(57)【要約】【課題】直噴ターボ機構搭載エンジンにおいて、ターボ機構内のスラッジ形成を防止できる潤滑油組成物を提供すること。【解決手段】本発明に係る潤滑油組成物は、ガスクロマトグラフ法蒸留試験の４９６℃以下における軽質留分の留出量が８０容量％以下であり、ＮＯＡＣＫ蒸発量が１５質量％以下である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスクロマトグラフ法蒸留試験の４９６℃以下における軽質留分の留出量が８０容量％以下であり、ＮＯＡＣＫ蒸発量が１５質量％以下である潤滑油組成物。
【請求項２】
ガスクロマトグラフ法蒸留試験の４９６℃以下における軽質留分の留出量が７５容量％以下である請求項１に記載の潤滑油組成物。
【請求項３】
１００℃における動粘度が５．６ｍｍ2／ｓ以上１６．３ｍｍ2／ｓ以下である請求項１又は２に記載の潤滑油組成物。
【請求項４】
内燃機関に用いられる請求項１〜３のいずれかに記載の潤滑油組成物。
【請求項５】
直噴ターボ機構を搭載した内燃機関に用いられる請求項１〜３のいずれかに記載の潤滑油組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関に用いられる潤滑油組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、各種産業用内燃機関等の内燃機関分野では、エンジンの摩擦損失低減効果を長期にわたって発現させること、排出ガス浄化能力、燃費特性及び運転性能を最高レベルまでバランスよく引き出すこと、すす混入時の摩耗を抑制するとともに長寿命化の実現と排ガス後処理装置への影響緩和等を実現するために、上記エンジン用として、種々の配合組成を有する潤滑油組成物が提案されてきた（特許文献１〜３参照）。
ところで、内燃機関のなかでも、直噴ターボ機構搭載エンジンは、同一出力の自然吸気（ＮＡ）エンジンと比べて、排気量当たりの出力を高くできる利点がある。このため、近年では、車両の燃費性能向上を目的として、より高性能な直噴ターボ機構搭載エンジンの開発及び市場展開が進められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−１６３４９７号公報
【特許文献２】特開２００２−３１０００５号公報
【特許文献３】特開２００８−１２０９０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のように、直噴ターボ機構搭載エンジンには高い有用性が期待される一方で、直噴ターボ機構搭載エンジンに特有の課題も明らかになってきた。
エンジンには、シリンダーとピストンの間から吹き抜けたブローバイガスをインレットマニホールドへ戻す流路が設けられている。この流路には、ブローバイガスのほか、すす及びオイル劣化物等を含んだ潤滑油組成物のミストも流れている。
【０００５】
直噴ターボ機構搭載エンジンでは、上記流路を流れたブローバイガス及び潤滑油組成物のミストは、ターボ機構に導入される。近年、ターボ機構の改良にともなって、ターボ機構内部が今まで以上に高温高圧になってきている。
このため、ターボ機構内部のコンプレッサーハウジング、コンプレッサーホイル等の表面に付着した潤滑油組成物の軽留分が高温高圧環境下において蒸発し、潤滑油組成物が濃縮されて粘稠になり、さらに酸化劣化されることにより、ターボ機構内部にスラッジとして堆積してしまうことが問題になっている。
そこで、本発明の課題は、直噴ターボ機構搭載エンジンのターボ機構内のスラッジ形成を防止できる潤滑油組成物を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、ターボ機構内部の高温高圧環境下における潤滑油組成物の軽質留分の留出量に着目することにより、上記本発明の課題を効果的に達成し得ることを見出し、本発明を完成した。
本発明の要旨は下記のとおりである。
［１］ガスクロマトグラフ法蒸留試験の４９６℃以下における軽質留分の留出量が８０容量％以下であり、ＮＯＡＣＫ蒸発量が１５質量％以下である潤滑油組成物、
［２］ガスクロマトグラフ法蒸留試験の４９６℃以下における軽質留分の留出量が７５容量％以下である上記［１］に記載の潤滑油組成物、
