コールドクランキング

コールド クランキングとは、エンジンとそのコンポーネント（オイル、冷却液、バッテリー、燃料システムなど）が周囲温度が低いとき（通常は 0 度未満、-40 度などの極度の氷点下レベルまで）、内燃エンジン（ICE）{0}}ガソリン、ディーゼル、その他の種類の燃料-を始動するプロセスを指します。低温は点火と初期動作に必要な機械的および電気的機能を著しく損なうため、エンジン、自動車用液体 (特にモーター オイルとバッテリー電解質)、および始動システムにとって重要な性能指標です。

コールドクランキングが難しい理由

低温はエンジン始動に対して複数の物理的および化学的障壁を生み出しますが、コールド クランキング プロセスではこれらすべてを克服する必要があります。

潤滑剤の粘度の増加: モーター オイルは寒冷時に急激に濃くなり (冷間粘度と呼ばれる性質)、エンジンの可動部品 (ピストン、クランクシャフト、ベアリング) 間の摩擦が増加します。これにより、エンジンを回転させるためにスターター モーターからはるかに多くのトルク (クランキング トルク) が必要になります。

バッテリーの性能低下: 鉛-酸バッテリーとリチウム-イオンバッテリーは低温で容量と出力が大幅に低下し、-化学反応が遅くなり、内部抵抗が増加します。バッテリーはスターターモーターに大量の電流を供給する必要がありますが、低温ではさらに困難になります。

燃料の気化の問題: ガソリンとディーゼル燃料は、低温では気化しにくくなります。ガソリン エンジンは、点火に可燃性の空気燃料蒸気混合物を利用します。-ディーゼル エンジンは圧縮着火のために適切な燃料の霧化を必要とします-どちらも寒さでは性能が低下し、失火や点火不能につながります。

機械的抵抗: 金属製のエンジン コンポーネントは収縮し、部品間の隙間が狭いと摩擦が増加します。また、冷却水（適切に不凍液処理されていない場合）が部分的に凍結して機械的負荷が増加する可能性があります。{0}}

スターター モーターの効率の低下: スターター モーターの電気効率は寒冷時には低下し、利用可能なバッテリー電流があっても生成できるトルクが減少します。

主要なコールドクランキング指標 (業界標準)

コールド クランキングのパフォーマンス（液体、バッテリー、エンジン）を定量化するには、標準化された指標が使用されます。{0}最も一般的なのは、バッテリーの場合はコールド クランキング アンプ（CCA）、モーター オイルの場合はクランキング粘度（CCS/MRV）です（ASTM/ISO 規格）。

コールド クランキング アンプ (CCA): 12V バッテリーが最低電圧 (12V システムの場合は 7.2V) を維持しながら、-18 度 (0 度 F) で 30 秒間供給できるアンペア数を定義するバッテリー定格 (ASTM D5321)。 CCA が高いほど、冷間クランキング能力が=向上します (寒冷地では重要)。

関連評価: MCA (Marine Cranking Amps) (0 度/32 °F でテスト) および CA (Cranking Amps) (CCA よりも厳格ではありません)。

コールド クランキング シミュレータ (CCS) 粘度: エンジン クランキングの高せん断、低温条件下でのオイルの流れ抵抗を測定するモーター オイル評価 (ASTM D5293)。-。 CCS 値が低い=寒冷時にはオイルの粘度が低くなり、必要なスターター トルクが少なくなります (0W-20、5W-30 などの冬季グレード オイルの中心仕様-)。

最小クランキング速度: 所定の低温でエンジンを始動するためにスターター モーターが達成する必要がある最小回転速度 (RPM) (例: -20 度のガソリン エンジンの場合は 100 ～ 200 RPM)。クランキング速度が不十分だと点火不良が発生します。

コールド クランキング システムと添加剤 (パフォーマンス向上のため)

車両および産業機器は、コールド クランキングを最適化するために専用の設計と製品を使用しています。

冬季-グレードのモーター オイル: 粘度指数（VI）向上剤、流動点降下剤、および低粘度ベースオイル（例: 0W、5W 接頭辞）を配合して、低温（低い CCS/MRV 値）でオイルを薄く保ちます。-

高-CCAバッテリー: 低温での電流供給のために、より厚いプレート、より多くの電解質、低抵抗の内部コンポーネントを使用して設計されています。{{1}{2}}

エンジン ブロック ヒーター: 極寒の気候（カナダ、スカンジナビアなど）で一般的な、始動前にエンジン ブロックとオイルを温める電気ヒーター（浸漬、パッド、または循環）。{0}}

燃料添加剤: アンチゲル添加剤（ディーゼル用）は燃料のゲル化を防ぎます。{0}ガソリン燃料システムのクリーナーと蒸発促進剤は、混合気の形成を改善します。-

スターター モーターのアップグレード: 寒冷地でより多くのクランキング パワーを生み出すための頑丈なコンポーネントを備えた高トルク スターター。{0}}-

グロー プラグ（ディーゼル エンジン）: 圧縮着火を促進するために燃焼室を暖める電気発熱体。-寒い天候でクランキングする前に作動します。

吸気ヒーター: 一部のガソリン/ディーゼル エンジンで吸入空気を温め、燃料の気化と点火を改善するために使用されます。

さまざまなエンジンタイプでのコールドクランキング

ガソリン エンジン: 混合気への点火に点火プラグを使用する-混合気-コールド クランキングの失敗は、多くの場合、気化不良（混合気が濃い/希薄）か、エンジンを回転させて点火プラグを点火するためのバッテリー電力が不十分なことが原因です。

ディーゼル エンジン: 自己点火には高い圧縮比 (16:1 ～ 22:1) が必要です-。-コールド クランキングは、オイルが濃いと圧縮力が増加し、燃料のゲル化や微粒化が不十分なために適切な燃焼が妨げられるため、より困難です (コールド スタートにはグロー プラグが必須です)。

産業用/高耐久エンジン（建設、鉱山、海洋など）: 多くの場合、極度の低温環境で動作するための特殊なコールド クランキング システム（事前潤滑ポンプ、デュアル バッテリー、燃料予熱器など）が備えられています。{{6}

現実世界との関連性-

コールド クランキングのパフォーマンスは、特に冬の寒い地域（温帯、亜寒帯、北極の気候）では、車両や機器の設計、液体の選択、メンテナンスにおいて重要な考慮事項です。{0}}例えば：

-CCA バッテリーが低い、または-冬用-グレードではないオイル（例: 20W-50）を搭載した車両は、-10 度で始動できない可能性があります。

産業用エンジン (発電機セット、農機具など) は、緊急時または重要な運用シナリオで稼働時間を確保するために、信頼性の高いコールド クランキング機能を備えている必要があります。