1シリーズ クーペのDIY・オイル・クランクシャフト・クランクメタル・コンロッドメタルに関するカスタム事例

最近、なんとなくS65エンジン(E9X M3)についてネットのフォーラムを徘徊していたら「メタル損傷はコールドスタートを切っていた車両に多い」という一文を見かけました。
この投稿に対しては「コールドスタートはエンジン回転数を上げてエンジンを早く温め、クリアランスを最適な状態に到達させる為のものだ」や「クリアランスもそうだが一番の目的は触媒を早く温めるためだ」といったリプライに埋もれていました。
その後のスレッドの空気としては「コールドスタートの有無はメタルへ影響はない」の様子。
そして、上述の一文を投稿した人は、再び現れた様子は無く。

ふむ・・・。
温度によるクリアランスと触媒の暖気、この分野でどちらもよく見かける内容です。
正答であり、間違っていません。
ただ「メタルへの影響」に関してはそうでしょうか？
本当に全く関係無いのでしょうか？

まず、メタルの役目とは何でしょうか？
エンジンにおいてメタルは、クランクシャフトを支持するクランクメタル、ロッドと繋がるコンロッドメタルの2種類があります。
エンジン運転中には双方ともオイルによって潤滑され、クランクシャフトが回転した時に金属同士が触れ合わない状態になっています。
少しエンジンの事を勉強したことがある人にとっては当たり前の事実です。

ですが、もう少し踏み込んで「メタルのオイル潤滑」を正確に理解出来ている人はどれほど居るでしょうか？

メタルにおけるオイル潤滑の必須条件は「回転体がオイルによってメタルから浮いている」ことです。
擦れている(引っかかる)ところを、オイルの膜を張ってヌメりやすくしている・・・という思想はメタル関係においては間違っています。
摩耗を緩和しているわけではありません。

油膜を張ってヌメりやすくしているという状態は、実際のところはこの図の様な状態なのです。
クランクシャフト(灰色)が自重でメタル(緑)の上に着地している、に近いです。
薄くオイル(オレンジ)の膜はありますが、エンジンをかけて回転数を上げられる状態ではありません。
油膜が薄いからです。
即ちメタルとの距離が近い。
こんな状態で回転数を上げたら、メタルとクランクシャフトが触れて焼き付いてしまうかもしれない。
可視化するとこの状態は非常に怖く感じると思います。

実際は、エンジンをかければこの絵の状態に近くなります。
メタルの中心点あたりでクランクシャフトが回転します。
つまり「浮上している」のです。

何故、着地していたクランクシャフトが浮上して回転する状態になるのでしょう？
それは「クランクシャフトの回転によってメタルとの隙間にオイル流動が起きたから」です。

言わずもがな、オイルは流体です。
限られた空間の中に満たされた流体の中で物体が回転すると、空間と物体の形状に応じて流体に圧力が発生します。
形状に応じて圧力変化の云々は割愛(非常に表現がめんどい)しますが、要は高速の物体に対して流体の表面が反発する現象が起きます。(川の水平石切りと同様)
尚且つ流体自身も空間の中を移動し、メタル関係においては流体(オイル)が供給され続ける構造になっています。
回転体が流体に接する面から反発を受ける＝全面から追い返される＝中心で縮こまっている、というイメージです。
これらの現象が複合的に組み合わされて、クランクシャフトが回るとメタルの中心に浮くという構図が出来上がるのです。

以上を踏まえて、冒頭で述べた本来の問に戻ります。
「コールドスタートの有無はメタルへの影響性には関係ないのか？」です。
コールドスタート時って、大体エンジン回転数が上がっている状態ですよね。やや高速の状態です。
でも、コールドスタートをオフにするということは回転数が低下することになります。
回転数が低いと「クランクシャフトが浮上しにくい」という構図になり、メタルとのクリアランスの生成に影響が・・・無い、とは言い切れないと思います。
特に、乗るのは週末だけ・月1でしか乗らないとかという状態だと、メタルに乗っている油膜は薄い状態に思います。
スターターでクランキング時にもクランクシャフトからメタル上へオイルが塗布されるのでエンジン始動時に完全に油膜ゼロということはありませんが、コールドスタートオフの低回転で油膜中を十分に浮上できていない状況というのは十分に起こりえる話だと思います。
もちろんこれは使用しているオイルの種類、粘度でも変わってくる話なので一概にコールドスタートオフが本当はNGという結論に至ることはありませんが、メリット・デメリットを正しく把握して諸々のカスタムを施工したいものです。

ちなみに私はコールドスタートオフにしていますが、いかなる時も硬いオイルを使用しています。
そして、低温時のアイドリング回転数は少し高めに設定しています。
VANOSの駆動という要因もありますし、上述の理由と、過去に無知故にやらかして痛い目に遭っているというのが理由です。(^^;;;

そういえば、低品質オイル・高品質オイルを比較した動画を見かけました。
非常に恐ろしいです。(^^;;;;;

https://youtube.com/shorts/dR7PhWzk8eA?si=aRx4myGzNPsn8pAK

品質の基準はわかりませんが、エンジンを壊したくなかったらそれなりにしっかりしたオイルを使用しましょう。
安いオイルをこまめに交換、というスタンスは避けた方が良いという認識になると思います。(^^;