JP6910343B2 - 過給機構搭載エンジン用潤滑油組成物、該潤滑油組成物を用いた過給機構搭載エンジンにおける低速早期着火の抑制方法、及び該潤滑油組成物の製造方法 - Google Patents
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Description
しかし、直噴過給機構搭載エンジンにおいては、低速運転時の低速プレイグニッション(Low−Speed Pre−Ignition。以下、「LSPI」と称する。)と呼ばれる現象が問題となっている。LSPIは、低速運転状態において、設定された点火時期よりも早く着火してしまう現象であり、該着火を起因としてエンジンシリンダー内で異常燃焼が起こることがある。このため、LSPIの発生は、燃費向上に悪影響を与えたり、エンジンの故障を引き起こしたりする可能性がある。
特許文献1では、潤滑油組成物に配合するカルシウム系清浄剤の量を減らし、特定の比率でマグネシウムやモリブデン等を含有する化合物と組み合わせることで、LSPIの発生頻度を低下させる潤滑油組成物が提案されている。
特許文献2では、潤滑油組成物に配合するカルシウム系清浄剤の量を減らし、マグネシウム系清浄剤を配合することで、LSPIの発生頻度を低下させる潤滑油組成物が提案されている。
しかし、特許文献1及び2では、カルシウム系清浄剤を積極的に用いながらLSPIの発生頻度を低下させる手段を検討していない。カルシウム系清浄剤は、マグネシウム系清浄剤及びナトリウム系清浄剤に比べて清浄作用に優れるという利点を有することから、カルシウム系清浄剤を積極的に用いながらLSPIの発生頻度を低下させることが望ましい。
また、マグネシウム系清浄剤は、潤滑油組成物の組成や使用条件によっては、潤滑油組成物中で針状結晶を形成し、ゲル化することもある。
<混合条件>
(1)前記金属含有界面活性剤(B)に含まれる硫黄含有量が、金属含有界面活性剤(B)全量基準で0.2質量%以上。
(2)カルシウム原子の含有量が組成物全量基準で0.08〜0.20質量%。
(3)前記塩基性化合物(C)と前記カルシウム含有界面活性剤(b1)由来のカルシウム原子の含有量との質量比〔(C)の含有量/(b1)由来のカルシウム含有量〕が2.0以上。
[過給機構搭載エンジン用潤滑油組成物]
本実施形態の過給機構搭載エンジン用潤滑油組成物は、基油(A)と、少なくともカルシウム含有界面活性剤(b1)を含む金属含有界面活性剤(B)と、金属炭酸塩、金属水酸化物、及びアミン系化合物から選ばれる少なくとも1種の塩基性化合物(C)とを含有し、前記金属含有界面活性剤(B)に含まれる硫黄の含有量が、金属含有界面活性剤(B)全量基準で0.2質量%以上であり、カルシウム原子の含有量が、組成物全量基準で0.08〜0.20質量%であり、前記塩基性化合物(C)と前記カルシウム含有界面活性剤(b1)由来のカルシウム原子の含有量との質量比〔(C)の含有量/(b1)由来のカルシウム含有量〕が2.0以上であるものである。
以下、過給機構搭載エンジン用潤滑油組成物のことを単に「潤滑油組成物」と称する場合がある。
基油(A)としては、鉱油及び/又は合成油が挙げられる。
鉱油としては、溶剤精製、水添精製等の通常の精製法により得られるパラフィン基系鉱油、中間基系鉱油及びナフテン基系鉱油等;フィッシャートロプシュプロセス等により製造されるワックス(ガストゥリキッドワックス)、鉱油系ワックス等のワックスを異性化することによって製造されるワックス異性化系油;等が挙げられる。
合成油としては、炭化水素系合成油、エーテル系合成油等が挙げられる。炭化水素系合成油としては、アルキルベンゼン、アルキルナフタレン等を挙げることができる。エーテル系合成油としては、ポリオキシアルキレングリコール、ポリフェニルエーテル等が挙げられる。
基油(A)が、二種以上の基油が混合された基油である場合、混合基油の動粘度が上記範囲を満たすことが好ましい。
なお、本実施形態において、基油(A)等の動粘度は、JIS K2283:2000に準拠して測定することができる。
