省燃費性能を優先した0W-○○というエンジンオイルが主流になりつつある今、取扱説明書にこんな表記のあるお車をお預かりしました。
ターボ仕様の過給機付きエンジンで0W16！、自然吸気エンジンで0W8！ 性能を適正に保つため指定銘柄の使用を薦めるとのこと。
脚注を見ると、指定銘柄が用意できない場合、0W20は使用可能とされていました。
少し前までは5W30の使用は認められていて、省燃費のためには低粘度オイルを使ってくださいということでしたが、この車種に限っては（今後の主流になると思いますが）メーカー指定から5W30以上の粘度のオイルは外されています。
エンジンオイルの粘度が下がると油膜が薄くなり、単純に金属摩耗が増えます。
超低粘度オイルには摩耗が少なくなるような工夫はされているでしょうが、省燃費と耐摩耗は相反する性質。基本的に両立は大変困難です。
以前にストライベック曲線を紹介しました（Fig.1）。これは、エンジン内部にあるような相対運動する２面間の潤滑状態を説明するのに用います。
ここで今一度説明します。
横軸は、ゾンマーフェルト数といって、潤滑剤の粘度(η)、２面の相対速度(v)、荷重(w)で表わされ、小さいほど過酷な潤滑状態になります。
縦軸は、摩擦係数(μ)です。
図にあるように、相対運動する２面間の潤滑状態は３つの領域に区分されます。
1. 流体潤滑
一番右の青の領域は「流体潤滑」です。２面間に十分な厚みの潤滑剤が介在し、面同士が触れないので摩耗がありません。理想的な潤滑状態です。
2.流体潤滑
それとは反対に、一番左の赤の領域は「境界潤滑」です。２面間に潤滑剤は介在しているものの、厚みが薄く、微視的に面の凹凸の凸部同士が接触します。そして摩耗が進み、最終的には焼き付きます。
3. 境界潤滑
その２つの領域の中間、黄色の領域は「混合潤滑」といいます。流体潤滑と境界潤滑の両方が混在しています。レシプロエンジンのピストンリングとシリンダー壁間の潤滑状態はとても過酷で、この混合潤滑状態にあると言われています。
さて、エンジンオイルで燃費向上するためには、摩擦係数が小さいほうが有利ですから、ストライベック曲線の極小点を狙い、エンジンオイルを低粘度化します。
しかし曲線を見ればわかるように、ゾンマーフェルト数が少しでも低下すると極端に摩擦係数が上昇する危険な領域！
そこで、低粘度オイルにはFM（フリクションモディファイア、摩擦調整剤）を添加して減摩効果を狙います。
低粘度エンジンオイルで燃費向上効果を得られても、それは意外なほど僅かで、しかもFMは使用過程で消費しますから、潤滑状態に余裕のある粘度のエンジンオイルで摩耗を遅らせるのが、エンジンという機械にとって優しい選択であることは間違いありません。
メーカー指定で5W30などのエンジンオイルが使えないとなると、幻の添加剤といわれる丸山モリブデンが状況を改善する一手になるかもしれないのです。
（次回に続く）
更新楽しみにしてました。
最近は表面加工、処理も含めての超低粘度化なのと、軽でターボとはいえ日本のユーザーは回さないことを前提かと。
FMは今では消耗をほとんどしないものもあります。
その分、高くなりますが、メンテナンスパックで、ディーラーに囲まれているのでどうしようもないと思います
データシート見ると、確かにギリギリのところではありますが、とくに軽はエンジン以上に車体の寿命が短い傾向にあるのでいいんでしょうね。
そもそもオイル交換に対する意識が低いですし。これが1番の問題な気がします
近藤暁史さま
早速コメントいただきありがとうございます。更新をお待ちいただいていたこのこと、大変嬉しく励みになります。ライフスタイルに大きな変化があって体調を整えるのに精一杯。このような更新頻度になってしまいました。
特に自動車メーカー純正オイルが比較的高価なので、FMに工夫がされていると感じていましたが、ほとんど消耗しないタイプがあるのですね。
仰せの通り、相対的に軽自動車の方がエンジンオイル管理が行き届いていないことと、想定外の状況が起こることも考えると、大切なエンジン内部潤滑に余裕がない低粘度オイルは、燃料節約と引き換えに失いそうなものが大きすぎる印象を拭いきれません。
