アルカリ性緩衝剤は、さまざまな酸化プロセス、特に低品質の高硫黄燃料を使用した場合の燃料燃焼やオイルの酸化によって生成される酸を中和する役割を果たします。オイル中の酸の量は、ASTM D 664 に従って測定される総酸価 TAN として知られる別の数値で表されます。オイルが古くなると、TAN が増加するにつれて TBN は徐々に低下します。 TBN/TAN クロスオーバーと呼ばれるある時点で、それらは等しくなります。この時点で、エンジンの腐食保護が著しく損なわれるため、オイルを交換する必要があります。極端に悪い燃料が使用され、推奨されるオイル交換間隔が守られない限り、実際には TBN/TAN クロスオーバーに遭遇する可能性はほとんどありません。ほとんどの場合、オイルを交換する主な理由は酸性度ではなく粒子の汚れです。

それにもかかわらず、一部の潤滑油会社は自社製品を競合他社と差別化するために、より高いTBNを求めて「競争」を始めています。つまり、TBNが高いほど良いのです。この記事では、TBN が高いことが適切な場合とそうでない場合について説明します。次の簡単なスキームは、乗用車のニーズを評価するのに役立ちます。

• ディーゼル微粒子フィルター (DPF) のない古いディーゼル車、低品質または汚染された燃料を使用している場合: 推奨される TBN 範囲は 10 ～ 12 mg KOH / g です。

• ディーゼル微粒子フィルター (DPF) を備え、超低硫黄ディーゼル (ULSD) で走行する新しいディーゼル駆動車両: 推奨される TBN 範囲は 6 ～ 9 mg KOH/g です。

バイオ燃料の使用も、より高いTBNを持つオイルを選択することを正当化する可能性があります。問題は、クランクケース潤滑剤が常に燃料によってある程度「希釈」されることです。特に、エンジンが適切に暖まらない短距離走行時や、エンジンを冷却するために濃厚な燃料と空気の混合気を使用する高速走行時などに顕著です。従来の石油ベースの燃料でモーター オイルを希釈すると、粘度が低下しますが、オイルの酸化安定性には大きな影響はありません。しかし、モーターオイルをバイオ燃料で希釈すると、オイルの酸化安定性が損なわれます。

ガソリン、LPG、および CNG を動力源とする車両には、高い TBN は必要ありません。実際、高い TBN レベルはそれらにとって有害である可能性が高く、灰堆積物の蓄積を引き起こし、排気後処理システム (GPF、TWC) に悪影響を及ぼします。新しい高ブーストガソリンエンジンに高 TBN ヘビーデューティディーゼルオイル (HDDO) を使用すると、低速プレイグニッション (LSPI) として知られる厄介なスーパーノッキングが発生し、エンジンが完全に破損する可能性があります。

許容可能な TBN 制限は、ACEA および多数の国家エンジン オイル規格によって規制されています。 TBN の測定には異なる実験室手順があり、ASTM D 2896 と ASTM D 4739 が最も一般的であることに留意してください。 ACEA 分類では、製剤中の強塩基と弱塩基の両方を効果的に定量化する ASTM D 2896 の使用を義務付けており、ASTM D 4739 よりも高い TBN 測定値を返す傾向があります。

モーター オイル中の TBN の主な原因物質は過塩基性洗浄剤で、カルシウムのスルホン酸塩、フェネート、サリチル酸塩、場合によってはナトリウムやマグネシウムが含まれますが、これらに限定されません。ただし、重要なのは実際のTBN値だけではなく、その値を達成するために配合にどの添加剤が使用されたかも重要であることを理解する必要があります。たとえば、高度に過塩基性のスルホン酸塩を使用すると、TBN を簡単に高めることができます。ただし、アルカリ緩衝液は最も有害な強酸とそれほど有害ではない弱酸の両方を中和するため、アルカリ性緩衝液はすぐに枯渇する傾向があります。 さらに、高度に過塩基性のスルホン酸塩には、低過塩基性のポリマースルホン酸塩や無灰分散剤によって得られる洗浄効果がありません。ただし、後者は TBN ブースターの効率が低くなる傾向があります。カルシウム洗剤の一部をナトリウム洗剤に置き換えると、LSPI のリスクが軽減されることが報告されています。過塩基性ナトリウム洗剤に含まれる強アルカリも、バイオディーゼル汚染の処理により効果的であると考えられています。繰り返しになりますが、可能な限り最小限のコストで必要な性能仕様を満たすために、バランスの取れた配合の開発には多大な経験が必要です。