本実施形態の潤滑油組成物は、金属含有界面活性剤(B)を含む。金属含有界面活性剤(B)は、塩基性化合物(C)との相乗作用で、清浄性を良好にして、ひいてはLSPIなどの異常燃焼の発生頻度を低下する役割を有する。
本実施形態では、金属含有界面活性剤(B)として、少なくともカルシウム含有界面活性剤(b1)を含む。
カルシウム含有界面活性剤(b1)は、清浄作用に優れる一方で、LSPIなどの異常燃焼を発生させやすい。金属含有界面活性剤(B)に含まれる硫黄含有量が金属含有界面活性剤(B)全量基準で0.2質量%未満の場合、カルシウム含有界面活性剤(b1)を原因とするLSPIなどの異常燃焼の発生頻度を低下することができない。一方、本実施形態では、金属含有界面活性剤(B)に含まれる硫黄含有量を金属含有界面活性剤(B)全量基準で0.2質量%以上とすることにより、LSPIなどの異常燃焼の発生頻度を低下することができる。
なお、金属含有界面活性剤(B)に含まれる硫黄含有量について、多数の下限値及び上限値を示したが、本実施形態では、各下限値及び各上限値を適宜組み合わせて、金属含有界面活性剤(B)に含まれる硫黄含有量を調整することができる。
カルシウムフェネートは、分子量が300〜1,500のものが好ましく、400〜700のものがより好ましい。カルシウムフェネートとしては、アルキルフェノールのカルシウム塩(アルキルフェネートカルシウム)、アルキルフェノールサルファイドのカルシウム塩、アルキルフェノールのマンニッヒ反応物のカルシウム塩が好ましく用いられる。
カルシウムサリシレートは、分子量が300〜1,500のものが好ましく、400〜700のものがより好ましい。カルシウムサリシレートとしては、アルキルサリチル酸カルシウムが好ましく用いられる。
さらに、カルシウムスルホネート、カルシウムフェネート及びカルシウムサリシレートとしては、上記中性カルシウム含有界面活性剤と過剰のカルシウム塩やカルシウム塩基を水の存在下で加熱することにより得られる塩基性カルシウムスルホネート、塩基性カルシウムフェネート及び塩基性カルシウムサリシレート等の塩基性カルシウム含有界面活性剤;炭酸ガスの存在下で、上記中性カルシウム含有界面活性剤と、カルシウムの炭酸塩又はホウ酸塩とを反応させることにより得られる過塩基性カルシウムスルホネート、過塩基性カルシウムフェネート及び過塩基性カルシウムサリシレート等の過塩基性カルシウム含有界面活性剤が挙げられる。
また、金属含有界面活性剤(B)として、カルシウム含有界面活性剤(b1)以外の金属含有界面活性剤を含む場合、金属含有界面活性剤(B)全量基準におけるカルシウム含有界面活性剤(b1)の含有量は、50質量%以上99質量%以下であることが好ましく、80質量%以上98質量%以下であることがより好ましく、90質量%以上97質量%以下であることがさらに好ましい。
カルシウム含有界面活性剤(b1)以外の金属含有界面活性剤としては、マグネシウム含有界面活性剤(b2)及びナトリウム含有界面活性剤(b3)から選ばれる1種以上が挙げられる。マグネシウム含有界面活性剤(b2)及びナトリウム含有界面活性剤(b3)は、LSPIなどの異常燃焼の発生頻度を上昇しにくい点で優れている。なお、マグネシウム含有界面活性剤(b2)は、潤滑油組成物の組成や使用条件によっては、潤滑油組成物中で針状結晶を形成し、ゲル化することがある。また、ナトリウム含有界面活性剤(b3)は、潤滑油組成物に水分が混入した場合、水と反応して沈殿を生じることがある。
ナトリウム含有界面活性剤(b3)としては、ナトリウムスルホネート、ナトリウムフェネート及びナトリウムサリシレートが挙げられる。
本実施形態の潤滑油組成物は、金属炭酸塩、金属炭酸水素塩、金属水酸化物及びアミン系化合物から選ばれる少なくとも1種の塩基性化合物(C)を含む。これらの中では、LSPIなどの異常燃焼の発生頻度を低下させやすくする観点から、金属炭酸塩、金属水酸化物及び、アミン系化合物の一種である金属原子非含有ジチオカーバメートが好ましい。また、アミン系化合物は、防食剤及び防錆剤としても作用し得る点で好適である。
