JP7178878B2 - 内燃機関用潤滑油組成物及びその製造方法、並びにプレイグニッションの抑制方法 - Google Patents
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Description
金属系清浄剤としてはカルシウム系清浄剤が多く用いられているが、清浄性を高めるためにカルシウム系清浄剤を用いた潤滑油組成物は、エンジンシリンダー内に潤滑油組成物が侵入した際にLSPIを誘発する場合がある。
特許文献2には、主成分として潤滑油ベースストックと、副成分として少なくとも1種の亜鉛含有化合物又は少なくとも1種の抗摩耗剤とを含む組成を有する配合油を使用する、低速プレイグニッションを防止又は低減する方法が開示されている。
特許文献3には、基油と過塩基性金属清浄剤とを含む潤滑剤組成物を供給することを含む、LSPIを低減させる方法が開示されている。
特許文献2には、カルシウム系清浄剤の量を低減した又はカルシウム系清浄剤を使用しない組成を有する潤滑油が開示されているが、カルシウム系清浄剤の量を低減した分、他の金属を含む清浄剤、亜鉛含有化合物等を多く添加するものであり、低灰分化という観点からは不十分である。
しかしながら、本発明者等は、カルシウム系清浄剤の含有量を低減させた潤滑油組成物について、高負荷運転条件下(例えば、20バール以上の正味平均有効圧力で運転)における性能を調査したところ、新たに、次の(1)~(3)の問題が発生することを見出した。
(1)高負荷環境下においては、カルシウム系清浄剤の含有量を大幅に低減させた場合においてもLSPIが発生すること。
(2)カルシウム系清浄剤の含有量を大幅に低減させた状態でマグネシウム系清浄剤を添加すると、潤滑油組成物の摩擦係数が大きくなること。
(3)高負荷環境下においては、カルシウム系清浄剤の一部をナトリウム系清浄剤に置き換えた場合においてもLSPIが発生すること。
すなわち、カルシウム系清浄剤の含有量を低減させた潤滑油組成物を高負荷環境下に適用する場合においては、依然としてLSPIの問題が存在すると共に、摩擦係数の増加によって過給機構搭載エンジンの燃費向上という本来の目的を十分に達成できなくなる場合がある。
すなわち、本発明は、下記[1]~[3]を提供する。
[1]基油(A)、
カルシウム系清浄剤(B1)を含有する金属系清浄剤(B)、
ジアルキルジチオリン酸亜鉛(C)、及び
モリブデン含有化合物(D)、
を含有する潤滑油組成物であって、
成分(B1)のカルシウム原子換算での含有量が、前記潤滑油組成物の全量基準で、100質量ppm超600質量ppm以下であり、
マグネシウム系清浄剤(B2)のマグネシウム原子換算での含有量が、前記潤滑油組成物の全量基準で、200質量ppm未満であり、
ナトリウム系清浄剤(B3)のナトリウム原子換算での含有量が、前記潤滑油組成物の全量基準で、200質量ppm未満であり、
成分(C)に由来するリン原子と成分(B1)に由来するカルシウム原子との含有量比〔P/Ca〕が、質量基準で、0.25以上であり、
硫酸灰分が0.7質量%以下である、内燃機関用潤滑油組成物。
[2]上記[1]に記載の内燃機関用潤滑油組成物を用いて、火花点火式内燃機関を潤滑する、プレイグニッションの抑制方法。
[3]基油(A)、
カルシウム系清浄剤(B1)を含有する金属系清浄剤(B)、
ジアルキルジチオリン酸亜鉛(C)、及び
モリブデン含有化合物(D)、
を混合する潤滑油組成物の製造方法であって、
成分(B1)のカルシウム原子換算での含有量が、前記潤滑油組成物の全量基準で、100質量ppm超600質量ppm以下であり、
マグネシウム系清浄剤(B2)のマグネシウム原子換算での含有量が、前記潤滑油組成物の全量基準で、200質量ppm未満であり、
ナトリウム系清浄剤(B3)のナトリウム原子換算での含有量が、前記潤滑油組成物の全量基準で、200質量ppm未満であり、
成分(C)に由来するリン原子と成分(B1)に由来するカルシウム原子との含有量比〔P/Ca〕が、質量基準で、0.25以上であり、
硫酸灰分が0.7質量%以下である、
内燃機関用潤滑油組成物の製造方法。
