寒さはディーゼルエンジンや燃料システムに深刻な影響を及ぼす可能性があります。朝に機械が起動しなかったり、運転中に止まってしまったりするのは、冬の環境が原因かもしれません。根本的な原因は、気温が下がるとディーゼル燃料中に形成される固形物です。多くの場合、寒冷時に形成される燃料の固形物はエンジンのフィルターが除去できる汚染物質よりもサイズが大きくなります。
寒冷時にディーゼルに何が起こり、それをどのように予防できるかを理解することで、時間と費用を節約し、余計な手間やストレスを減らすことができます。
汚れ以外も捕集するフィルター
最新のエンジンは硬質粒子を捕集するように設計された高効率フィルターを必要とします。しかし、このフィルターは以下も捕集します。
遊離水から形成される氷の結晶
低温で固化するワックス状の炭化水素
由来を問わない軟質粒子または硬質粒子
寒冷時には燃料固形物が急激に増加し、フィルターを詰まらせて流れを止め、コンポーネントを損傷する可能性があります。
氷:遊離水に潜む脅威
気温が下がると、ディーゼル燃料中に遊離水が存在する場合はそれが凍結し、氷の結晶が形成されます。これらの結晶は硬質粒子と同じような挙動を示し、以下の原因となります。
フィルターの目詰まり
燃料システムの摩耗
突然のエンジン停止
氷結防止剤は緊急時に役立つ可能性がありますが、多くの場合アルコールを主成分としており、ディーゼルエンジンには推奨されていません。最善の対策は予防です — 氷に変わる前に遊離水を除去することです。
ゲル化:ディーゼルがワックスに変わるとき
水が凍るように、ディーゼル中の炭化水素は「ゲル化」し、フィルターを通過できないワックス状の物質へと変わります。このゲル形成によって、ディーゼルエンジンの冬の稼働に問題が生じます。
代表的な炭化水素の凝固点
| 化合物 | クラス | 凝固点 |
|---|---|---|
| アントラセン | 芳香族 | 419°F/215°C |
| ナフタレン | 芳香族 | 176°F/80°C |
| エイコサン | N-パラフィン | 97°F/36°C |
| 2-メチルノナデカン | イソパラフィン | 64°F/18°C |
| デカン | N-パラフィン | -22°F/-30°C |
| N-ペンチルシクロペンタン | ナフテン | -117°F/-83°C |
| 1,3-ジエチルベンゼン | 芳香族 | -119°F/-84°C |
重要な点は次のとおりです。
ディーゼルは単一の化合物ではなく、200種類以上の炭化水素の混合物です。
炭化水素の凝固点はそれぞれ異なります。
「冬用のディーゼル」には、低温で凝固する成分が配合されています。
極寒地域では、–40°F/Cまで燃料が流れるようにできている「寒冷地用ディーゼル」 が使用されます。
たとえるなら、植物油とマーガリンです。どちらも同じような原料から作られていますが、一方は常温で固体、もう一方は固体ではありません。ディーゼル燃料も寒冷時には同じような状態になります。
冬のディーゼル戦略:凍結とどう戦うか
燃料の生産者や販売業者は、ディーゼル燃料の寒冷時の性能を向上させるために複数の対策を講じています。これらには次のものが含まれます:
ワックス分の少ない原油を使用
凝固点の高いワックス状炭化水素を精製で除去
ワックス含有量を下げるために、#1-Dディーゼルまたは灯油をブレンド
コールドフロー向上剤を添加してゲル化を防ぐ
これらの対策は、操作性の問題が一般的で深刻な寒冷地では重要です。
結論
寒冷時には、フィルターを詰まらせる氷の結晶や、燃料の流れを止めるゲル化など、ディーゼルエンジンに大きな問題をもたらします。適切に燃料を管理し、冬用のディーゼル燃料を用いることで、氷点下の環境でも機器をスムーズに稼働させ続けることができます。
寒冷時の燃料戦略に投資することで、気温がどれほど低下してもエンジンを保護し、ダウンタイムを最小限に抑え、継続して稼働させることができます。