適切なオイルを選択する: 潤滑油の粘度を理解するための簡単なガイド

潤滑では、潤滑剤の粘度を理解することが基本であり、精密機器や重機に関係なく、適切な潤滑剤を選択するための重要な基礎となります。機械の寿命を延ばし、効果的に動作させるためには、機械がスムーズに動作することが非常に重要です。

 

 

オイルの粘度はどれくらいですか？

 

粘度は、流体の流れに対する抵抗です。簡単に言えば、潤滑剤の粘度はオイルの粘度レベルを示します。粘度が高いオイルは粘度が高く、流れが遅くなり、粘度が低いオイルは薄く、流れやすくなります。

e.g.,水の粘度は 20 度で約 1 cSt ですが、蜂蜜の粘度は 20 度で約 12000 です。

次の表は、一般的な液体の粘度を示しています。

一般的な液体の粘度
液体	約粘度 @ 20 度 (cSt)	約粘度 @ 40 度 (cSt)
ガソリン	0.7	0.5
水	1	0.66
牛乳	2.5	1.5
オリーブ油	80	40
キャノーラ油	75	42
作動油 (ISO VG 46)	128	46
エンジンオイル(10W-30)	300	70
シャンプー	5000	1500
ハニー	12000	2000

 

潤滑剤にとって、粘度は非常に重要なパラメータです。{0}これは非常に重要であるため、私たちはオイルにその名前を付けることがよくあります。好例は作動油「ISO VG 46」です。この「46」は 40 度で測定した粘度から直接得られます。

 

モーターオイルの粘度グレードはどのように定義されますか?

 

SAE J300 規格は、エンジン オイルの粘度グレードを定義します。 「5W-40」を例にとると、

 

W:これは「冬に耐える」という意味で、寒い気候におけるオイルの性能を表しています。

「W」の前の数字 (5W):低温性能グレード。-数値が小さいほど、寒い天候ではオイルが薄くなり、寒冷地での始動が困難でなくなることを意味します。

W の後の数字 (40):高温性能グレード。-数値が大きいほど高温時の油の粘りが強くなり、より強い油膜が得られることを意味します。

 

SAE J300規格

SAE粘度グレード	低温クランキング粘度 (cP) 最大値-	低温圧送粘度 (cP) 最大値 (降伏応力なし)-	100 度での動粘度 (cSt) 最小	最大 100 度での動粘度 (cSt)	150 度での高せん断粘度 (cP) 最小
0W	6200@ -35	60000@ -40	3.8	-	-
5W	6600@ -30	60000@ -35	3.8	-	-
10W	7000@ -25	60000@ -30	4.1	-	-
15W	7000@ -20	60000@ -25	5.6	-	-
20W	9500@ -15	60000@ -20	5.6	-	-
25W	13000@ -10	60000@ -15	9.3	-	-
16	-	-	6.1	<8.2	2.3
20	-	-	6.9	<9.3	2.6
30	-	-	9.3	<12.5	2.9
40	-	-	12.5	<16.3	3.5* / 3.7**
50	-	-	16.3	<21.9	3.7
60	-	-	21.9	<26.1	3.7
※0W-40、5W-40、10W-40グレードの場合 ** 15W-40、20W-40、25W-40、40グレード用

 

粘度変化 (ΔV) オイル交換が必要かどうかを判断する重要な指標でもあります。

 

一般的に、エンジンオイルの100度における動粘度が±25％以上変化（粘度の25％増減）した場合は、エンジンオイルの交換時期となります。

 

 

潤滑剤の寿命が近づくと、粘度はまず著しく低下し、その後急速に上昇します。潤滑不良によるエンジンの摩耗を避けるため、粘度が著しく低下する前にオイルを速やかに交換することが、車両の適切な性能を確保するために不可欠です。

 

モーターオイルは標準よりも濃いことが判明しました。

増粘（+25% を超える粘度増加）は、オイルの酸化によって引き起こされることが多く、その結果、大量のスラッジが発生し、始動時の摩耗や燃料消費量の増加につながります。-

モーターオイルは標準よりも薄いことが判明しました。

粘度の低下（-25% を超える粘度低下）は、多くの場合、燃料の希釈または添加剤の効果の無さによって引き起こされ、不十分な潤滑と深刻な摩耗につながります。

 

工業用油の粘度グレードはどのように定義されますか?