本実施形態の内燃機関用潤滑油組成物(以下、単に「潤滑油組成物」ともいう)は、
基油(A)、
カルシウム系清浄剤(B1)を含有する金属系清浄剤(B)、
ジアルキルジチオリン酸亜鉛(C)、及び
モリブデン含有化合物(D)、
を含有する潤滑油組成物であって、
成分(B1)のカルシウム原子換算での含有量が、前記潤滑油組成物の全量基準で、100質量ppm超600質量ppm以下であり、
マグネシウム系清浄剤(B2)のマグネシウム原子換算での含有量が、前記潤滑油組成物の全量基準で、200質量ppm未満であり、
ナトリウム系清浄剤(B3)のナトリウム原子換算での含有量が、前記潤滑油組成物の全量基準で、200質量ppm未満であり、
成分(C)に由来するリン原子と成分(B1)に由来するカルシウム原子との含有量比〔P/Ca〕が、質量基準で、0.25以上であり、
硫酸灰分が0.7質量%以下である、内燃機関用潤滑油組成物である。
本実施形態の潤滑油組成物の硫酸灰分は、0.7質量%以下であり、これにより排出ガス浄化装置への悪影響が抑制された内燃機関用潤滑油組成物とすることができる。
本実施形態の潤滑油組成物の硫酸灰分は、より一層、排出ガス浄化装置への悪影響が抑制された内燃機関用潤滑油組成物とする観点から、好ましくは0.5質量%以下、より好ましく0.4質量%以下、更に好ましくは0.3質量%以下である。硫酸灰分の下限値に特に制限はないが、他の特性とのバランスを考慮して、0.1質量%以上であってもよい。
なお、硫酸灰分は、JIS K2272:1998に準拠して測定される値である。
以下、本実施形態の潤滑油組成物に含有される各成分について説明する。
本実施形態の潤滑油組成物に含有される基油(A)としては、鉱油及び合成油から選ばれる1種以上を含有するものであればよい。
基油(A)の100℃における動粘度としては、好ましくは2.0mm2/s以上、より好ましくは2.5mm2/s以上、更に好ましくは3.0mm2/s以上であり、そして、好ましくは10.0mm2/s以下、より好ましくは8.0mm2/s以下、更に好ましくは6.0mm2/s以下である。
基油(A)の粘度指数としては、好ましくは80以上、より好ましくは90以上、更に好ましくは100以上、より更に好ましくは105以上である。
なお、基油(A)が、2種以上の基油を含有する混合基油である場合、当該混合基油の動粘度及び粘度指数が上記範囲内であればよい。
金属系清浄剤(B)は、カルシウム系清浄剤(B1)(以下、単に「成分(B1)」ともいう)を、カルシウム原子換算の含有量が、潤滑油組成物の全量基準で、100質量ppm超600質量ppm以下となる範囲で含有し、かつ、マグネシウム原子換算でのマグネシウム系清浄剤(B2)(以下、単に「成分(B2)」ともいう)の含有量を、潤滑油組成物の全量基準で、200質量ppm未満、ナトリウム原子換算でのナトリウム系清浄剤(B3)(以下、単に「成分(B3)」ともいう)の含有量を、前記潤滑油組成物の全量基準で、200質量ppm未満とするものである。
本実施形態の潤滑油組成物は、上記範囲で成分(B1)を含有しつつ、且つ成分(B3)の含有量を上記上限値未満とすることにより、内燃機関用潤滑油組成物に要求される清浄性を担保しながらも、LSPIの発生を抑制することができる。さらに、成分(B2)の含有量を上記上限値未満とすることで、潤滑油組成物の摩擦係数が高くなることを抑制することができ、十分な潤滑性能が得られる。
成分(B1)としては、例えば、カルシウムサリシレート、カルシウムフェネート、カルシウムスルホネート等のカルシウム塩が挙げられる。これらの中でも、清浄性の観点から、好ましくはカルシウムスルホネート、カルシウムフェネートであり、より好ましくはカルシウムスルホネートである。
カルシウムサリシレートとしては、下記一般式(b-1)で表される金属サリシレートにおいて、Mがカルシウム原子である化合物が好ましく、カルシウムフェネートとしては、下記一般式(b-2)で表される金属フェネートにおいて、M’がカルシウム原子である化合物が好ましく、カルシウムスルホネートとしては、下記一般式(b-3)で表される金属スルホネートにおいて、Mがカルシウム原子である化合物が好ましい。
