃料を燃やすことが目的ではなく、排気管へ燃料を送るための噴射である。

本発明によれば、ディーゼル機関において、脂肪酸メチルエステルを２〜１００質量％含有するディーゼル燃料を用い、パイロット噴射又はポスト噴射を行うことによって、噴射による燃料希釈を通じて、エンジン油中に脂肪酸メチルエステルが混入する。そして、エンジン油中に混入した脂肪酸メチルエステルの油性効果により、エンジン中の摺動面の摩擦が低減し、しかもこの低減効果を長期間にわたって維持することが可能となる。

パイロット噴射又はポスト噴射の際の燃料希釈は、２〜２５％が好ましく、５〜２０％がより好ましく、５〜１５％が特により好ましい。

なお、エンジンへの噴射方式は、パイロット噴射又はポスト噴射を含むものであれば特に制限されない。例えば５回の複数回噴射を行う噴射方式、すなわちパイロット噴射、プレ噴射、メイン噴射、アフター噴射、ポスト噴射をこの順序で噴射を行う方式であってもよい。このような５回の複数回噴射においては、まず、ごく少量の燃料を噴射するパイロット噴射により着火の直前に燃料と空気の混合が促進され、その後のプレ噴射によりメイン噴射での着火時期の遅れを短くし、ＮＯｘの発生を抑制する他、燃焼音や振動を低減することができる。次いで、メイン噴射直後のアフター噴射によりＰＭを再燃焼させ、さらに、アフター噴射後のポスト噴射により排出ガスの温度を制御できるため、後処理システムの排出ガス浄化性能向上が可能となる。

また、本発明で用いられるディーゼル機関においては、エンジン中の摺動面を構成する摺動部材の少なくとも一部に、摺動面の少なくとも一方を硬質炭素皮膜で被覆した摺動部材を用いることが好ましい。これにより、脂肪酸メチルエステル混入による摩擦低減効果がより大きくなり、より大きな燃費低減につながる。摺動面が硬質炭素皮膜により被覆される部材としては、エンジン中のピストンリング、シリンダライナ、カムシャフト、タペット、ロッカーアーム、ピストンピン軸受面、ピストンピン外周面、バルブリフター、コンロッドの大端部内周面、クランクシャフトのクランクピン外周面、チェーンガイド用シュー及びチェーンテンショナー用シューから選ばれる少なくとも１つが好適である。

以下、実施例及び比較例に基づき本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。

［実施例１〜７、比較例１〜８］
（燃料の調製）
オレイン酸メチルを、その含有割合が燃料全量基準で５質量％となるように、ＪＩＳ２号軽油に添加して燃料を調製した。

（潤滑油組成物の調製）
実施例１〜７及び比較例１〜８においては、それぞれ以下に示す基油及び添加剤を用い、表１又は表２に示す組成を有する潤滑油組成物を調製した。
（基油）
基油１：水素化分解鉱油（１００℃における動粘度：２．６ｍｍ^２／ｓ、粘度指数：１００）
基油２：水素化分解鉱油（１００℃における動粘度：４．０ｍｍ^２／ｓ、粘度指数：１２２）
基油３：水素化分解鉱油（１００℃における動粘度：６．５ｍｍ^２／ｓ、粘度指数：１３０）
（金属系清浄剤）
Ａ１：過塩基性Ｃａサリシレート（塩基価：塩基価：１７０ｍｇＫＯＨ／ｇ）
Ａ２：過塩基性Ｃａフェネート（塩基価：２５０ｍｇＫＯＨ／ｇ）
Ａ３：過塩基性Ｃａスルホネート（塩基価：３２０ｍｇＫＯＨ／ｇ）
（リン系摩耗防止剤）
Ｂ１：プライマリーＺｎＤＴＰ（アルキル基：炭素数８）
Ｂ２：セカンダリーＺｎＤＴＰ（アルキル基：炭素数４、６）
Ｂ３：ジアルキルリン酸エステル（一般式（２）で表され、かつ、Ｒ^４〜Ｒ^６のうち１つが水素原子であり、２つが炭素数の４のアルキル基である化合物）
（その他の添加剤）
Ｃ１：無灰系分散剤［ビスタイプのポリブテニルコハク酸イミド（ポリブテニルの数平均分子量１３００、窒素分１．８質量％）とそのホウ素化物（ホウ素分０．７７質量％）との混合物（質量比１：４）］
Ｃ２：アミン系酸化防止剤（アルキル化ジフェニルアミン）
Ｃ３：フェノール系酸化防止剤（トリデシル−３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート）
Ｃ４：オレフィン共重合体系粘度指数向上剤（エチレン‐プロピレン共重合体、ＳＳＩ＝２５）
Ｃ５：流動点降下剤（ポリメタクリレート）
Ｃ６：金属不活性化剤（トリトリアゾール誘導体）
Ｃ７：消泡剤（ジメチルポリシロキサン、１００℃における動粘度６００００ｍｍ^２／ｓ）

