境界潤滑とは、金属表面に分子レベルで残っているオイルで潤滑すること。

 

例えば、ピストンリングとシリンダーとの間の潤滑は、境界潤滑です。平らに見えても、金属表面は凸凹しています。この凸同士がぶつかり合うときに摩耗が起きているのです。

 

 

削れてしまった金属は、鉄粉となってエンジン内部を駆けめぐります。この鉄粉はさらにヤスリの役目をして、金属の摩耗を進めてしまうのです。

 

写真の様に大量の鉄粉が出てくるってことは、オイルがエンジンの保護をしていないという証拠になります。

 

写真はドレンボルトのマグネットに付いた鉄粉。磁石には付かないアルミ・鉛などはこれ以上に出ていることも考えられます。

 

どんなに優秀なベースオイルであっても、境界潤滑が起きています。この摩耗を抑えるためには、凸凹の部分に境界膜を作り、直接金属がぶつからないようにする必要があります。

 

この境界膜を作り出すのは「添加剤」なのです。境界膜が出来ると、摩耗は抑えられていきます。

 

この境界膜を作り出す方法は大きく分けて２つ

 

  1. 物理吸着
  2. 化学吸着

添加剤には極性基というものがあります。簡単に言うと、N極、S極を持っていて、磁石の様に金属表面に吸着することです。

 

この吸着現象は、熱を伴う化学作用ですので、「吸着の大きさ」が「吸着の強さ」の目安になります。高温では分子の熱運動が激しくなって、はがれ落ち、温度が下がってくると、再び吸着します。（図解　トライボロジーより）

 

エステルは、物理吸着すると言われていますが、実はいとも簡単に熱によって油膜ははがれてしまうことになります。ですから、必ず吸着できるように「添加剤」が配合されています。

例として、添加剤（カルボキシ）が鉄の表面に化学反応を起こし、ステリン酸に変化して、鉄の表面に吸着する形を「化学吸着」と呼びます。鉄の表面にはステリン酸鉄が出来ているのです。

 

化学吸着の膜の上にオイルの分子が乗る形になって、境界潤滑から守るのです。