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エンジンオイルの熱膨張係数

2011年1月21日(金) 116,600Km

冬になるとオイルの減りが早いって人、いませんか?
でも、オイルを補充する前に今一度考えて見ましょう。

確かに冷間始動から(走りながらの)暖気が進むまで、エンジン内部の各部クリアランスは適正でないでしょうから、オイル消費は多くなるのも納得できます。
でも、本当に減っているのでしょうか?

寒い時期はエンジン停止後すぐよりも、翌朝のほうがオイルレベルが減っていることがあります。
気体と違って液体は温度による体積の変化は微小で、無視しうる、と考えがちですが、液体も温度によって膨張するものです。

エンジンオイルの熱膨張係数がどの程度か正確にわかりませんが、いろいろな「油」はだいたい7~9×10(マイナス4乗)程度のようです。

計算してみましょう。
オイルの熱膨張率 α:8×10^(-4)
0℃状態でのオイルの体積 V0:4リットル
100℃まで加熱すると仮定して、温度変化 t:100
とすると
100℃までに膨張するオイルの体積ΔVは
ΔV = V0×αt
     =4×(8×100/10000)
      =4×(0.08)
     =0.32
320ccほど増える計算です。

BMWの整備マニュアルでは「Checking engine oil level when cold」と書かれており、常温でのレベル調整が基本のようです。
そこからオイルが熱せられて膨張する分は計算されている、ということですね。
但し、常温=20℃に対して外気温が-5℃の場合には25℃分(上記計算で80cc)は見た目減っていても追加してはいけない、ということになります。
上記整備マニュアルでも、「非常に寒いときはレベルが10mm程度低く表示される」旨のNoteが書かれています。
朝出発前にオイルを見たら減っていた、ということでその度に補充しているとオイル過多になってしまうので注意が必要です。

20110121a_rt_oillevel

ちなみに先日買った雑誌には、暖気後エンジン停止、まだオイルが熱い時に量を確認、と書かれていました。
このやり方では、場合によって200cc程度少なめになってしまいますが、オイルの入れすぎも良いことがありませんので、これくらい少な目でちょうど良いかもしれません。

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