塩基性化合物(C)は、カルシウム含有界面活性剤(b1)を原因とするLSPIなどの異常燃焼の発生頻度を低下する役割を有する。
該質量比が2.0未満の場合、塩基性化合物(C)の含有量が相対的に少なくなり、カルシウム含有界面活性剤(b1)を原因とするLSPIなどの異常燃焼の発生頻度を十分に低下させることができない。
上記比は、2.5以上であることが好ましく、3.0以上であることがより好ましく、5.0以上であることがさらに好ましい。
また、塩基性化合物(C)の含有量を増やし過ぎないことで、エンジンのオイルフィルターを目詰まりさせにくくできる。このため、上記比は、60.0以下であることが好ましく、40.0以下であることがより好ましく、30.0以下であることがさらに好ましい。
上記比は、10.0以下であることがより好ましく、8.0以下であることがさらに好ましく、6.0以下であることがよりさらに好ましい。
また、塩基性化合物(C)の含有量に対する金属含有界面活性剤(B)の含有量を一定量以上にして、清浄性を良好にする観点から、上記比は、0.2以上であることが好ましく、0.3以上であることがより好ましく、1.0以上であることがさらに好ましい。
なお、上記比に関して、多数の下限値及び上限値を示したが、本実施形態では、各下限値及び各上限値を適宜組み合わせて、上記比を調整することができる。
上記のうちアミン化合物(c1)としては、より詳しくは、下記一般式(C1)、(C2)で表される化合物が挙げられるとともに、アミン化合物(c1)またはアミン化合物(c2)としては、下記一般式(C3)又は(C4)で表される化合物が挙げられる。また、アミン化合物(c3)としては、下記一般式(C5)で表される化合物が挙げられる。
上記炭化水素基は、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ブテニル基、ヘキシル基、ヘキセニル基、オクチル基、オクテニル基、2−エチルヘキシル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、デセニル基、ドデシル基、ドデセニル基、トリデシル基、テトラデシル基、テトラデセニル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘキサデセニル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、オクタデセニル基、ステアリル基、イソステアリル基、オレイル基、リノール基、ノナデシル基、イコシル基、エイコシル基、ヘンイコシル基、ドコシル基、トリコシル基、テトラコシル基、ペンタコシル基、ヘキサコシル基、ヘプタコシル基、オクタコシル基、ノナコシル基、トリアコンチル基、ヘントリアコンチル基、ドトリアコンチル基、デセントリマー基、ポリブテン基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、メチルシクロヘキシル基、エチルシクロヘキシル基、プロピルシクロヘキシル基、ジメチルシクロヘキシル基、トリメチルシクロヘキシル基等の脂肪族炭化水素基、フェニル基、メチルフェニル基、エチルフェニル基、ジメチルフェニル基、プロピルフェニル基、トリメチルフェニル基、ブチルフェニル基、ナフチル基などの芳香族炭化水素基などが挙げられる。
また、上記炭化水素基は、炭素数4〜22の炭化水素基が好ましく、6〜18の炭化水素基がより好ましい。