成分(B1)は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
Rとして選択し得る炭化水素基としては、例えば、炭素数1以上18以下のアルキル基、炭素数1以上18以下のアルケニル基、環形成炭素数3以上18以下のシクロアルキル基、環形成炭素数6以上18以下のアリール基、炭素数7以上18以下のアルキルアリール基、炭素数7以上18以下のアリールアルキル基等が挙げられる。
なお、本明細書において、塩基性又は過塩基性金属系清浄剤とは、金属と酸性有機化合物とを反応させてなり、該金属と該酸性有機化合物との中和に必要な化学量論量よりも過剰の金属を含有するものを意味する。すなわち、金属と酸性有機化合物との中和に必要な化学量論量に従って反応させて得られる金属塩(中性塩)中の金属の化学当量に対する、金属系清浄剤中の金属の総化学当量を「金属比」としたときに、塩基性又は過塩基性金属系清浄剤の金属比は1より大きくなる。本実施形態に用いられる塩基性又は過塩基性金属系清浄剤の金属比は、好ましくは1.3超、より好ましくは5~30、更に好ましくは7~22であり、11であってもよい。塩基性又は過塩基性金属系清浄剤の具体例としては、上記した金属サリシレート、金属フェネート及び金属スルホネートからなる群から選択される1種以上を含み、且つ過剰の金属を含有するものが挙げられる。
なお、本明細書において、後述する測定方法により測定される全塩基価が、50mgKOH/g未満のものを「中性」、50mgKOH/g以上150mgKOH/g未満のものを「塩基性」、150mgKOH/g以上のものを「過塩基性」と定義する。
なお、本明細書において、「塩基価」とは、JIS K 2501:2003に準拠して、過塩素酸法により測定した塩基価を意味する。
成分(B1)のカルシウム原子換算での含有量が600質量ppm以下であると、灰分を十分に低減できると共に、LSPIの発生を抑制することができる。一方、成分(B1)の上記含有量が100質量ppm超であると、十分な清浄性が得られる。
また、低灰分、LSPI抑制効果及び清浄性をより高度に両立させる観点から、成分(B1)のカルシウム原子換算での含有量は、潤滑油組成物の全量基準で、好ましくは200質量ppm以上、より好ましくは300質量ppm以上、更に好ましくは400質量ppm以上であり、そして、好ましくは590質量ppm以下、より好ましくは570質量ppm以下、更に好ましくは550質量ppm以下である。
成分(B2)としては、例えば、マグネシウムサリシレート、マグネシウムフェネート、マグネシウムスルホネート等のマグネシウム塩が挙げられる。
マグネシウムサリシレートとしては、上記一般式(b-1)においてMがマグネシウム原子である化合物が挙げられ、マグネシウムフェネートとしては、上記一般式(b-2)においてM’がマグネシウム原子である化合物が挙げられ、マグネシウムスルホネートとしては、上記一般式(b-3)においてMがマグネシウム原子である化合物が挙げられる。
成分(B2)は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
成分(B2)の全塩基価は、清浄性の観点から、好ましくは5mgKOH/g以上、より好ましくは100mgKOH/g以上、更に好ましくは300mgKOH/g以上であり、そして、好ましくは650mgKOH/g以下、より好ましくは550mgKOH/g以下、更に好ましくは450mgKOH/g以下である。
本実施形態の潤滑油組成物が、成分(B2)を含有する場合においては、そのマグネシウム原子換算での含有量は、低摩擦係数化の観点から少ないほど好ましく、潤滑油組成物の全量基準で、好ましくは150質量ppm未満、より好ましくは100質量ppm未満、更に好ましくは50質量ppm未満であり、そして、10質量ppm以上であってもよい。但し、低摩擦係数化の観点からは、本実施形態の潤滑油組成物は、成分(B2)を含有しないことが好ましい。