［３］１００℃における動粘度が５．６ｍｍ2／ｓ以上１６．３ｍｍ2／ｓ以下である上記［１］又は［２］に記載の潤滑油組成物、
［４］内燃機関に用いられる上記［１］〜［３］のいずれかに記載の潤滑油組成物、
［５］直噴ターボ機構を搭載した内燃機関に用いられる上記［１］〜［３］のいずれかに記載の潤滑油組成物。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、直噴ターボ機構搭載エンジンのターボ機構内のスラッジ形成を防止できる潤滑油組成物を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明を詳細に説明する。
［潤滑油組成物］
本発明の実施形態に係る潤滑油組成物は、ガスクロマトグラフ法蒸留試験の４９６℃以下における該潤滑油組成物の軽質留分の留出量が８０容量％以下であり、ＮＯＡＣＫ蒸発量が１５質量％以下である。
ここで、ガスクロマトグラフ法蒸留試験の４９６℃に規定するのは、直噴ターボ機構搭載エンジンの動作時におけるターボ機構内部の温度及び圧力条件が、ガスクロマトグラフ法蒸留試験の４９６℃のカラム内の条件に類似することに起因する。
ガスクロマトグラフ法蒸留試験の４９６℃以下における潤滑油組成物の軽質留分の留出量が８０容量％を超えると、潤滑油組成物が濃縮されて粘稠になり、ターボ機構内部に長期間滞留し、その結果、スラッジが生成される。この観点から、ガスクロマトグラフ法蒸留試験の４９６℃以下における潤滑油組成物の軽質留分の留出量は、７８容量％以下がより好ましく、７５容量％以下がさらに好ましい。
【０００９】
本発明の実施形態に係る潤滑油組成物のＮＯＡＣＫ蒸発量は、１５質量％以下である。ＮＯＡＣＫ蒸発量が１５質量％を超える潤滑油組成物は、内燃機関用の潤滑油組成物として実用に耐えない。この観点から、潤滑油組成物のＮＯＡＣＫ蒸発量は、１５質量％以下である。
本実施形態に係る潤滑油組成物の１００℃における動粘度は、５．６ｍｍ2／ｓ以上１６．３ｍｍ2／ｓ以下であることが好ましい。１００℃における動粘度が５．６ｍｍ2／ｓ以上あれば、油膜を形成でき、内燃機関の焼付きを防止できる。また、１６．３ｍｍ2／ｓ以下であれば、粘性抵抗による動力損失を抑えることができ、燃費改善効果が得られる。この観点から、より好ましくは、７．０ｍｍ2／ｓ以上である。
【００１０】
＜基油＞
本組成物の基油は、鉱油でも合成油でもよい。この鉱油や合成油の種類に制限はなく、従来、潤滑油組成物の基油として使用されている鉱油や合成油の中から任意のものを適宜選択して用いることができる。
鉱油としては、例えば、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、接触脱ろう、水素化精製等の１つ以上の処理を行って精製した鉱油、あるいはワックス、ＧＴＬ  ＷＡＸを異性化することによって製造される鉱油等が挙げられる。
合成油としては、例えば、ポリブテン、ポリオレフィン［α−オレフィン単独重合体や共重合体（例えばエチレン−α−オレフィン共重合体）など］、各種のエステル（例えば、ポリオールエステル、二塩基酸エステル、リン酸エステルなど），各種のエーテル（例えば、ポリフェニルエーテルなど）、ポリグリコール、アルキルベンゼン、アルキルナフタレンなどが挙げられる。これらの合成油のうち、粘度特性、添加剤の溶解性およびシールゴムへの適合性の観点より特にポリオレフィン、ポリオールエステルが好ましい。
本発明では、上記鉱油を１種用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。また、上記合成油を１種用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。さらには、鉱油１種以上と合成油１種以上とを組み合わせて用いてもよい。
【００１１】
基油の４０℃の動粘度は、１０ｍｍ2／ｓ以上４０ｍｍ2／ｓ以下が好ましく、より、好ましくは２ｍｍ2／ｓ以上３５ｍｍ2／ｓ以下、さらに好ましくは２ｍｍ2／ｓ以上３０ｍｍ2／ｓ以下である。
【００１２】
基油の１００℃における動粘度は、２．０ｍｍ2／ｓ以上８．０ｍｍ2／ｓ以下であることが好ましく、３．０ｍｍ2／ｓ以上６．０ｍｍ2／ｓ以下であることがより好ましい。