該炭化水素基としては、飽和でも不飽和でもよく、脂肪族でも芳香族でもよく、直鎖状でも分岐状でも環状でもよく、例えば、アルキル基またはアルケニル基等の脂肪族炭化水素基、又は芳香族炭化水素基が挙げられる。より具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ブテニル基、ヘキシル基、ヘキセニル基、オクチル基、オクテニル基、2−エチルヘキシル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、デセニル基、ドデシル基、ドデセニル基、トリデシル基、テトラデシル基、テトラデセニル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘキサデセニル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、オクタデセニル基、ステアリル基、イソステアリル基、オレイル基、リノール基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、メチルシクロヘキシル基、エチルシクロヘキシル基、プロピルシクロヘキシル基、ジメチルシクロヘキシル基、トリメチルシクロヘキシル基等の脂肪族炭化水素基、フェニル基、メチルフェニル基、エチルフェニル基、ジメチルフェニル基、プロピルフェニル基、トリメチルフェニル基、ブチルフェニル基、ナフチル基などの芳香族炭化水素基などが挙げられる。
この炭化水素基としては、炭素数1〜18のものが好ましく、炭素数1〜16のものがより好ましくは、炭素数1〜12のものが特に好ましい。
エーテル結合又はエステル結合を含有する酸素含有炭化水素基としては、例えば炭素数1〜18のものであり、メトキシメチル基、エトキシメチル基、プロポキシメチル基、イソプロポキシメチル基、n−ブトキシメチル基、t−ブトキシメチル基、ヘキシルオキシメチル基、オクチルオキシメチル基、2−エチルヘキシルオキシメチル基、デシルオキシメチル基、ドデシルオキシメチル基、2−ブチルオクチルオキシメチル基、テトラデシルオキシメチル基、ヘキサデシルオキシメチル基、2−ヘキシルドデシルオキシメチル基、
アリルオキシメチル基、フェノキシ基、ベンジルオキシ基、メトキシエチル基、メトキシプロピル基、1,1−ビスメトキシプロピル基、1,2−ビスメトキシプロピル基、エトキシプロピル基、(2−メトキシエトキシ)プロピル基、(1−メチル−2−メトキシ)プロピル基、アセチルオキシメチル基、プロパノイルオキシメチル基、ブタノイルオキシメチル基、ヘキサノイルオキシメチル基、オクタノイルオキシメチル基、2−エチルヘキサノイルオキシメチル基、デカノイルオキシメチル基、ドデカノイルオキシメチル基、2−ブチルオクタノイルオキシメチル基、テトラデカノイルオキシメチル基、ヘキサデカノイルオキシメチル基、2−ヘキシルドデカノイルオキシメチル基、ベンゾイルオキシメチル基などが挙げることができる。
(a+b)は、好ましくは1〜12、より好ましくは1〜10である。また、c、(e+f+g)、及び(j+k+w+m)はそれぞれ、好ましくは0〜12、より好ましくは0〜7である。d、h、及びiはそれぞれ、好ましくは2〜4である。
一般式(C2)においては、R12〜R14のいずれも水素原子であるとともに、R15が水素原子又は炭化水素基であることが好ましい.
一般式(C3)において、e、f及びgそれぞれが1以上であって、R17〜R28は全て水素原子であることが好ましく、より好ましくはe、f及びg全てが1である。もちろん、一般式(C3)において、e、f及びg全てが0であって、ヒドロキシル基を有していなくてもよい。
また、一般式(C4)においては、j、k、w及びmが全て0であることが好ましい。さらに、一般式(C5)においてR47はアルキル基であることが好ましく、また、R48、R49の少なくとも1つが炭化水素基となってもよく、その炭化水素基はアルキル基であることが好ましい。
[式(C6)中、R51〜R54は、炭素数1〜10のアルキル基又はフェニル基を示し、R51〜R54は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。R55は、炭素数1〜3のアルキレン基を示す。]
また、式(C6)中、R55は、炭素数1〜2のアルキレン基であることが好ましく、炭素数1のアルキレン基(メチレン基)であることがより好ましい。
等が挙げられる。
本実施形態の潤滑油組成物は、さらに、粘度指数向上剤、清浄分散剤、流動点降下剤、耐磨耗剤及び酸化防止剤等から選ばれる1種以上の汎用の添加剤を含有してもよい。
