船舶用ピストンリングのトライボロジーと潤滑油の技術動向

北原辰巳

摘要

舶用機関のピストンリングとシリンダライナの潤滑状態は，シリンダ内部で燃焼が行われる他に往復すベり，変動荷重などの特徴が重なるため複雑で且つ苛酷である．近年の舶用機関では高効率·高出力化が進み，潤滑状態が一段と苛酷化する傾向にあり，異常摩耗やスカッフィングなどの損傷発生を防止することが重要課題になっている．第6回舶用機関国際シンポジウム(ISME東京）が開催された2000年から現在に至るまでの約20年間で，ピストンリングのトライボロジー問題，並びに潤滑油に求められる性能が下記のように変化している．硫黄分を含んだ粗悪燃料油を用いる大型2ストローク機関では，腐食摩耗を防止することが重要であり，燃焼ガスに含まれる硫酸の凝縮を防ぐ目的からシリンダライナ温度を高く設定する必要がある．硫酸の露点温度はシリンダ内ガス圧力の上昇に従って高くなるため，2000年代初期に開発された高出力機関ではトップリング上死点位置におけるシリンダライナ温度を270℃まで上昇させた運転結果が報告された．このような高温条件下では摺動面の油膜厚さの減少による異常摩耗やスカッフィングなどの損傷発生を防止することが不可欠になり，トライボ特性を向上させるための方策（TriboPack technology）が示された．その後2008年頃からは燃料消費量の低減策として減速運転が適用されるようになり，日マリ学誌·第49巻1号の特集号で低負荷運転時のシリンダライナの腐食摩耗を防止する方策がまとめられている．

船舶用ピストンリングのトライボロジーと潤滑油の技術動向

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