成分(B3)としては、例えば、ナトリウムスルホネート、ナトリウムサリシレート等のナトリウム塩が挙げられる。ナトリウムサリシレートとしては、上記一般式(b-1)においてMがナトリウム原子、pが1である化合物が挙げられ、ナトリウムスルホネートとしては、上記一般式(b-3)においてMがナトリウム原子、pが1である化合物が挙げられる。
成分(B3)は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
本実施形態の潤滑油組成物は、本発明の目的を阻害しない範囲において、更に、金属系清浄剤(B)として、成分(B1)、成分(B2)及び成分(B3)以外の金属系清浄剤(以下、単に「その他の金属系清浄剤」ともいう)を含有していてもよい。
その他の金属系清浄剤としては、例えば、カルシウム、マグネシウム及びナトリウム以外の金属原子を含有する、金属サリシレート、金属フェネート、金属スルホネート等が挙げられる。具体的には、上記一般式(b-1)~(b-3)において、Mが、カルシウム、マグネシウム及びナトリウム以外のアルカリ金属及びアルカリ土類金属から選ばれる金属原子であり、M’が、カルシウム及びマグネシウム以外のアルカリ土類金属である化合物が挙げられる。
その他の金属系清浄剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
本実施形態の潤滑油組成物は、更に、ジアルキルジチオリン酸亜鉛(C)(以下、単に「成分(C)」ともいう)を、成分(C)に由来するリン原子と成分(B1)に由来するカルシウム原子との含有量比〔P/Ca〕が、質量基準で、0.25以上となる範囲で含有するものである。
本実施形態の潤滑油組成物は、成分(B1)に対して上記特定の比率で成分(C)を含有することによって、カルシウム系清浄剤の含有量が低い組成において発生するLSPIを効果的に抑制することができる。
成分(C)は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
上記アルキル基の炭素数は、好ましくは2以上12以下、より好ましくは3以上7以下である。
上記アルキル基は、分岐鎖アルキル基であることが好ましく、分岐鎖アルキル基としては、例えば、iso-プロピル基、iso-ブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、iso-ペンチル基、tert-ペンチル基、iso-ヘキシル基、2-エチルヘキシル基、iso-ノニル基、iso-デシル基、iso-トリデシル基、iso-ステアリル基、iso-イコシル基等が挙げられ、これらの中でも、sec-ブチル基が好ましい。
成分(C)としては、第2級ジアルキルジチオリン酸亜鉛がより好ましい。
また、灰分を低く抑えつつ、カルシウム系清浄剤の含有量が低い組成におけるLSPI抑制効果を十分に発現させる観点からは、上記含有量比〔P/Ca〕は、質量基準で、好ましくは0.30以上、より好ましくは0.35以上、更に好ましくは0.40以上であり、そして、好ましくは0.90以下、より好ましくは0.80以下、更に好ましくは0.70以下である。
本実施形態の潤滑油組成物は、更に、モリブデン含有化合物(D)(以下、単に「成分(D)」ともいう)を含有するものである。
本実施形態の潤滑油組成物は、成分(D)を含有することで、摩擦係数を低減することができ、十分な潤滑性能が得られる。
成分(D)は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
二核のジチオカルバミン酸モリブデンとしては、下記一般式(d1-1)で表される化合物、及び、下記一般式(d1-2)で表される化合物がより好ましい。
X11~X18は、それぞれ独立に、酸素原子又は硫黄原子を示す。
ただし、式(d1-1)中のX11~X18の少なくとも2つは硫黄原子である。
上記一般式(d1-1)において、X11~X18中の硫黄原子と酸素原子とのモル比〔硫黄原子/酸素原子〕は、好ましくは1/4以上4/1以下、より好ましくは1/3以上3/1以下である。