これらの各添加剤の各含有量は、適宜調整することができ、組成物全量基準で、通常0.001〜10質量%、好ましくは0.005〜5質量%である。また、これらの添加剤の合計含有量は、組成物全量基準で、好ましくは20質量%以下、より好ましくは10質量%以下、さらに好ましくは5質量%以下、よりさらに好ましくは2質量%以下である。
本実施形態の潤滑油組成物は、カルシウム原子の含有量が、組成物全量基準で0.08〜0.20質量%であることを要する。
カルシウム原子の含有量が、組成物全量基準で0.08質量%未満の場合、清浄性を良好にできない。一方、カルシウム原子の含有量が、組成物全量基準で0.20質量%を超える場合、所定量の塩基性化合物(C)を含有していても、LSPIなどの異常燃焼の発生頻度を低下させることができない。
なお、カルシウム原子の含有量に関して、多数の下限値及び上限値を示したが、本実施形態では、各下限値及び各上限値を適宜組み合わせて、カルシウム原子の含有量を調整することができる。
該比を0.05以上とすることにより潤滑油組成物の清浄性を高めることができ、0.80以下とすることによりLSPIなどの異常燃焼の発生頻度を低下させやすくできる。
また、本実施形態の潤滑油組成物は、ナトリウム含有量が組成物全量基準で0.10質量%以下であることが好ましく、0.08質量%以下であることがより好ましく、0.06質量%以下であることがさらに好ましい。
該割合を0.01質量%以上とすることによりLSPIなどの異常燃焼の発生頻度を低下させやすくするでき、0.80質量%以下とすることによりエンジン部材等の腐食を防止できる。
また、本実施形態の潤滑油組成物は、リン含有量が0.01〜0.20質量%が好ましく、0.03〜0.15質量%がより好ましく、0.05〜0.10質量%がさらに好ましく、0.06〜0.84質量%がよりさらに好ましい。
また、本実施形態の潤滑油組成物は、亜鉛含有量が組成物全量基準で0.06〜0.11質量%であることが好ましい。
また、本実施形態において、潤滑油組成物の40℃動粘度は、20.0〜45.0mm2/sであることが好ましく、22.0〜40.0mm2/sであることがより好ましく、25.0〜35.0mm2/sであることがさらに好ましい。
また、本実施形態において、潤滑油組成物の粘度指数は、145以上であることが好ましく、150以上であることがより好ましく、155以上であることがさらに好ましい。
150℃におけるHTHS粘度が1.4mPa・s以上であれば、潤滑性能を良好とすることができ、2.9mPa・s以下であれば、低温での優れた粘度特性が得られるとともに、優れた省燃費性も得られる。150℃におけるHTHS粘度は、エンジンの高速運転時の高温領域下での粘度として想定することもでき、上記範囲に属していれば、該潤滑油組成物は、エンジンの高速運転時を想定した高温領域下での粘度等の各種性状が良好であるといえる。
本明細書において、150℃におけるHTHS粘度は、ASTM D4683(JPI−5S−36−03)に準拠して測定された、150℃における高温高せん粘度の値である。
本実施形態の過給機構搭載エンジンにおける低速早期着火の抑制方法は、過給機構搭載エンジンに、上述した本実施形態の過給機構搭載エンジン用潤滑油組成物を添加するものである。
本実施形態の過給機構搭載エンジンにおける低速早期着火の抑制方法によれば、LSPIなどの異常燃焼の発生頻度を低下することができる。
本実施形態の過給機構搭載エンジン用潤滑油組成物の製造方法は、
基油(A)と、少なくともカルシウム含有界面活性剤(b1)を含む金属含有界面活性剤(B)と、金属炭酸塩、金属炭酸水素塩、金属水酸化物、及びアミン系化合物から選ばれる少なくとも1種の塩基性化合物(C)とを混合する混合工程を有し、下記の混合条件(1)〜(3)を満たすように前記混合工程を行うものである。
<混合条件>
(1)前記金属含有界面活性剤(B)に含まれる硫黄含有量が、金属含有界面活性剤(B)全量基準で0.2質量%以上。