最近はChatGPTや生成AI等で人工知能の普及がアルゴリズム革命の衝撃といってブームとなっていますよね。ニュートンやアインシュタインの理論駆動型を打ち壊して、データ駆動型の世界を切り開いているという。当然ながらこのアルゴリズムにんげんの考えることを模擬するのだがら、当然哲学にも影響を与えるし、中国の文化大革命のようなイデオロギーにも影響を及ぼす。さらにはこの人工知能にはブラックボックス問題という数学的に分解してもなぜそうなったのか分からないという問題が存在している。そんな中、単純な問題であれば分解できるとした「材料物理数学再武装」というものが以前より脚光を浴びてきた。これは非線形関数の造形方法とはどういうことかという問題を大局的にとらえ、たとえば経済学で主張されている国富論の神の見えざる手というものが２つの関数の結合を行う行為で、関数接合論と呼ばれ、それの高次的状態がニューラルネットワークをはじめとするAI研究の最前線につながっているとするものだ。この関数接合論は経営学ではKPI競合モデルとも呼ばれ、様々な分野へその思想が波及してきている。この新たな哲学の胎動は「哲学」だけあってあらゆるものの根本を揺さぶり始めている。こういうのは従来の科学技術の一神教的観点でなく日本の独創とも呼べるような多神教的発想と考えられる。
サムライメンテナンス様
コメントありがとうございます。私にとっては大変難しい内容で、しっかり読ませていただきます。ありがとうございます。
「材料物理数学再武装」か。関数接合論ですね。
1/h^ｎ=1/f^n＋1/g^n、
第一式おもしろい着想ですね。マクロ経済学のホットな話題として財政均衡主義と現代貨幣理論（MMT）の競合モデルの方程式や関数なんてものはできないのでしょうかね。
マルチスケール様
コメントありがとうございます。
教えて下さった関数、私にとっては難しい内容で勉強させていただきます。
色々な自然現象を都合の良い数式に当てはめてきた現代の色々な理屈が崩れつつあると目にすることが多くなりました
「材料物理数学再武装」といえばプロテリアル（旧日立金属）製高性能特殊鋼SLD-MAGICの発明者の方で久保田邦親博士（工学）という方のの大学の講義資料の名称ですね。Facebook番外編の経済学の国富論における、価格決定メカニズム（市場原理）の話面白かった。学校卒業して以来ようやく微積分のありがたさに気づくことができたのはこのあたりの情報収集によるものだ。ようはトレードオフ関係にある比例と反比例の曲線を関数接合論で繋げて、微分してゼロなところが最高峰なので全体最適だとする話だった。同氏はマテリアルズ・インフォマティクスにも造詣が深く、AIテクノロジーに対する数学的な基礎を学ぶ上で貴重な情報だと思います。それと摩擦プラズマにより発生するエキソエレクトロンが促進するトライボ化学反応において社会実装上極めて有効と思われるCCSCモデルというものも根源的エンジンフリクション理論として自動車業界等で脚光を浴びつつありますね。
鉄鋼材料エンジニア様
貴重なご意見をありがとうございます。久保田博士の「材料物理数学再武装」における微積分を活用した市場原理の解釈や、マテリアルズ・インフォマティクスの知見、さらにはCCSCモデルの実用的価値など、大変勉強になりました。
ご指摘いただいた内容について、今後の参考にさせていただきます。ありがとうございました。
NVIDIAのCEOも「AIと日本の優れた製造業、ロボット技術を合わせれば、日本は新しい産業革命を起こせる」と述べ、日本が持つ可能性に対して強い期待感を表明している。日本人経営者よ指導力を発揮すべし。
ジャーナルベアリング様
コメントありがとうございます。仰せの通りだと思います。日本の製造業が持つ高い技術力、品質管理能力、そしてロボット工学における先進性は、世界でも特筆すべき強みです。
このような技術的資産とAIを効果的に組み合わせることで、製造業の新たな価値創造が可能になると私も考えています。
特に重要なのは、守りの姿勢ではなく、変革を恐れない攻めの経営判断でしょう。
わたしはなんといっても博士の真骨頂の業績はCCSCモデル（炭素結晶の競合モデル）だと思うな。何しろ、極圧添加剤の作用機構までも含む、包括的な境界潤滑理論を打ち立てたからだ。そして極圧作用の本性は、グラファイト層間化合物であることを言い当てた。簡便なインスペクション手法としてラマン分光のピーク挙動と二重擬三元系状態図との連動を示しながら。
日立金属が開発したSLD-MAGICという特殊鋼に関する研究論文を拝見しました。SLD-MAGICの低摩擦特性のメカニズムを解明した内容について説明されているようですね。
仰せのラマン分光法の他、XPSや、X線蛍光分光法を用いた研究もされています。全て名前しか知らないので詳しい内容はまた勉強させていただきます。
なんか神は細部に宿るってかんじですかね。
博士はたしかダイセルにもいた方ですね。
ダイセル、改めて同社のWebサイトを見ると自動車に使われる色々なエンプラのメーカーなんですね。