R11~R14として選択し得る炭化水素基の具体例としては、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;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、ペンタデセニル基等のアルケニル基;シクロヘキシル基、ジメチルシクロヘキシル基、エチルシクロヘキシル基、メチルシクロヘキシルメチル基、シクロヘキシルエチル基、プロピルシクロヘキシル基、ブチルシクロヘキシル基、ヘプチルシクロヘキシル基等のシクロアルキル基;フェニル基、ナフチル基、アントラセニル基、ビフェニル基、ターフェニル基等のアリール基;トリル基、ジメチルフェニル基、ブチルフェニル基、ノニルフェニル基、メチルベンジル基、ジメチルナフチル基等のアルキルアリール基;フェニルメチル基、フェニルエチル基、ジフェニルメチル基等のアリールアルキル基等が挙げられる。
X21~X28は、それぞれ独立に、酸素原子又は硫黄原子を示す。ただし、式(d2-1)中のX21~X28の少なくとも2つは硫黄原子である。
上記一般式(d2-1)において、X21~X28中の硫黄原子と酸素原子とのモル比〔硫黄原子/酸素原子〕は、基油(A)との溶解性を向上させる観点から、好ましくは1/4以上4/1以下、より好ましくは1/3以上3/1以下である。
上記一般式(d2-2)において、上記と同様の観点から、X21~X24中の硫黄原子と酸素原子とのモル比〔硫黄原子/酸素原子〕は、好ましくは1/3以上3/1以下、より好ましくは1.5/2.5以上2.5/1.5以下である。
R21~R24として選択し得る炭化水素基の具体例としては、上記一般式(d1-1)及び(d1-2)中のR11~R14として選択し得る炭化水素基と同じものが挙げられる。
本実施形態の潤滑油組成物は、本発明の目的が損なわれない範囲で、必要に応じて、上記各成分以外の潤滑油用添加剤(以下、単に「潤滑油用添加剤」ともいう)を含有してもよい。
潤滑油用添加剤としては、例えば、粘度指数向上剤、流動点降下剤、酸化防止剤、無灰系分散剤、耐摩耗剤、極圧剤、摩擦調整剤、消泡剤、防錆剤、腐食防止剤、金属不活性化剤等が挙げられる。
潤滑油用添加剤は、各々について、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
本実施形態の潤滑油組成物において、これらの潤滑油用添加剤の合計含有量は、潤滑油組成物の全量(100質量%)基準で、好ましくは5質量%以上、より好ましくは10質量%以上、更に好ましくは15質量%以上であり、そして、好ましくは35質量%以下、好ましくは30質量%以下、より好ましくは27質量%以下、更に好ましくは25質量%以下である。
粘度指数向上剤としては、例えば、非分散型ポリメタクリレート、分散型ポリメタクリレート、オレフィン系共重合体(例えば、エチレン-プロピレン共重合体等)、分散型オレフィン系共重合体、スチレン系共重合体(例えば、スチレン-ジエン共重合体、スチレン-イソプレン共重合体等)等の重合体が挙げられる。
流動点降下剤としては、例えば、エチレン-酢酸ビニル共重合体、塩素化パラフィンとナフタレンとの縮合物、塩素化パラフィンとフェノールとの縮合物、ポリメタクリレート、ポリアルキルスチレン等が挙げられる。
酸化防止剤としては、従来潤滑油の酸化防止剤として使用されている公知の酸化防止剤の中から、任意のものを適宜選択して用いることができ、例えば、アミン系酸化防止剤、フェノール系酸化防止剤、モリブデン系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤、リン系酸化防止剤等が挙げられる。
無灰系分散剤としては、例えば、コハク酸イミド、ポリブテニルコハク酸イミド、ベンジルアミン、コハク酸エステル又はこれらのホウ素変性物等が挙げられる。
耐摩耗剤としては、例えば、成分(C)以外のリン酸亜鉛、ジチオカルバミン酸亜鉛、ジスルフィド類、硫化オレフィン類、硫化油脂類、硫化エステル類、チオカーボネート類、チオカーバメート類、ポリサルファイド類等の硫黄含有化合物;亜リン酸エステル類、リン酸エステル類、ホスホン酸エステル類、これらのアミン塩又は金属塩等のリン含有化合物;チオ亜リン酸エステル類、チオリン酸エステル類、チオホスホン酸エステル類、これらのアミン塩又は金属塩等の硫黄及びリン含有耐摩耗剤が挙げられる。