本発明に係る潤滑油組成物では、上記動粘度を有する鉱油又は合成油をそれぞれ一種用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。鉱油と合成油とを組み合わせて用いることができる。
好ましくは、１００℃動粘度の値が３．５ｍｍ2／ｓ以上４．２ｍｍ2／ｓ以下の鉱油と、４．５ｍｍ2／ｓ以上６ｍｍ2／ｓ以下の合成油とを組み合わせることである。
基油の粘度指数は、８０以上が好ましく、より好ましくは９０以上である。粘度指数が上記範囲であれば、温度変化による粘度変化が小さいため好ましい。
【００１３】
＜添加剤＞
本発明に係る潤滑油組成物には、さらに、粘度指数向上剤、酸化防止剤、及び摩擦調整剤から選ばれる少なくとも１種を配合することが好ましい。
粘度指数向上剤としては、例えば、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など）、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など）等が挙げられる。
これら粘度指数向上剤の配合量は、配合効果の点から、潤滑油組成物基準で、通常０．１質量％以上２０質量％以下程度であり、好ましくは０．５質量％以上１５質量％以下である。
【００１４】
また、酸化防止剤としては、フェノール系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤等を好適に使用することができる。フェノール系酸化防止剤としては、従来内燃機関用潤滑油の酸化防止剤として使用されている公知のフェノール系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る。また、アミン系酸化防止剤としては、従来内燃機関用潤滑油の酸化防止剤として使用されている公知のアミン系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る。
【００１５】
本発明の潤滑油組成物においては、前記した酸化防止剤を１種用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。酸化防止剤の配合量は、効果及び経済性のバランスなどの点から、潤滑油組成物全量基準で、好ましくは０．０５質量％以上７質量％以下、より好ましくは０．０５質量％以上５質量％以下の範囲で選定される。
【００１６】
摩擦調整剤としては、潤滑油組成物に、摩擦調整剤として通常用いられる任意の化合物がいずれも使用可能であり、例えば、炭素数６〜３０のアルキル基またはアルケニル基、特に炭素数６〜３０の直鎖アルキル基または直鎖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；ジチオカルバミン酸モリブデン（ＭｏＤＴＣ）、ジチオリン酸モリブデン（ＭｏＤＴＰともいう）及びモリブデン酸のアミン塩から選ばれる少なくとも一種モリブデン系摩擦調整剤；等が挙げられ、その配合量は、潤滑油組成物全量基準で、通常０．０１質量％以上３質量％以下、好ましくは０．１質量％以上２．０質量％以下の範囲である。
【００１７】
本発明の潤滑油組成物には、本発明の目的を損なわない範囲で、必要に応じて、さらに他の添加剤を配合することができる。配合可能な添加剤としては、例えば、金属系清浄剤；硼素含有無灰分散剤又は硼素含有無灰分散剤と硼素未含有無灰分散剤とを組み合わせた無灰分散剤；硫黄含有摩耗防止剤、リン含有摩耗防止剤、硫黄及びリン含有摩耗防止剤等の耐摩耗剤；イオウ系（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など）、ハロゲン系、有機金属系等の極圧剤；さらには石油スルホネート、アルキルベンゼンスルホネート、ジノニルナフタレンスルホネート、アルケニルコハク酸エステル、及び多価アルコールエステル等の防錆剤；腐食防止剤；シリコーン、フルオロシリコール、及びフルオロアルキルエーテル等の消泡剤；ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、及びポリオキシエチレンアルキルナフチルエーテル等のポリアルキレングリコール系非イオン系界面活性剤等の界面活性剤；ベンゾトリアゾール系、トリルトリアゾール系、チアジアゾール系、及びイミダゾール系化合物等の金属不活性化剤；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の流動点降下剤；などを挙げることができる。
