従来の常識では、燃費を向上させるエンジンオイルは、摩擦を少なくし、エンジンの寿命を延ばすと言われています。 この記事の目的は、特に最新の（GF-3 ILSAC/API Starburst）エンジンオイルに関する従来の常識に挑戦することです。
燃費。
まず、アメリカの消費者は、困難な経済状況を除いて、通常、燃費を気にしていないという事実に直面する必要があります。 乗用車の販売台数第1位は、フォードFシリーズ・ピックアップです。 ベストセラー上位10台のうち5台がトラックで、トラックは自動車を上回っています。
トラックの一部は、所有者がトラックであることを認めたくないため、SUVとして知られているスポーツ・ユーティリティ・ビークル（sport-utility vehicle）と呼ばれています。 これらの車の質量（大きさ、重さ）は、大きな燃費を助長するものではありません。
図1. ベアリングの摩耗
さらに、ほとんどの自動車がどのように運転されているかを考えてみましょう。 エネルギーを節約するためにゆっくり加速したり、制限速度で運転する人は、自分自身やもっと急いでいる他のドライバーにとって危険です。
一方、自動車メーカーは、燃費について懸念しています。 メーカーは、生産する車の艦隊が連邦政府によって課された企業平均燃費（CAFE）要件を下回ると大きな罰金に直面する。
より薄いオイルへの行進
薄いオイルが最近使用されているのは3つの理由があるからである。 テストエンジンで燃料を節約できる、粘度規定が変わった、メーカーが薄めグレードを推奨している。
Sequence VI-B は GF-3 仕様の燃料経済性を評価するためのテストである。 VI-Bテストエンジンは、旧シーケンスVIテストがスライダーカムを使用していたのに対し、ローラーカムを装着しています。 旧シーケンスVI試験は摩擦調整剤によく反応したが、シーケンスVI-Bはより薄いオイルに反応する。
シーケンスVI-B試験では、試験オイルの燃費を基準オイルの燃費と比較する。 合格するには、テストオイルは粘度グレードによって1～2％燃費を向上させなければならない。 SAE 5W-20はSAE 5W-30より高い相対燃費を出さなければならない。
基準オイルが完全PAO合成のSAE 5W-30であることは興味深いことである。 GF-3 Starburstの資格を得るためには、普通の鉱物油が、完全合成の基準油の燃費に勝たなければならないのです。 (燃費には魔法のベースオイル以上のものがあるようだ。)
燃費のもうひとつの要因は、一時的なポリマーのせん断である。 このポリマーは粘度指数向上剤（または改質剤）と呼ばれる添加物である。 ポリマーとは、プラスチックが油に溶けて、多粘度特性を発揮するものです。 あるプラスチックが他のものより丈夫で、よりもろく、より耐熱性があるように、異なるポリマーは異なる特性を持っている。
ポリマーは多くの枝を持つ巨大な分子である。 高分子は多くの枝を持つ巨大な分子であり、加熱されると、それらはほぐれ、広がる。 その枝が他の高分子と絡み合い、たくさんの小さな油の分子を捕らえ、コントロールする。
シーケンスVI-B試験は粘度の低下に反応するため、オイルの配合者は試験に合格するためにポリマーのせん断に頼っています。 せん断安定性のあるポリマーは、GF-3燃費テストに合格することをより困難にします。
SAE粘度グレードのコールドフロー要件を定義する新しい規則（SAE J300）は、2001年6月に発効しました。 自動車メーカーは、最新の噴射システムが、オイルがオイルポンプに流れ込む温度よりも低い温度でエンジンを始動させるかもしれないことを恐れていたのです。 その結果、新しい規則はオイルを薄くする効果があった。
自動車メーカーは現在、以前より薄いオイルを車に推奨している。 数年前、SAE 10W-40が最も一般的に推奨される粘度グレードで、後にSAE 10W-30に移行した。 現在ではSAE 5W-30が主流ですが、フォードやホンダはSAE 5W-20を推奨しています。 CAFE要件に準拠するために、SAE 5W-20やその他の薄いオイルがより広く採用される可能性があります。
コールドフロー要件の変更と燃費試験により、フォーミュレーターが粘度等級の底に向かって押し上げられたため、今日のSAE 10W-30オイルは昨日の（GF-1仕様）SAE 5W-30オイルに近いものとなっています。 その上、自動車メーカーがより薄いグレードを推奨する傾向もある。 これはおかしいと思う。 SUVやトラックは、もともと効率の悪い四輪駆動やレンガ壁のような空力特性を持つため、その質量を急いで移動させるためには、パワフルでガソリンの多いエンジンが必要なのです。 これに対して自動車メーカーは、燃料を節約するために薄いオイルを使うことを勧めている。 信じられない！
粘度と摩耗
薄いオイルは抵抗が少ないので、摩擦や摩耗が少なくなります。 そうでしょう？ おそらくテストエンジンや通常の運転を経験するエンジンではそうでしょう。 しかし、山の中を走ったり、ボートを引っ張ったり、ほこりの多い状況、短い旅行、高回転、過負荷、オーバーヒート、過冷却など、より厳しい運転には、やや厚めのオイルの方が保護効果が高いかもしれません。
