軽油｜ディーゼル車の主要燃料

軽油

軽油は、原油の常圧蒸留で得られる中間留分を主体とするディーゼル内燃機関用燃料である。炭化水素の主成分はおおむねC10–C20で、引火点が高くガソリンより揮発性が低い。自動車、建設機械、発電機、船舶など圧縮着火方式（compression ignition, CI）のエンジンに用いられ、燃料品質はJIS、ASTM、ENなどの規格で細かく定義される。日本では超低硫黄化が進み硫黄分は10 ppm以下の超低硫黄軽油が一般的で、排出ガス後処理（DPFやSCR）の性能を支える。消防法上は第4類第2石油類に区分され、保管・取扱いに一定の規制が課される。

Table Of Contents

軽油

定義と規格

軽油はJISで密度、動粘度、蒸留曲線、セタン指数、硫黄分、潤滑性、冷間流動性などが規定される。世界的にはASTM D975（米）、EN 590（欧）等が広く参照され、寒冷地向けにグレード分け（例：CFPP基準）も行われる。セタン価（またはセタン指数）は一般に45–55程度を目標とし、硫黄分は超低硫黄（≤10 ppm）が主流である。引火点は概ね50°C以上で、ガソリンより着火安全性が高い。

組成・物性

主成分：直鎖・分岐・環状の飽和炭化水素（C10–C20）、芳香族は性能と環境の観点から低減傾向である。
密度（15°C）：0.82–0.86 g/cm³ 程度。体積ベースの取引や噴射制御に影響する。
動粘度（40°C）：約2.0–4.5 mm²/s。噴霧形成とポンプ潤滑性に寄与する。
引火点：およそ50–80°C。輸送・保管リスクを低減する特性である。
発熱量：下位発熱量約43 MJ/kg、体積換算で約35 MJ/L。
セタン価/指数：45–55が一般的。着火遅れ短縮に効く。
蒸留範囲：目安として180–360°C。蒸留性状は始留点～終点で評価する。
硫黄分：超低硫黄（ULSD）で≤10 ppm。後処理装置の耐久に有利である。

エンジンと燃焼

CIエンジンは圧縮比14–22程度で空気を高温高圧化し、燃料を高圧コモンレールで微粒化噴射する。着火遅れの後、予混合燃焼と拡散燃焼が連続して進むため、セタン価が低すぎると始動性・騒音・黒煙が悪化する。EGRでNOxを抑え、DPFでPMを捕集、SCRでNOxを還元するのが主流である。超低硫黄化により潤滑性が低下しうるため、HFRRで評価された潤滑性向上剤を添加することが多い。

環境特性と排出制御

軽油の排出ではNOx、PM、未燃炭化水素、COが課題である。ULSDはSOxを大幅に低減し、触媒やDPFの劣化を抑える。バイオ由来のFAMEをB5–B7程度で混合するとPM・COを低減し得るが、酸化安定性や低温流動性、水分管理に注意が必要である。燃焼制御（多段噴射、噴射時期最適化）と後処理の統合が鍵である。

低温特性と対策

低温下ではパラフィンが析出しフィルタ詰まりを招く。指標にはcloud point（濁点）、pour point（流動点）、CFPP（cold filter plugging point）がある。対策として冬季グレードの選定、流動点降下剤の添加、灯油等との適正ブレンド（規格適合前提）、燃料系の加温・保温が挙げられる。保管タンクの凝水は微生物繁殖や腐食を助長するため、水抜きと清掃が重要である。

製造プロセス

常圧蒸留で軽油留分（gas oil）を切り出す。
水素化精製で硫黄・窒素・金属・芳香族を低減し、色相・安定性・臭気を改善する。
需要や性状に応じ、分解軽油や改質留分をブレンドし、粘度・蒸留曲線・セタン指数を調整する。
添加剤処方（cetane improver、lubricity improver、antioxidant、depressant、defoamer等）で実使用性能を最適化する。