上記他の添加剤は、本発明の目的を損なわない範囲内の量で適宜潤滑油組成物に配合することができる。
【実施例】
【００１８】
次に、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの例によって何ら制限されるものではない。以下の実施例等において、潤滑油組成物の性状の測定、性能評価は、下記のように行った。
［潤滑油組成物の性状］
潤滑油組成物の各性状は、以下の方法で測定した。
（１）ＮＯＡＣＫ蒸発量
ＡＳＴＭ  Ｄ  ５８００（ＮＯＡＣＫ試験：２５０℃、１時間）に準拠して測定した。
（２）動粘度
ＪＩＳ  Ｋ  ２２８３に準拠して測定した。
（３）ＣＣＳ粘度
ＪＩＳ  Ｋ  ２０１０に準拠し、−３５℃における粘度を測定した。
（４）高温高せん断粘度（ＨＴＨＳ粘度）
ＡＳＴＭ  Ｄ  ４７４１に準拠し、１５０℃、せん断速度１０6／ｓでせん断した後の粘度を測定した。
【００１９】
［評価項目・評価方法］
＜ガスクロマトグラフ法蒸留試験＞
ＡＳＴＭ  Ｄ６３５２に準拠して測定した。
＜エンジン試験＞
ターボ機効率の評価には、実機エンジン（ターボディーゼルエンジン）を用いた。運転条件は、下記のとおりである。
・エンジン諸元
排気量  ：２９８２ｃｃ
最大出力  ：１２５ｋＷ
最大トルク  ：３５２Ｎｍ
・試験条件
エンジン回転数  ：３６００ｒｐｍ
出力  ：１２７ｋＷ
ターボ機構の出口温度  ：１９０℃
試験時間  ：２０時間
・試験運転中のターボ機効率
効率低下判定は、エンジン試験中のターボ機構部の吐出圧力変化を確認し、圧力減量があった場合に効率低下有と判定した。ターボ機効率は、下記式にしたがって算出した。
【００２０】
【数１】
2015025079.tif 000002
【００２１】
ηｃ…ターボ機効率、Ｐ1…ターボ機構部入口圧力、Ｐ3…ターボ機構部出口圧力、
Ｔ1…ターボ機構部入口温度、Ｔ3…ターボ機構部出口温度、ｋ…空気の比熱（Ｃｐ／Ｃｖ）
上記式により算出されるターボ機効率を、下記の指標により判定した。
Ａ：効率低下無し
Ｂ：試験開始から１５時間以降に効率低下が発生した
Ｃ：試験開始から１５時間前に効率低下が発生した
・付着物生成判定
エンジン試験後にターボ機を分解し、目視により下記の指標に基づいて判定した。
Ａ：付着物無し
Ｂ：付着物が認められ、付着物のない部分の面積が５０％以上ある
Ｃ：付着物が認められ、付着物のない部分の面積が５０％以下ある
【００２２】
＜実施例１〜４及び比較例１〜５＞
第１表に示す性状を有する基油を用いて、第２表の配合組成の潤滑油組成物を調製した後、各潤滑油組成物について、上述のとおり、ガスクロマトグラフ法蒸留試験及びエンジン試験を行い、性能を評価した。
【００２３】
【表１】
2015025079.tif 000003
【００２４】
【表２】
2015025079.tif 000004
【００２５】
［注］
＊１：重量平均分子量（Ｍｗ）３３０，０００のポリメタアクリレート系粘度指数向上剤及びスチレン−ブタジエン系粘度指数向上剤の混合物量
＊２：ジチオリン酸亜鉛系耐摩耗剤（Ｚｎ含有量：９．０質量％、リン含有量：８．２質量％、硫黄含有量：１７．１質量％）、高分子ビスイミド、カルシウム系清浄剤（Ｃａスルフォネート及びＣａフェネート）、アミン系酸化防止剤、フェノール系酸化防止剤、金属不活性化剤（ベンゾトリアゾール）、摩擦調整剤（モリブデンジチオカーバメイト（Ｍｏ含有量：１０．０質量％））
【００２６】
第２表の評価結果から、４９６℃以下の軽質留分の留出量が８０容量％以下の潤滑油組成物は、スラッジの生成及びターボ機効率の低下が、実用上問題にならない程度であることがわかった。
４９６℃以下の軽質留分の留出量が減少する程、４９６℃における潤滑油組成物の蒸発損失が少ないため、潤滑油組成物がターボ機構内にスラッジとして残りにくく、ターボ機効率の低下を防止できる潤滑油組成物であることがわかった。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明に係る潤滑油組成物は、直噴ターボ機構搭載エンジン用の潤滑油組成物として好適に使用することができる。