(2)カルシウム原子の含有量が組成物全量基準で0.08〜0.20質量%。
(3)前記塩基性化合物(C)と前記カルシウム含有界面活性剤(b1)由来のカルシウム原子の含有量との質量比〔(C)の含有量/(b1)由来のカルシウム含有量〕が2.0以上。
例えば、金属含有界面活性剤(B)に含まれる硫黄含有量が、金属含有界面活性剤(B)全量基準で0.3質量%以上となるように上記工程を行うことが好ましい。また、カルシウム含有界面活性剤(b1)に含まれる硫黄含有量が、カルシウム含有界面活性剤(b1)全量基準で0.3質量%以上となるように上記工程を行うことが好ましい。
1.評価
1−1.異常燃焼の確認
表1の組成で調製した試験例1〜6の試料油について、以下の手法で異常燃焼の発生を確認した。
<試験用内燃機関(火花点火式内燃機関)の仕様及び運転条件>
(1)ボア径 85mm
(2)ストローク長 70mm
(3)排気量 397cm3
(4)圧縮比 8:1
(5)エンジン回転数 1400rpm
(6)空燃比 理論空燃比
(7)点火時期 −5°aTDC
上記機関にシリンダヘッドに小型の石英窓を設け、燃焼室右端部にキセノン光源からの光を透過させることにより、末端部での吸光測定を実施した。燃焼室を透過したキセノン光を、光ファイバによって分光器に導き、293.1nmの波長に分光した。この波長は、ホルムアルデヒドに強い吸収が起こる波長である。ホルムアルデヒドは、冷炎発生時(低温酸化反応時)に生成され、青炎への移行と熱炎の発生とともに急激に減少する重要な化学種である。分光した光を光電子増倍管によって電気信号に変換し、反応が起こっていない状態での透過光強度E0と、任意のクランク角度での透過光強度E1を用い、吸光度を(E0−E1)/E0と定義して算出した。この吸光度が増大を開始する時期を冷炎発生時期、吸光度が急激に減少する時期を自着火時期と定義した。また、燃焼室内に圧力センサを設け、ノッキング時に発生する圧力振動の振幅を測定し、ノック強度の指標とした。
上記試験用内燃機関においては、電気火花等の点火源により強制的に活性化学種が提供され、熱炎の発生と伝播に至っている。このため、低温度自着火反応の進行が、点火に由来する熱炎の発生及び伝播よりも早い場合、燃焼状態の悪化や、急激な圧力振動が発生する。そして、この急激な圧力振動の発生がノッキングの原因となっていることから、上記のように、ノッキング時に発生する圧力振動の振幅を測定し、ノック強度の指標とした。
燃焼室内に侵入する液滴は、直噴された燃料によりエンジンオイルが希釈されたもの、つまり、着火性の低いガソリンに着火性が高いエンジンオイルが混合したものと考えられる。そのため、特定の性状の液滴を燃焼室内部に強制的に飛散させ、燃焼状態を解析することによって、組成物が与え得る最大の影響を評価することができる。
そこで、本燃焼試験では、火花点火式エンジン、中でも直噴過給機搭載エンジンにおいて、偶発的に大量の潤滑油組成物が燃焼室内に侵入した場合を想定し、上記のように、試料油を強制的に燃焼室に導入した。
なお、燃焼性試験に用いた火花点火式エンジンには、一般的な潤滑油組成物がクランク室等に充填されているが、該潤滑油組成物のクランク室から燃焼室内への侵入は制限されているため、本試験下への影響を考慮する必要はない。
A:圧力振動の値が基準試料油(試験例1の試料油)の値以下であり、かつ、基準試料油と比較して冷炎の発生時期が早期化しない。
B:圧力振動の値が基準試料油(試験例1の試料油)の値以下であるが、基準試料油と比較して冷炎の発生時期は早期化する。
C:圧力振動の値が基準試料油(試験例1の試料油)の値を超え、かつ、基準試料と比較して冷炎の発生時期が早期化する。
・prf50:n−ヘプタンとイソオクタンとを50:50の質量比で混合してなる燃料油
・アルキルサリチル酸カルシウムA:硫黄含有量0.4質量%、カルシウム含有量3.9%のアルキルサリチル酸カルシウムA
・アルキルサリチル酸カルシウムB:硫黄含有量0.7質量%、カルシウム含有量4.5%のアルキルサリチル酸カルシウム