 

標準 ISO 3448 粘度グレードは、工業用潤滑油粘度の最も普遍的で広く使用されている分類基準であり、作動油、ギアオイル、その他の工業用油に一般的に使用されています。

ISO VG (粘度グレード)。たとえば、ISO VG 32、ISO VG 68、ISO VG 220。

コアの定義: 各グレードの番号は、40 度におけるオイル製品の動粘度の中心点を表します。許容変動範囲は±10%です。

例: ISO VG 46 の粘度範囲は 41.4 - 50.6 cSt です (46 ± 10%=41.4 ~ 50.6 であるため)。

 

工業用潤滑分野では、粘度の変化は装置のメンテナンスのための重要な方法です。一定期間の使用後に潤滑剤の粘度が大幅に上昇または低下した場合は、潤滑剤の故障を意味する可能性があり、重大な機器の損傷を引き起こす可能性があるため、メンテナンスエンジニアは直ちに注意を払う必要があります。

 

オイル粘度の増加:

オイルの粘度が高くなった場合は、常にオイルの深刻な酸化、スラッジの蓄積、または適合しない高粘度オイルによる汚染を示します。-

たとえば、持続的な高温下で作動する油圧システムでは、流体が非常に急速に酸化し、粘度が増加します。作業者は速やかに新しいオイルを交換する必要があります。

そうしないと、古いオイルによってシステムのエネルギー消費が増加し、応答が遅くなるだけでなく、フィルターの詰まりなどの重大な故障を引き起こす可能性があります。

オイル粘度の低下:

潤滑剤の粘度が低下する理由は 2 つあります。1、不適切な機器のシールによる水や溶剤の侵入など、低粘度の液体による汚染。-。図２に示すように、粘度指数向上剤の分子鎖は、高い機械的せん断によって切断された。

市場に出回っている一部の低価格ギアオイルは典型的なケースとして機能します。メーカーは、低粘度の基油と安価なポリマー増粘剤をブレンドしました。-見た目に優れた初期粘度では、ギア回転時の激しいせん断に耐えることができません。-短期間で粘度が急激に低下し、油膜強度が不足し、潤滑不良となり機器の摩耗を引き起こします。この「コスト削減」アプローチにより、実際には機器の故障リスクが大幅に増加し、メンテナンス費用が増加し、耐用年数が短くなります。

 

粘度、温度、粘度指数向上剤 (VII)。

 

粘度は通常、特定の温度で測定されます。の粘度指数 (VI)潤滑剤の粘度が温度によってどの程度変化するかを測定します。値が大きいほど、温度による粘度の値の変化が小さくなります。

e.g.:

鉱物油（パラフィン系-ベース）の VI は約 96～110 ですが、ポリアルファオレフィン（PAO）の VI は 120～180 にも達することがあります。 PAG (ポリアルキレングリコール) オイルの VI は 190 以上に達することがあります。

 

装置および周囲温度は常に変動するため、ほとんどの潤滑用途では、幅広い温度適応性とより安定した潤滑保護を実現するために、高 VI の潤滑剤が好まれます。たとえば、PAO ベースのハイエンド自動車用モーター オイルは通常、VI が高く、冷間始動や高温での激しい運転に適しています。-

 

基油の VI はどのように改善できるのでしょうか?

 

基油自体の最適化（物理精製と化学変換）に加えて、粘度向上剤を添加することによって、より高い VI の潤滑油を得ることができます。これらの潤滑添加剤は通常、熱によって膨張する長鎖ポリマーであり、オイルの自然な薄化を妨げます。-

 

粘度指数向上剤(VII)

​

粘度指数向上剤 (VII) は、マルチグレードの内燃エンジン オイルおよびその他の高 VI 工業用潤滑剤の配合に使用される添加剤です。 VI が増加し、潤滑剤配合物の温度による粘度の変化が減少します。