極圧剤としては、例えば、スルフィド類、スルフォキシド類、スルフォン類、チオホスフィネート類等の硫黄系極圧剤、塩素化炭化水素等のハロゲン系極圧剤、有機金属系極圧剤等が挙げられる。また、上述の耐摩耗剤の内、極圧剤としての機能を有する化合物を用いることもできる。
摩擦調整剤としては、例えば、炭素数6以上30以下のアルキル基又はアルケニル基を分子中に少なくとも1個有する、脂肪族アミン、脂肪酸エステル、脂肪酸アミド、脂肪酸、脂肪族アルコール、脂肪族エーテル等の無灰摩擦調整剤;油脂類、アミン、アミド、硫化エステル、リン酸エステル、亜リン酸エステル、リン酸エステルアミン塩等が挙げられる。
消泡剤としては、例えば、シリコーン油、フルオロシリコーン油、フルオロアルキルエーテル等が挙げられる。
防錆剤としては、例えば、脂肪酸、アルケニルコハク酸ハーフエステル、脂肪酸セッケン、アルキルスルホン酸塩、多価アルコール脂肪酸エステル、脂肪酸アミン、酸化パラフィン、アルキルポリオキシエチレンエーテル等が挙げられる。
腐食防止剤及び金属不活性化剤としては、例えば、ベンゾトリアゾール系化合物、トリルトリアゾール系化合物、チアジアゾール系化合物、イミダゾール系化合物、ピリミジン系化合物等が挙げられる。
本実施形態の潤滑油組成物の100℃における動粘度は、好ましくは3.5mm2/s以上、より好ましくは4.5mm2/s以上、更に好ましくは6.0mm2/s以上であり、そして、好ましくは16.5mm2/s以下、より好ましくは12.5mm2/s以下、更に好ましくは10.0mm2/s以下である。
本実施形態の潤滑油組成物は、
基油(A)、
カルシウム系清浄剤(B1)を含有する金属系清浄剤(B)、
ジアルキルジチオリン酸亜鉛(C)、及び
モリブデン含有化合物(D)、
を混合する潤滑油組成物であって、
成分(B1)のカルシウム原子換算での含有量が、前記潤滑油組成物の全量基準で、100質量ppm超600質量ppm以下であり、
マグネシウム系清浄剤(B2)のマグネシウム原子換算での含有量が、前記潤滑油組成物の全量基準で、200質量ppm未満であり、
ナトリウム系清浄剤(B3)のナトリウム原子換算での含有量が、前記潤滑油組成物の全量基準で、200質量ppm未満であり、
成分(C)に由来するリン原子と成分(B1)に由来するカルシウム原子との含有量比〔P/Ca〕が、質量基準で、0.25以上であり、
硫酸灰分が0.7質量%以下である、内燃機関用潤滑油組成物の製造方法によって製造することができる。
本実施形態の潤滑油組成物は、十分な摩擦低減効果を有し、火花点火式内燃機関におけるLSPIの発生を抑制することができ、かつ排出ガス浄化装置への悪影響が抑制されたものである。
本実施形態の潤滑油組成物は、内燃機関に用いられるものであるが、特に、過給機構搭載エンジン用潤滑油に供されることが好ましい。また、本実施形態の潤滑油組成物は、硫酸灰分を低減しているため、排気ガス触媒を含む排出ガス浄化装置を備える内燃機関に用いられることも好ましい。すなわち、本発明は、以下の〔i〕~〔v〕の使用を提供し得る。
〔i〕本実施形態の潤滑油組成物の内燃機関への使用。
〔ii〕本実施形態の潤滑油組成物の火花点火式内燃機関への使用。
〔iii〕本実施形態の潤滑油組成物の過給機構搭載エンジンへの使用。
〔iv〕本実施形態の潤滑油組成物の排気ガス触媒を含む排出ガス浄化装置を備える内燃機関への使用。
〔v〕本実施形態の潤滑油組成物のプレイグニッションの抑制方法への使用。
〔1〕基油(A)、
カルシウム系清浄剤(B1)を含有する金属系清浄剤(B)、
ジアルキルジチオリン酸亜鉛(C)、及び
モリブデン含有化合物(D)、
を含有する潤滑油組成物であって、
成分(B1)のカルシウム原子換算での含有量が、前記潤滑油組成物の全量基準で、100質量ppm超600質量ppm以下であり、
マグネシウム系清浄剤(B2)のマグネシウム原子換算での含有量が、前記潤滑油組成物の全量基準で、200質量ppm未満であり、
ナトリウム系清浄剤(B3)のナトリウム原子換算での含有量が、前記潤滑油組成物の全量基準で、200質量ppm未満であり、