・アルキルベンゼンスルホン酸カルシウムA:硫黄含有量5.6質量%、カルシウム含有量3.4%のアルキルベンゼンスルホン酸カルシウム
・アルキルベンゼンスルホン酸カルシウムB:硫黄含有量5.2質量%、カルシウム含有量3.0%のアルキルベンゼンスルホン酸カルシウム
・アルキルフェネートカルシウムA:硫黄含有量8.1質量%、カルシウム含有量6.1%のアルキルフェネートカルシウム
試験例2と試験例3との対比、並びに試験例4と試験例5との対比により、〔(C)の含有量/(b1)由来のカルシウム含有量〕の値が高いほど、圧力振動の値が低く、冷炎発生時期が早期化しにくいことが理解できる。
試験例2及び4の測定結果から、〔(C)の含有量/(b1)由来のカルシウム含有量〕が同等の場合、金属含有界面活性剤(b1)に含まれる硫黄の含有量(試験例2及び4の場合、(b1)の硫黄含有量=(b)の硫黄含有量)が多い試験例4の方が、圧力振動の値が低いことが理解できる。
また、硫黄の含有量が8.0質量%以上であるアルキルフェネートカルシウムを含有し、〔(C)の含有量/(b1)由来のカルシウム含有量〕が5.0以上である試験例6は、圧力振動の値を大幅に抑えることが理解できる。
表2の組成で調製した実施例及び比較例の潤滑油組成物について、下記の方法に基づき、ヒートフローのピーク値を測定し、ヒートフローのピーク値に基づくLSPI防止性能の評価を行った。結果を表2に示す。
(ヒートフローのピーク値の測定)
調製した潤滑油組成物について、高圧示差走査熱量計を用いて昇温に伴うヒートフローの発生を解析した。アルミニウムパンに試験油を5mg滴下したものを測定試料とし、基準物質に試験油を滴下していないアルミニウムパンを用いた。気圧は10atmに設定し、空気雰囲気下で測定した。昇温は10℃/分の速度で、400℃まで行った。一般に、潤滑油組成物は、昇温していくと特定の温度で瞬間的な発熱が生じ、燃焼する。この時の瞬間的な発熱が生じた際の発熱量のピーク値が大きいほど、燃焼室内において燃焼反応を引き起こしやすく、すなわちLSPIを誘引しやすい。そこで、瞬間的な発熱が生じた際の発熱量の基準として、発熱速度に対応するヒートフローのピーク値を測定し、試料量(mg)あたりの値を求めた。該ピーク値が小さいほど、LSPI防止性能が良好であるといえ、68.0mW/mg以下を合格とする。
<基油(A)>
・水素化精製基油(40℃動粘度:21mm2/s、100℃動粘度:4.5mm2/s、粘度指数:135、硫黄含有量20質量ppm未満、NOACK蒸発量:12.6質量%、n−d−M環分析;%CA0.0、%CP78.7)
[カルシウム含有界面活性剤(b1)]
アルキルサリチル酸カルシウムA、アルキルサリチル酸カルシウムB、アルキルベンゼンスルホン酸カルシウムA、アルキルベンゼンスルホン酸カルシウムB、及びアルキルフェネートカルシウムAは、表1と同じものである。
[マグネシウム含有界面活性剤(b2)]
・アルキルベンゼンスルホン酸マグネシウムA:硫黄含有量6.0質量%、マグネシウム含有量1.3質量%のアルキルベンゼンスルホン酸マグネシウム
[ナトリウム含有界面活性剤(b3)]
・アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムA:硫黄含有量4.2質量%、ナトリウム含有量34.7質量%のアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム
・炭酸カルシウム
・水酸化カルシウム
・アミン系化合物A:金属非含有ジチオカーバメート(ビス(ジブチルジチオカルバミン酸)メチレン)
・炭酸マグネシウム
・炭酸ナトリウム
・アミン系化合物B:脂肪族系アミン系化合物(オレイルジエタノールアミン)
<添加剤>
・粘度指数向上剤:ポリメタクリレート(PMA、Mw=510,000、樹脂分濃度19質量%)