最も一般的に使用される粘度指数向上剤はオレフィンコポリマー (OCP) で、一般にエチレンプロピレンコポリマー (EPM) を指します。 OCP は、世界で最も広く使用されており、特にエンジン オイルにおいて主流の VII の 1 つです。 PMA、HSD などの他の VII もあります。粘度指数向上剤の詳細については、ここをクリックしてください。

 

潤滑油用粘度指数向上剤の概要

 

粘度の両面: 高すぎるか低すぎる

 

マニュアルの指示に従って、常に適切な粘度グレードの潤滑剤を選択する必要があります。

 

自動車用モーターオイル

 

• 粘度が低すぎる

粘度が低すぎると主に潤滑が不十分になり、シールリングが機能しなくなり、エンジンの摩耗や漏れに直接つながります。

• 粘度が高すぎる

粘度が高すぎると抵抗が大きくなり流動性が悪くなり、エンジンの始動困難や燃費の悪化、放熱性の低下を引き起こす場合があります。

 

工業用油

 

作動油を例にしてみましょう。作動油が標準を超えて多すぎたり低すぎたりすると、不要な問題が発生する可能性があります。

• 粘度が低すぎる

作動油が厚すぎると、ポンプの抵抗が増加して流れが妨げられ、ポンプに損傷を与えるポンプ キャビテーションが発生する可能性があります。また、作動油の粘度が高すぎると、油圧システム内の流動抵抗が増大し、消費電力が増加し、アクチュエータの応答性が低下し、精度が低下します。

• 粘度が高すぎる

作動油が薄すぎると油膜が薄くなり、潤滑不足となり摩耗が増大します。また、オイルの粘度が低いとシール性能が損なわれ、漏れの危険性が高まります。

 

潤滑剤の粘度はどの程度までテストされますか?

 

モーターオイル用

 

• 通常のエンジン動作条件における 100 度の動粘度 -。

KV100 は、通常のエンジン動作時の油膜の厚さと強度を決定します。各粘度グレードについて、SAE J300 は 100 度での最小動粘度およびオプションの最大動粘度を定義します。

 

• 高温高せん断 (HTHS)厳しいエンジン動作条件下での 150 度での粘度 - -。

SAE J300 は、さまざまな粘度グレードの最小 HTHS 値を指定しています。 HTHS テストは 100 度粘度テストを補完するもので、特に保護が最も必要なエンジンの最も要求の厳しい瞬間における油膜強度を測定します。

HTHS 粘度が低すぎると、潤滑が不十分になり、摩耗が増加する可能性があります。

 

• コールド クランク シミュレーター (CCS)粘度 - は、低温でのエンジンのコールドスタート性能を測定します。

CCS 粘度は、「W」（冬季）グレードを定義する際の重要なパラメータです。これは、極低温でのエンジン始動時のオイルの流れに対する抵抗をシミュレートします。値が低いほど冷間始動時のバッテリーやエンジンへの負担が軽減され、スムーズな始動が可能になります。

 

• マイクロ回転粘度計 (MRV) / ポンピング粘度 - オイルは低温でもポンピングできますか?

MRV 粘度は、「W」グレードのエンジン オイルを定義するもう 1 つの重要なパラメータです。

オイルがオイルポンプによって汲み上げられ、低温ですべてのエンジンコンポーネントに効果的に循環できるかどうかをシミュレートします。 MRV が高すぎると、ポンピングが困難になり、始動直後にオイル不足や深刻なエンジン摩耗が発生する可能性があります。

 

• 40 度動粘度 - 粘度指数の計算に使用されます

40 度動粘度は SAE J300 評価では直接使用されませんが、依然として非常に重要な物理的特性です。油配合開発と品質管理において非常に重要です. 40度動粘度は、主に粘度指数の計算に使用されます。

 

粘度変化および粘度指数向上剤 - SSI

 

粘度指数向上剤 (VII) を含む潤滑油は、粘度が大幅に向上し、粘度指数が高くなります。ただし、エンジンを一定期間運転すると、粘度が著しく低下する場合があります。なぜこのようなことが起こるのでしょうか?

