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エンジンオイルとは、エンジンに使用されている潤滑油。石油由来のものが主流。

ここでは、主に自動車やオートバイ(二輪車)などに使われるエンジン用のエンジンオイルについて述べる。

◆概要

エンジンにとってのエンジンオイルは人間にとっての血液のようなものであり、エンジン内各部へ行き渡ることで後述するようなを及ぼす。

自動車やオートバイで多く採用される4ストロークエンジンでは、エンジンオイルはエンジン内各部を循環している。停止時のエンジンオイルは、ウェットサンプエンジンならエンジン底部に取り付けられているオイルパン(オイル溜り)に、ドライサンプエンジンなら独立したオイルタンクに溜まっているが、エンジンが稼動し始めるとオイルパンやオイルタンクにあるオイルがオイルポンプにより吸い上げられ、オイルフィルターやストレーナーなどを通ってろ過され、(一部車種では)車体の前部に取り付けられた空冷式オイルクーラーやエンジン内部の水冷式オイルクーラーを通って冷却され、クランクシャフトやシリンダー壁、動弁機構など、エンジン内の各部へ圧送される。その後、オイルパンやオイルタンクへ戻ってくる。エンジン稼動中にはこの循環が繰り返されている。一部の車種ではオイルパンからオイルポンプを通ってフィルターを通り、オイルパンに戻る濾過のみのルートを別に持つ車種もある。また湿式クラッチや変速装置の潤滑などと兼用されているものもある。

4ストロークエンジンオイルは、上記のようにエンジン内を循環することで性能を発揮するのだが、その反面、エンジンの発する高熱に曝されたりエンジン内に発生した汚れを自らの中に取り込んだりして、徐々にその性能は劣化していく。そこで一定期間ごとにしたり補充することで、その性能を回復させる必要が生じる。

かつての一部の自動車、現在でも主に小排気量のオートバイ、その他チェーンソー等で採用される2ストロークエンジンでは、エンジンオイルは燃料(ガソリン)に少量ずつ混ぜられ、クランクシャフトやシリンダー壁を潤滑した後に燃料と共に燃焼し、排気ガスの一部として排出される。その為に4ストローク用エンジンオイルと違って原則として循環せず1回きりの使い切りであり、その量は減少していくので、一定期間ごとに交換ではなく適時補充する必要が生じる。

危険物第4類第4石油類(潤滑油)に属する。

◆役割

エンジンオイルには、主に以下のような作用がある。

・ 潤滑

・ 冷却

・ 気密保持

・ 清浄分散

・ 防錆防食

◇潤滑

レシプロエンジンでは金属製のシリンダー内をピストンが毎分数千回上下するほか、クランクメタルやカムなど、エンジン各部に宿命的な金属同士による摩擦と発熱を生じる。それらによる摩耗を流体潤滑作用・弾性潤滑作用・境界潤滑作用により、軽減し焼きつきを防止する為に、エンジン内各部を通って潤滑するのが、エンジンオイルの重要な作用の一つである。なおロータリーエンジンも、金属製のハウジング内をローターが高速回転する為に、レシプロエンジンと同様に潤滑が必要である。

金属同士の摩擦だけではなく、給気された空気中の粉塵が燃焼室内へ入り、シリンダー内を磨耗させる。エアクリーナーによるろ過性能が低い場合はこの磨耗も増えるが、エンジンオイルは、粉塵の洗浄(洗い流す)だけではなくその粉塵による磨耗を減らす潤滑作用もある。

◇冷却

エンジンオイルがエンジン内各部を通る際に、エンジンで発生した熱を奪うことでエンジン各部を冷却するのも、エンジンオイルの重要な作用の一つである。オイルに蓄えられた熱は、空冷式や水冷式のオイルクーラー、あるいはオイルパン(オイル溜り)等で冷却され、冷えたオイルはオイルポンプによりまたエンジン各部へ送られる。

エンジンオイルによる冷却作用は、空冷エンジンだけでなく水冷エンジンでも重要である。エンジンの構造上冷却水を循環させられない箇所も多く、そういった箇所の冷却は水冷エンジンでもエンジンオイルの冷却作用に頼るしかないからである。また、オイルの冷却作用を空冷エンジンよりも更に積極的に利用した油冷エンジンというものも存在する。

過給器(ターボチャージャー)付きのエンジンの場合、タービンハウジング(タービンを覆う容器)は排気温度(摂氏700度以上)により熱せられ、赤く発光する程であるが、そのタービンシャフトの保持(ボールベアリングなどを使わない油膜によるフローティング軸受け)や冷却もエンジンオイルに頼っている。特にタービンの軸受けへのオイル供給が停止されると、高温の金属同士が直接摩擦することで生じる焼きつきという現象が起こり、タービンが破損する。そのために水冷式軸受けを持つものを除いたターボエンジン搭載車には、「高速走行直後はしばらくの間エンジンを止めないで下さい」といった内容の注意書きがある。

◇気密

シリンダーとピストンは完全に密着しているわけではなく、ごくわずかな隙間があるのでピストンは運動できる。この隙間に入り込んで気密性を保持するのも、エンジンオイルの重要な作用の一つである。エンジンオイルは両者を潤滑するとともに、それらの表面に液体の膜(油膜)を形成する。

もし、この油膜の保持が不十分であればシリンダーに取り込まれた気体が燃焼室から漏れてしまい、正しい燃焼ができなくなる。また、点火した後に膨張した燃焼ガスも同様に漏れてしまい(これがブローバイガスである)、本来想定された出力を得ることができなくなる。

エンジンの老朽化に伴いシリンダーとピストンの間隙は徐々に増加するため、古いエンジンにとってこの役割はより重要である。

◇清浄分散

エンジンが稼動すると、その過程で様々な化合物やスラッジ等の「汚れ」が発生する。これらの汚れがエンジン内に溜まると、故障の原因となったり、エンジンの寿命を短くする一因となる。これをできるだけ防ぐ為に、エンジン内に発生した汚れを取り除いてできるだけエンジン内を清浄に保ったり、取り除いた汚れを自らの中に取り込んで特定の箇所に溜まらないように分散させるのも、エンジンオイルの重要な作用の一つである。

こういった作用を持つ為に、4ストロークガソリンエンジン用エンジンオイルではオイルが使用経過と共に黒っぽく汚れていくのは、限度はあるものの正常といえる。それだけエンジン内の汚れをオイル内に取り込んでいる結果だからである。ただし汚れを取り除いたり取り込んだりする能力には限界がある為に、一定期間ごとに交換する必要がある理由の一つにもなっている。なお、ディーゼルエンジンでは交換直後から真っ黒に汚れてしまう場合があるが、これは燃料や燃焼の仕組みの違いにも起因しており、ガソリンエンジンでの場合のように必ずしも不調や故障が原因ではない。

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