・その他添加剤:ジチオカルバミン酸モリブデン(モリブデン含有量:10質量%)、高分子アルケニルコハク酸イミド(塩基価:24mgKOH/g、窒素含有量:1質量%)、ホウ素化アルケニルコハク酸イミド(塩基価:25mgKOH/g、窒素含有量:1.2質量%、ホウ素含有量:1.3質量%)、ジチオリン酸亜鉛(亜鉛含有量:8.9質量%、リン含有量:7.4質量%、硫黄含有量:15.0質量%)、ジフェニルアミン、アルキルフェノール、銅不活性化剤、シリコーン系消泡剤、及びポリメタクリレート系流動点降下剤
比較例1及び2は、〔(C)の含有量/(b1)由来のカルシウム含有量〕が2.0未満のため、ヒートフローのピーク値が高くなることが確認できる。
また、比較例3は、カルシウム原子の含有量が、組成物全量基準で0.20質量%を超えるため、ヒートフローのピーク値が高くなることが確認できる。
Claims (10)
- 基油(A)と、
少なくともカルシウム含有界面活性剤(b1)を含む金属含有界面活性剤(B)と、
金属炭酸塩、及び金属水酸化物から選ばれる少なくとも1種の塩基性化合物(C)とを含有し、
前記金属含有界面活性剤(B)に含まれる硫黄の含有量が、金属含有界面活性剤(B)全量基準で0.2質量%以上であり、
カルシウム原子の含有量が、組成物全量基準で0.08〜0.20質量%であり、
前記塩基性化合物(C)と前記カルシウム含有界面活性剤(b1)由来のカルシウム原子の含有量との質量比〔(C)の含有量/(b1)由来のカルシウム含有量〕が2.0以上である、
過給機構搭載エンジン用潤滑油組成物。 - 前記カルシウム含有界面活性剤(b1)に含まれる硫黄含有量が、前記カルシウム含有界面活性剤(b1)全量基準で0.3質量%以上である、請求項1記載の過給機構搭載エンジン用潤滑油組成物。
- 前記金属含有界面活性剤(B)が、さらに、マグネシウム含有界面活性剤(b2)及びナトリウム含有界面活性剤(b3)から選ばれる少なくとも1種を含む、請求項1又は2に記載の過給機構搭載エンジン用潤滑油組成物。
- 前記塩基性化合物(C)の含有量が、組成物全量基準で0.10〜1.00質量%である、請求項1〜3の何れか1項に記載の過給機構搭載エンジン用潤滑油組成物。
- 前記塩基性化合物(C)が、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸バリウム、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム及び水酸化バリウムから選ばれる少なくとも1種を含む、請求項1〜4の何れか1項に記載の過給機構搭載エンジン用潤滑油組成物。
- 前記塩基性化合物(C)が、炭酸カルシウム、及び水酸化カルシウムから選ばれる少なくとも1種を含む、請求項1〜5の何れか1項に記載の過給機構搭載エンジン用潤滑油組成物。
- 硫黄含有量が、組成物全量基準で0.01〜0.80質量%である、請求項1〜6の何れか1項に記載の過給機構搭載エンジン用潤滑油組成物。
- 前記カルシウム含有界面活性剤(b1)がカルシウムフェネート及び/又はカルシウムスルホネートである、請求項1〜7の何れか1項に記載の過給機構搭載エンジン用潤滑油組成物。
- 過給機構搭載エンジンに、請求項1〜8の何れか1項に記載の過給機構搭載エンジン用潤滑油組成物を添加する、過給機構搭載エンジンにおける低速早期着火の抑制方法。
- 基油(A)と、
少なくともカルシウム含有界面活性剤(b1)を含む金属含有界面活性剤(B)と、
金属炭酸塩、及び金属水酸化物から選ばれる少なくとも1種の塩基性化合物(C)とを混合する混合工程を有し、
下記の混合条件(1)〜(3)を満たすように前記混合工程を行う、
過給機構搭載エンジン用潤滑油組成物の製造方法。
<混合条件>
(1)前記金属含有界面活性剤(B)に含まれる硫黄含有量が、金属含有界面活性剤(B)全量基準で0.2質量%以上。
(2)カルシウム原子の含有量が組成物全量基準で0.08〜0.20質量%。
(3)前記塩基性化合物(C)と前記カルシウム含有界面活性剤(b1)由来のカルシウム原子の含有量との質量比〔(C)の含有量/(b1)由来のカルシウム含有量〕が2.0以上。
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