成分(C)に由来するリン原子と成分(B1)に由来するカルシウム原子との含有量比〔P/Ca〕が、質量基準で、0.25以上であり、
硫酸灰分が0.7質量%以下である、
内燃機関用潤滑油組成物を用いた、火花点火式内燃機関。
〔2〕基油(A)、
カルシウム系清浄剤(B1)を含有する金属系清浄剤(B)、
ジアルキルジチオリン酸亜鉛(C)、及び
モリブデン含有化合物(D)、
を含有する潤滑油組成物であって、
成分(B1)のカルシウム原子換算での含有量が、前記潤滑油組成物の全量基準で、100質量ppm超600質量ppm以下であり、
マグネシウム系清浄剤(B2)のマグネシウム原子換算での含有量が、前記潤滑油組成物の全量基準で、200質量ppm未満であり、
ナトリウム系清浄剤(B3)のナトリウム原子換算での含有量が、前記潤滑油組成物の全量基準で、200質量ppm未満であり、
成分(C)に由来するリン原子と成分(B1)に由来するカルシウム原子との含有量比〔P/Ca〕が、質量基準で、0.25以上であり、
硫酸灰分が0.7質量%以下である、
内燃機関用潤滑油組成物を用いて、火花点火式内燃機関を潤滑する、プレイグニッションの抑制方法。
なお、正味平均有効圧力(BMEP)とは、実際にエンジンから得られる仕事(図示仕事から補機類、ピストンの運動抵抗などを差し引いて計算される仕事)を行程容積で割ったものであり、エンジンの燃焼効率を判断する目安の1つである。
JIS K 2283:2000に準拠して測定又は算出した。
ASTM D4951に準拠して測定した。
JIS K2272:1998に準拠して測定した。
以下に示す基油及び各種添加剤を、表1に示す配合量にて添加した後、十分に混合して潤滑油組成物をそれぞれ調製した。なお、潤滑油組成物の100℃における動粘度を、7.8mm2/sに調整した。
実施例及び比較例で用いた基油及び各種添加剤の詳細は、以下に示すとおりである。
・「基油」:API基油カテゴリーでグループ3に分類される基油、40℃動粘度=20.0mm2/s、100℃動粘度=4.5mm2/s、粘度指数=123。
・成分(B1) Caスルホネート:カルシウムスルホネート、塩基価300mgKOH/g、カルシウム原子の含有量=11.7質量%。
・成分(B2) Mgスルホネート:マグネシウムスルホネート、塩基価400mgKOH/g、マグネシウム原子の含有量=9.7質量%。
・成分(B3) Naスルホネート:ナトリウムスルホネート、塩基価450mgKOH/g、ナトリウム原子の含有量=16.7質量%。
・ZnDTP:ジアルキルジチオリン酸亜鉛(一般式(c1)におけるR1~R4が炭素数4~6のアルキル基であるジアルキルジチオリン酸亜鉛)、リン原子の含有量=7.1質量%。
・MoDTC:(株式会社ADEKA製)、モリブデン原子の含有量=10.0質量%、硫黄原子の含有量=11.5質量%。一般式(d1-2)で表される二核ジアルキルジチオカルバミン酸モリブデン、アデカサクラルーブ525、成分(D)に相当。
・粘度指数向上剤:ポリメタクリレート、Mw=60万
・流動点降下剤:ポリメタクリレート、Mw=7万
・その他添加剤:耐摩耗剤、フェノール系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤、ポリブテニルコハク酸イミド、ホウ素変性ポリブテニルコハク酸イミド、腐食防止剤
フォルクスワーゲン社製の1.9L直列4気筒エンジンとイビデン社製のDPF(SD031)を用いて、DPFへの堆積物量を測定した。試験条件はVW TDI―PD DPF (PV1485)試験法に則り、DPF Conditional phase(回転数2000~4000rpm、トルク90~MAX Nm、油温125℃)とDPF Loading phase(回転数1900~4000rpm、トルク40~MAX Nm)を繰り返し運転した。