図2. リングの摩耗
油膜の厚さと同じかそれ以上の摩耗性粒子があると、摩耗の原因となる。 汚染物質を小さくするためにフィルターが必要である。 一方、油膜の厚さです。
粘度と膜厚には温度が大きく影響します。 参考までに、エンジン温度が20°F上昇すると、粘度がSAEグレード1つ分上昇します。 ある基準点では、粘度グレードSAE30、40、50の間で約20°Fの差があります。 これは、SAE30がSAE20よりも30°F高くなければ、ほぼ同等の粘度とならないからです。
言い換えれば、190°FのSAE20は220°FのSAE30とほぼ同じ動粘度であり、240°FのSAE40とほぼ同じ粘度と言えます。 この近似値は、190°Fから260°Fの温度範囲ではうまく機能します。
260°FのSAE 50オイルが190°FのSAE 20オイルと同じくらい薄いとしたら、SAE 5W-20を使用していてエンジンがオーバーヒートしたとき、油膜がどれほど薄くなるかを想像してみてください。 エンジンがオーバーヒートすると、油膜は危険なほど薄くなり、破裂することもある。
フォードはCAFE要件にぶつかっており、米国ではほとんどのエンジンにSAE 5W-20オイルを推奨している。 SAE 5W-20は燃費と摩耗に最適だと主張している。
SAE5W-20オイルがSAE5W-30オイルと同じレベルの保護を提供するかどうかを判断するために、ヨーロッパで最大のフォードディーラーの一つであるイギリスのDagenham Motorsは相談された。 イギリスでは保証のためにSAE 5W-30が必要であり、SAE 5W-20は入手すらできない。 もしSAE 5W-20が燃費と摩耗の両方で優れているなら、なぜフォードはヨーロッパで同じエンジンにそれを推奨しないのか？
Antiwear Property Changes
GF-2とGF-3で乗用車モーターオイルに起こったもう一つの変化は、リン酸亜鉛（ZDDP）耐摩耗添加剤の一部であるリンの制限が厳しくなったことである。 自動車メーカーは、リンが触媒コンバーターの表面に沈着し、その寿命を縮めることを懸念しています。
これは複雑な問題で、沈着は特定の ZDDP 化学と完成品のオイル組成に依存します。 業界は、オイルの触媒コンバーターのデポジット形成傾向に関するエンジン試験を設計することに失敗しました。 そのため、自動車メーカーはモーターオイルに0.1%のリンという任意の制限を設定しました。
耐摩耗添加剤は、バルブトレインのような流体力学的膜がない場合に重要です。 このような場合、摩耗防止剤は、摩擦熱によって活性化され、それによって高温の表面と反応し、摩耗に対する化学的バリアを形成します。
触媒コンバータ表面にリンの堆積物が形成されるメカニズムは完全に理解されていません。 それは、オイルの揮発性やオイル消費量と直接相関するものではありません。 一方、エンジンの摩耗がオイル消費を増加させる場合、コンバータにリン・デポジットを形成するリスクは劇的に増加するでしょう。 摩耗とオイル消費を防ぐことが優先されるべきと思われます。
過去には、オイルフォーミュレーターは単にZDDPを多く添加することでプレミアム製品を作ることができました。 今日、同じようなことをすると、新車保証をサポートしないようなオイル組成になってしまいます。
Short-term Thinking
摩耗が進むと、エンジンの効率は低下します。 バルブトレインの摩耗は、バルブのタイミングと動きをわずかに変化させます。 リングやライナーの摩耗は圧縮に影響します。 摩耗は、最初は燃費や出力に影響を与えますが、その後、SAE 10W-30とSAE 5W-20の燃費の差はほとんど気にならなくなります。 摩耗が進行すると、効率は低下し続けます。 おそらく、摩耗保護を最適化することが、エンジンの寿命にわたって燃料消費を減らす方法です。
確かに、リングとライナーの摩耗が大きいエンジンは、厚いオイルの恩恵を受けます。 これらの製品は通常、新車用オイルよりも多くの洗浄剤/分散剤および耐摩耗性添加剤を含んでいます。 また、一般的にシール膨張剤を含み、ほとんどの新車が推奨する粘度よりも高い粘度グレードが用意されています。 「高燃費」は、「車が保証期間外になったらすぐに」と定義されているようです。
What To Use
96時間の燃費テストでは、耐摩耗添加剤の少ない薄いオイルがより頑丈な製品を上回ったが、そのような製品はエンジンの耐用年数にわたって燃料を節約できることは明らかでない。 自動車メーカーが推奨するオイルは、燃費と触媒の耐久性を得るために、厳しい条件下での摩耗からの保護を妥協しているようです。 このような場合、より高い保護性能を持つ製品を使用することは、保証を損なう可能性が高いことを認識することが重要です。 あなたの車に最適なオイルは、あなたの運転習慣、エンジンの年数、運転する気候によって異なりますが、必ずしも取扱説明書に指定されているオイルの種類やディップスティックに刻印されているものではありません。
