2サイクル油と4サイクル油の添加剤の違い | ジュンツウネット21

2サイクルエンジンに4サイクルエンジン油を使用すると,それに配合されているZnDTPのためにピストンとシリンダが汚れると聞いていますが,本当でしょうか。

解説します。

(1)2サイクルエンジン油と4サイクルエンジン油の差異

4サイクルエンジンでは,オイルパンに溜められた油がポンプにより圧送され,エンジン各部を潤滑した後再びオイルパンに戻るシステムを採用しています。また2サイクルエンジンでは,エンジン油は燃料に混合され回転部やしゅう動部に付着することにより,またはオイルタンクからの圧送によりエンジン各部を潤滑した後,混合気とともに燃焼室に入り燃焼します。

このような潤滑機構の差異および動弁機構の有無のような構造の差異により,2サイクルエンジン油と4サイクルエンジン油に要求される性能は大きく異なっており,その概要を表1に示します。また,その要求性能を満たすための潤滑油組成差異の概要を表2に示します。

表1 2サイクルエンジン油と4サイクルエンジン油に要求される主な性能
要求性能
2サイクル油
4サイクル油
リングおよびシリンダ等摺動部の焼付,摩耗防止性
動弁系の摩耗防止性
ピストン,リングの清浄性
スパークプラグの汚損防止性
排気系の汚れ防止性
燃焼室の汚れ防止性
排気煙の低減
スラッジ分散性
酸中和性
酸化安定性
燃料との混和性
粘度温度特性
防錆性

 :主要な要求項目
 :ある程度要求される項目
 :通常要求されない項目

表2 2サイクルエンジン油と4サイクルエンジン油の組成の差異
 
2サイクルエンジン油
4サイクルエンジン油
基油 主に鉱油
スモークレスタイプにポリブテンが用いられる。
燃料との混和性改良のため5~35%の灯油が配合される。
主に鉱油
粘度指数向上剤 配合しない マルチグレード油に配合
金属系清浄剤 主にカルシウムスルフォネイトやフィネイトが用いられる。
一般に高塩基価型は用いられない。
カルシウムおよびマグネシウムのスルフォネイトやフィネイトが用いられる事が多い。
無灰型分散剤 通常金属系清浄剤とともに配合される。 通常金属系清浄剤とともに配合される。
硫酸灰 0.07~0.15%程度 0.5~2.5%程度
ZnDTP 配合しない 配合される

(2)2サイクルエンジン油処方の特徴

2サイクルエンジン油と4サイクルエンジン油の組成上の大きな差異は,硫酸灰分とZnDTPの有無にあります。2サイクルエンジン油で硫酸灰分が低いのは,灰分の主要要因である過塩基性清浄剤の酸中和性能が要求されないことと,灰分が燃焼室堆積物を増加させたりプラグ失火を生じることがあるためです。

ZnDTPが処方されないのは,2サイクルエンジンでは油の酸化防止性が要求されないことと,動弁機構がないため厳しい摩耗防止性能が要求されないためです。また,ZnDTPは通常150~200℃で熱分解されると言われていますが,高負荷運転時のピストン,リングまわりの温度は200℃を超えるという報告もあり,ZnDTPの添加がかえってピストンの汚れ,リング膠着を生じその防止により多くの清浄剤を必要とすることとなることもZnDTPを添加しない理由です。

最近JASO法2サイクルエンジン油の評価方法の制定など統一評価方法の開発によりこの分野の研究も加速するものと思われますが,構造が単純な2サイクルエンジンにおける潤滑に関しては未だ解明されていないことも多く,よりいっそうの研究が望まれます。

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