GM社製の2.0L直列4気筒エンジン(Ecotec engine)を使用した。試験条件はGMW17244試験法を参考に、評価は、暖機運転(回転数2000rpm、トルク100Nm、正味平均有効圧力6バール、運転時間30分)の後に、低負荷条件運転(回転数2000rpm、トルク32Nm、正味平均有効圧力2バール、運転時間5分)と高負荷条件運転(回転数2000rpm、トルク350Nm、正味平均有効圧力22バール、運転時間15分)をそれぞれ9回繰り返し、高負荷条件運転中に発生するプレイグニッションの合計発生回数を測定した。プレイグニッションは、最大燃焼圧力が正常値の平均値より30%以上高い場合及び燃焼開始時のクランク角度が正常値より5度以上早まった場合に発生したと定義した。
摩擦係数はOptimol社製のSRV試験にて評価を実施した。試験片はAISI52100製のシリンダー(φ15mm×22mm)、ディスク(φ24mm×7.9mm)を用い、荷重400N、振幅1.5mm、周波数50Hz、温度80℃、30分の条件にて評価をし、最後の1分間の平均摩擦係数を算出した。
Claims (8)
- 基油(A)、
カルシウム系清浄剤(B1)を含有する金属系清浄剤(B)、
ジアルキルジチオリン酸亜鉛(C)、及び
モリブデン含有化合物(D)、
を含有する潤滑油組成物であって、
成分(B1)のカルシウム原子換算での含有量が、前記潤滑油組成物の全量基準で、100質量ppm超600質量ppm以下であり、
マグネシウム系清浄剤(B2)のマグネシウム原子換算での含有量が、前記潤滑油組成物の全量基準で、200質量ppm未満であり、
ナトリウム系清浄剤(B3)のナトリウム原子換算での含有量が、前記潤滑油組成物の全量基準で、200質量ppm未満であり、
成分(C)に由来するリン原子と成分(B1)に由来するカルシウム原子との含有量比〔P/Ca〕が、質量基準で、0.40以上0.90以下であり、
硫酸灰分が0.7質量%以下であり、
成分(B1)が過塩基性である、
内燃機関用潤滑油組成物。 - 成分(D)のモリブデン原子換算での含有量が、前記潤滑油組成物の全量基準で、50質量ppm以上600質量ppm以下である、請求項1に記載の内燃機関用潤滑油組成物。
- 成分(D)が、ジチオカルバミン酸モリブデン(D1)及びジチオリン酸モリブデン(D2)からなる群から選ばれる1種以上である、請求項1又は2に記載の内燃機関用潤滑油組成物。
- 成分(C)のリン原子換算での含有量が、前記潤滑油組成物の全量基準で、100質量ppm以上である、請求項1~3のいずれか1項に記載の内燃機関用潤滑油組成物。
- 請求項1~4のいずれか1項に記載の内燃機関用潤滑油組成物を用いて、火花点火式内燃機関を潤滑する、プレイグニッションの抑制方法。
- 前記火花点火式内燃機関を正味平均有効圧力(BMEP)が20バール以上の負荷の下で運転する、請求項5に記載のプレイグニッションの抑制方法。
- 前記潤滑された火花点火式内燃機関を、回転数2000rpm、トルク32Nm、正味平均有効圧力2バールの低負荷条件で5分間運転した後、回転数2000rpm、トルク350Nm、正味平均有効圧力22バールの高負荷条件で15分間運転する操作を1回の燃焼サイクルとして、9回の燃焼サイクルを実施したとき、高負荷条件で運転中に発生するプレイグニッションの合計発生件数が3件以下である、請求項5に記載のプレイグニッションの抑制方法。
- 基油(A)、
カルシウム系清浄剤(B1)を含有する金属系清浄剤(B)、
ジアルキルジチオリン酸亜鉛(C)、及び
モリブデン含有化合物(D)、
を混合する潤滑油組成物の製造方法であって、
成分(B1)のカルシウム原子換算での含有量が、前記潤滑油組成物の全量基準で、100質量ppm超600質量ppm以下であり、
マグネシウム系清浄剤(B2)のマグネシウム原子換算での含有量が、前記潤滑油組成物の全量基準で、200質量ppm未満であり、
ナトリウム系清浄剤(B3)のナトリウム原子換算での含有量が、前記潤滑油組成物の全量基準で、200質量ppm未満であり、
成分(C)に由来するリン原子と成分(B1)に由来するカルシウム原子との含有量比〔P/Ca〕が、質量基準で、0.40以上0.90以下であり、
硫酸灰分が0.7質量%以下であり、
成分(B1)が過塩基性である、
内燃機関用潤滑油組成物の製造方法。
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