（摩擦試験）
実施例１〜７及び比較例１〜８の各潤滑油組成物について、ＳＲＶ装置による摩擦試験を実施し、摩擦係数を測定した。ここで、実施例１〜７及び比較例８においては、上記の燃料の潤滑油組成物への混入量が表１又は表２に示す値となるように、燃料と潤滑油組成物とを混合して摩擦試験に供した。かかる燃料と潤滑油組成物との混合は、パイロット噴射又はポスト噴射による燃料希釈を通じた燃料の潤滑油組成物への混入に相当するものである。一方、比較例１〜７では、燃料を混合していない潤滑油組成物をそのまま使用した。本試験における試験条件を以下に示す。
（試験条件）
上部試験片：φ１５×２２ｍｍ円筒試験片（ＳＵＪ２）
下部試験片：φ２４×７ｍｍ円板状試験片（ＳＵＪ２及びこれにＤＬＣ表面処理を施したもの）
周波数：５０Ｈｚ
試験温度：８０℃
試験時間：３０分
荷重：４００Ｎ
摺動幅：３ｍｍ

Claims

脂肪酸メチルエステルを２〜１００質量％含有する燃料と、ＨＴＨＳ粘度が２．６ｍＰａ・ｓ以上である潤滑油組成物と、をディーゼル機関に用い、パイロット噴射又はポスト噴射を行うことにより、エンジン中の摺動面の摩擦を低下させることを特徴とする燃費低減方法。
前記潤滑油組成物として、
鉱油及び合成油から選ばれる基油と、
組成物全量を基準として、金属元素換算量で０．０１〜０．５０質量％の金属系清浄剤と、
組成物全量を基準として、リン元素換算量で０．０２〜０．２０質量％のリン系摩耗防止剤と、
を含有する潤滑油組成物を用いることを特徴とする、請求項１記載の燃費低減方法。
前記潤滑油組成物が、前記金属系清浄剤として、アルカリ金属サリシレート、アルカリ土類金属サリシレート、アルカリ金属フェネート、アルカリ土類金属フェネート、アルカリ金属スルホネート、アルカリ土類金属スルホネート、及びそれらの（過）塩基性塩から選ばれる少なくとも１種を含有することを特徴とする、請求項１又は２に記載の燃費低減方法。
前記潤滑油組成物が、前記リン系摩耗防止剤として、亜リン酸、チオ亜リン酸、リン酸、チオリン酸エステル、及びその金属塩もしくはアミン塩から選ばれる少なくとも１種を含有することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の燃費低減方法。
前記潤滑油組成物が、前記リン系摩耗防止剤としてアルキルリン酸亜鉛を含有することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の燃費低減方法。
前記エンジン中の摺動面を構成する摺動部材の少なくとも一部に、摺動面を硬質炭素皮膜で被覆した摺動部材を用いることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の燃費低減方法。
前記エンジン中のピストンリング、シリンダライナ、カムシャフト、タペット、ロッカーアーム、ピストンピン軸受面、ピストンピン外周面、バルブリフター、コンロッドの大端部内周面、クランクシャフトのクランクピン外周面、チェーンガイド用シュー及びチェーンテンショナー用シューから選ばれる少なくとも１つにおいて、摺動面の少なくとも一方が硬質炭素皮膜で被覆した摺動部材であることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載の燃費低減方法。