 

粘度指数向上剤は本質的に油溶性ポリマーです。-潤滑油が高速ギアやオイル ポンプなど-で極度のせん断にさらされると、-これらのポリマー鎖が機械的に切断される可能性があります。このプロセスによりポリマーの分子量が永続的に減少し、エンジン オイルの粘度が大幅に低下します。この現象は専門的にはこう呼ばれています永久的なせん断安定性の損失。これにより、油膜が薄くなり、潤滑が不十分になり、シール性能が低下し、部品の摩耗が促進されます。

 

プレミアム潤滑剤は、非常に高いせん断安定性指数 (SSI) を持つポリマーを優先して、オイル排出期間全体を通じて粘度を設計範囲内に保ち、エンジンに一貫した持続的な保護を提供します。

 

工業用オイルでは、粘度の要件は用途によって大きく異なります。

 

作動油を例にとると、中国の規格では、L-HM (耐摩耗性)、L-HV (低温-)、L-HS (超低温-) グレードの仕様が定義されています。 40 度での粘度要件は同じですが、低温粘度、流動点、粘度指数の要件はまったく異なることがわかります。-

 

財産	L-HM (耐摩耗性)	L-HV (低温)	L-HS (超低温)
40度での動粘度 (mm²/s)	28.8 ~ 35.2	28.8 ~ 35.2	28.8 ~ 35.2
低温での始動性- (粘度1500 mm²/sの温度)	指定されていない	-18 度以下	-24 度以下
粘度指数 VI	95以上	140以上	150以上
低温流動性- (プールポイント)	-15 度以下	-33度以下	-45 度以下
推奨アプリケーション	中程度/安定した周囲温度	広い温度範囲、寒冷地	極寒の北極条件

 

耐摩耗性作動油 - L-HM :室温（40℃）および0℃における粘度を重視したベーシックグレードです。粘度指数と低温性能に対する最低限の要件を備えています。-

低温作動油 - L-HV :L-HM をベースにしたこのグレードは粘度指数と低温性能を大幅に向上させ、寒冷地に適しています。-

超-低温-作動油 - L-HS :このグレードのオイルは、超低温での始動性と L{2}}HV を超える粘度指数をさらに高めます。{0}{1}極寒地向けに設計された最高級品です。

 

 

潤滑剤配合物中のどの成分が粘度に影響を与えるのでしょうか?

 

CF-4 15W-40潤滑油の配合例
成分	パーセンテージ	主な機能と粘度への影響
基油-150SN	53.0	配合ベースとデータ粘度を提供します。
ベースオイル- 500SN	29.0	重質基油成分としてデータ粘度を増加させます。
潤滑剤添加剤パッケージ	8.0	洗浄力、分散性、耐摩耗性などを提供するとともに、わずかな増粘効果にも貢献します。{0}
粘度指数向上剤 (OCP)	9.6	高温粘度を大幅に増加させて「40」グレードを確実に満たし、粘度指数を向上させて「15W」の低温性能を達成します。-
流動点降下剤	0.4	低温流動性の向上: 低温粘度（CCS など）を最適化しますが、高温粘度への影響は非常に小さいです。-
消泡剤	10ppm	泡の抑制: 基本的にオイル全体の粘度には影響しません。

 

上記の配合では、完成した潤滑油の粘度は主に 3 つの重要な側面によって影響されます。

ベースオイル

これは潤滑油配合物の主成分です。その粘度は、最終製品のデータ粘度を直接決定します。

潤滑剤の基油として1種類または2種類の基油が選択されます。例：20W-50のエンジンオイルに150Nと500Nを一定の割合で混合して配合する方法が一般的です。

粘度指数向上剤(VII)

VII はオイルを大幅に増粘させ、粘度指数を向上させます。これは、マルチグレードのオイルを可能にする重要なコンポーネントです。-

その他の添加剤

添加剤パッケージ (VII は含まれていません) も通常、少量の増粘効果に貢献します。さらに、流動点降下剤（PMA PPD など）のような添加剤も粘度をわずかに増加させます。

高品質の潤滑油を得るには、オイルブレンダーのエンジニアが原材料のデータシートに従って正確に計算し、これら 3 つの要素の関係のバランスを取る必要があります。{0}