その粘度指数（VI）粘度は、流体の粘度が温度によってどれだけ変化するかを示す数値です。これは無次元の相対的な尺度であり、単位を持たず、流体の比較に使用されます。高VI流体の粘度は広い温度範囲にわたってより安定しており、低VIつまり粘度が大きく変化するため、極端な温度では流体の信頼性が低下します。
VI がなぜ重要なのか?
実際のアプリケーションでは、エンジンオイルや油圧作動油幅広い温度範囲で確実に動作する必要があります。粘度が大きく変化した場合：
- 寒いとき: 粘度の高い液体は、エンジンや機械の始動を困難にし、液体の流れが悪く潤滑がうまくいかないため部品の摩耗を増加させます。
- 暑いとき: 薄い液体では十分な保護が得られず、金属同士の接触、摩耗、さらには機器の故障につながる可能性があります。
たとえば、自動車のエンジンでは次のようになります。
- 寒い冬の朝、低VIオイルは粘度が高すぎてエンジンの回転が悪くなり、負担と摩耗を引き起こす可能性があります。
- 夏の暑さの中では、同じ低VIオイルでも粘度が下がりすぎて、エンジン部品を摩擦や熱から保護できなくなり、効率と寿命が低下する可能性があります。
一方、高 VI オイルは、寒いときでもスムーズに始動できるほど十分に流動性があり、暑いときでもエンジン部品を保護するのに十分な粘度を維持して、性能と耐久性を向上させます。
粘度指数に影響を与える要因
流体の VI は主に 2 つの要因によって決まります。
- ベースオイルの種類:
- 鉱物油(原油から): これらは通常、VI が低く (例: 80～120)、温度によって粘度がより大きく変化します。
- 合成油(ポリアルファオレフィンやエステルなど): これらは通常、VI が高く (例: 120～200)、温度範囲全体でより優れた安定性を備えています。
- 植物油またはバイオベース油: VI はソースに応じて変化しますが、中程度であることが多いです。
- 添加剤: 特殊な化学物質と呼ばれる粘度指数向上剤（VII）は、油の粘度指数（VI）を高めるために添加されます。これらの添加剤はポリマーで、加熱すると膨張して油の粘度低下を防ぎ、冷却すると収縮して油が過度に粘度が高くなるのを防ぎます。
VIが流体選択において重要な理由
次のような温度が変動するアプリケーションでは、適切な VI を持つ流体を選択することが重要です。
- 自動車エンジン: 高 VI オイル (例: 合成 5W-30) は、スムーズなコールドスタートと、高温動作時の信頼性の高い保護を保証します。
- 油圧システム建設機械では、高 VI 流体により、凍結または高温の環境でも一貫した動力供給が維持されます。
- 産業機械高VI潤滑剤は、広い温度範囲で作動するギアボックスやコンプレッサーの摩耗とエネルギー損失を軽減します。
例えば、寒冷地では、低粘度油を使用した油圧掘削機は朝方に反応が鈍くなり、作業が遅れ、部品に負担がかかる可能性があります。高粘度油を使用することで、システムの応答性と効率性を維持できます。
粘度指数の可視化
2 種類のオイルの粘度が温度によってどのように変化するかを比較したグラフを想像してください。
- X軸: 温度（例：-20°C ～ 100°C）。
- Y軸: 粘度 (流体の濃さ)。
- 低VIオイル: 線は急勾配になっており、粘度の大きな変化を示しています。低温では非常に濃く、高温では非常に薄くなります。
- 高VIオイル: 線がより平坦になり、同じ温度範囲で粘度がより一貫していることがわかります。
この違いにより、高 VI オイルは予測可能で信頼性の高いパフォーマンスを提供するため、要求の厳しい用途に好まれます。
重要なポイント
- 粘度指数（VI）温度変化に対する流体の粘度の安定性を測定します。
- 高VI= 粘度が安定しており、広い温度範囲に適しています (例: 合成油)。
- 低VI= 粘度が大きく変化するため、寒いときや暑いときに問題が発生する可能性があります。
- 現実世界への影響高VI流体は、摩耗を減らしてスムーズな動作を確保することで、エンジン、油圧システム、機械の性能と保護を向上させます。
- 要因: ベースオイルの種類 (鉱物油または合成油) と粘度指数向上剤などの添加剤によって VI が決まります。
適切な VI を持つ流体を選択することで、エンジニアや技術者は、天候や動作条件に関係なく、機器が効率的に動作し、長持ちすることを保証できます。
投稿日時: 2025年9月18日
