【自動車用語辞典:潤滑系「概説」】ヒトの循環器系のような役割を果たす「潤滑」という仕事

■オイルを循環させてエンジン性能を信頼耐久性を確保する

●潤滑のほか冷却や密封といった効果も

潤滑システムの役割は、エンジンの回転部、摺動部に潤滑オイルを供給して摩擦や摩耗を軽減し、金属部品をスムーズに動かすことです。

エンジン駆動の中核である回転部や摺動部の耐久信頼性を確保する潤滑系システムの全体像について、解説していきます。

●潤滑システムの働きとは

高速で回転運動、往復運動するエンジン部品は、オイルの供給による潤滑作用だけでなく、以下の働きによって摩擦や摩耗を軽減して耐久信頼性を確保しています。

・潤滑作用
本来の役目で、摺動部や回転部の金属間に油膜(流体潤滑)を確保して、摩擦や摩耗を軽減

・冷却作用
燃焼や摩擦によって発生する熱を吸収して、外部へ放熱

・密封作用
ピストンとシリンダー間の油膜によって、圧縮ガスや燃焼ガス漏れを抑えて出力のロスを抑制

・緩衝作用
10MPa以上になる燃焼圧による衝撃荷重や局所的な圧力上昇を油膜で分散して吸収

・防錆と清浄作用
油膜によって、金属部品から酸素を遮断して錆の発生を防止し、内部生成した汚れを洗い落としてクリーン化

●流体潤滑と境界潤滑

金属の摩擦面間に油膜が完全に保持され、金属面同士が直接接触しない潤滑状態を流体潤滑(完全潤滑)と呼びます。摩擦や摩耗を抑える理想的な潤滑状態です。

一方、低粘度や高荷重、低速度では油膜が薄くなり、油膜の保持が困難になります。この状態は、境界潤滑(不完全潤滑)と呼びます。最悪の場合、油膜が破れて金属接触となり、損傷や焼き付きが発生します。

潤滑系の働き
潤滑系の働き

●潤滑システム全体の流れ

エンジン下部に位置するオイルパンに貯まったエンジンオイルは、オイルストレーナーを通じてオイルポンプで吸い上げられます。オイルポンプは、クランクシャフトで駆動され、オイルの圧力はプレッシャーレギュレーターで調整されます。油圧調整後は、フィルタで不純物を除去してからシリンダーブロック内のメインギャラリーに圧送されます。

メインギャラリーから、クランクシャフト系統とシリンダーヘッド系統の2系統に分けられます。潤滑が必要なすべての部品の潤滑と冷却が終わると、最終的にオイルパンに戻って循環を繰り返します。

高出力エンジンでオイル温度が過度に上昇する場合は、途中経路にオイルクーラーを装着します。オイル温度が上がると、粘度が下がって潤滑性が悪化するからです。

潤滑経路の一例
潤滑経路の一例

●主要なエンジン部品の潤滑

ピストンおよびピストンリングは、シリンダー内を高速で往復運動します。このような金属摺動部位は、表面をどんなに滑らかに加工してもミクロン単位の凹凸があります。これが直接接触して動くと大きな摩擦力が発生し、摩耗が進みます。

オイルを接触面に供給することによって、金属間に油膜が形成して直接金属同士が接触しない流体潤滑となり摩擦力が軽減します。

クランクシャフトやコンロッド、カムシャフトのような回転部では、回転軸と軸受けの間にオイルが供給されます。軸と軸受け間に油膜が形成されて、軸はオイルに浮いた状態になります。

実際には、軸下部の油膜は荷重を受けて薄くなりますが、軸が回転すると軸下にオイルが入り込んで軸を浮かせる力が働き、油膜は均等になります。


エンジンオイルは、エンジン内部を循環することによって、エンジンの性能と耐久信頼性を確保します。したがって、長く安定した性能を維持するためには、エンジンオイルの定期的なチェックによる管理が必須です。

本章では、人間で言えば循環器系に相当する潤滑系システムについて、詳細に解説します。

(Mr.ソラン)

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