API エンジン オイル分類では TBN レベルを明確に規制しておらず、代わりに ASTM D 6557 ボール錆び試験に依存してオイルの腐食防止特性を評価しています。米国の自動車車両の大部分はディーゼルではなくガソリンを使用しているため、これは容易に理解できます。ヘビーデューティ用途が懸念されるため、洗浄力と腐食保護が不十分なオイルは、API 分類によって義務付けられているいずれかのエンジン テスト、たとえばカミンズ M11 (ASTM D 6838) テストのフィルター圧力ヘッドとスラッジの制限、またはキャタピラー 1K (ASTM D 6750) テストの上部溝充填制限などに合格しない可能性が高く、そのためふるい落とされると考えられています。ディーゼル燃料中の硫黄レベルが減少したため、最新の CJ-4、CK-4、および FA-4 エンジン オイルは、CI-4 や CH-4 などの以前の API クラスよりも低い TBN で始まります。使用中の石油に対する非難制限も引き下げられた。さらに、一部の業界代表者は一般に、モーター オイルに対する TBN の関連性に疑問を抱いています。

技術的に言えば、新油の初期のTBNがどのくらい高いかは必ずしも重要ではなく、むしろアルカリ埋蔵量の減少により使用中にどれだけ早く低下するかが重要です。一般に、ACEA 仕様は API 仕様よりも厳格です。次のスキームは、大型トラックの TBN レベルのニーズを評価するのに役立ちます。

• 高硫黄ディーゼル燃料を使用する場合: 推奨される TBN 範囲は 12 ～ 15 mg KOH/g です。 ACEA E4 または E7、または API CH-4 または CI-4 HDDO を選択してください。品質の悪い燃料を使用しなければならない場合、古いトラックを使用するか新しいトラックを使用するかはあまり関係ありません。エンジンの寿命と排気後処理システムの寿命のどちらかを選択しなければならない場合、前者の方が重要です。

• EGR エンジンを搭載し、SCR NOx 低減システムと微粒子フィルターを備え、ULSD ディーゼル燃料を使用する新しいトラック: 推奨される TBN 範囲は 7 ～ 9 mg KOH/g です。エンジン メーカーが推奨する ACEA E6、E9、または API CJ-4、CK-4、または FA-4 を選択してください。

API CK-4 および ACEA E9 は、Euro VI 排出ガス要件を満たすエンジンに推奨されます。 API FA-4 カテゴリは、HTHS 粘度が低下した (2.9 ～ 3.2 cP) 特定の xW-30 オイルをカバーしており、2017 年モデルの高速道路温室効果ガス (GHG) 排出基準を満たす特定の新しい高速 4 ストローク サイクル ディーゼル エンジンとのみ互換性があります。 API FA-4 オイルは他のエンジンには決して使用しないでください。疑わしい場合は、より安全な代替手段として API CK-4 または ACEA E6 または E9 を選択してください。

目的に合った洗剤抑制剤パッケージを使用した最上位の完全合成配合により、すべての BIZOL モーター オイルは優れた酸化安定性と TBN 保持力を示し、最も過酷な条件下でも優れた長期的な腐食保護を提供します。

エンジンオイルにおけるTBNの役割

TBN (総塩基価) は、エンジン オイルの洗浄剤の重要な部分です。エンジン内の酸を反応させて中和するように設計されています。アフトンは TBN を理解し、顧客がエンジン オイルのニーズを最適化するために必要な市場や条件に合わせて機能するエンジン オイル添加剤パッケージを開発しています。お客様が必要以上に化学薬品にお金を払うことを防ぎ、より長い排出間隔を保証するために、当社は TBN に関するいくつかの重要な質問に答えるファクトシートを作成しました。