Степени вязкости SAE
Вязкость масла - это основной показатель качества, который является общим для всех масел. Для двигателя или любого другого механизма необходимо применять масла с оптимальной вязкостью, величина которой зависит от конструкции, режима работы и степени износа, температуры окружающей среды и других факторов.
В настоящее время единственной признанной в зарубежных странах системой классификации автомобильных моторных масел является спецификация SAE J300. SAE - это аббревиатура Общества Автомобильных Инженеров США (Society of Automotive Engineers). Вязкость масла по этой системе выражается в условных единицах - степенях вязкости SAE (SAE Viscosity Grade - SAE VG). Численные значения степеней являются условными символами комплекса вязкостных свойств.
В таблице указаны два ряда степеней вязкости: зимний - с буквой "W" (Winter), и летний - без буквенного обозначения. Сезонные (моновязкие) масла (single viscosity grade oils) зимнего ряда различаются по максимальным вязкостям низкотемпературной проворачиваемости и прокачиваемости, и по минимальной кинематической вязкости при 100°С. Степень вязкости сезонных масел летнего ряда определяется по минимальной и максимальной кинематическим вязкостям при 100°С, и по минимальной вязкости при 150°С и скорости сдвига 10^6 с^-1. Всесезонные масла (multiviscosity-grade oils) должны удовлетворять одновременно двум следующим критериям:
1. Максимальным вязкостям низкотемпературной проворачиваемости и прокачиваемости со степенью зимнего ряда (W).
2. Максимальной и минимальной кинематическими вязкостями при 100°С и минимальной вязкости при 150°С и скорости сдвига 10^6 с^-1 в соответствии со степенью летнего ряда (без буквы W).
Классификация SAE J300 используется производителями двигателей для определения степеней вязкости моторных масел пригодных для использования в их двигателях и производителями масел при разработке новых составов, производстве и маркировке готовых продуктов.
Стандартные ряды вязкости:
- зимний ряд: SAE 0W, 5W, 10W, 15W, 20W, 25W
- летний ряд: SAE 20, 30, 40, 50, 60;
Всесезонные (multigrade) масла, состоят из комбинации зимнего и летнего ряда разделенные знаком "тире" (например, SAE 10W-40), другие виды записи являются неверными, и использование аббревиатуры SAE для них недопустимо (например SAE 10W/40 или SAE 10W40).
Серия всесезонных масел: SAE 0W-20, 0W-30, 0W-40, 0W-50, 0W-60, 5W-20, 5W-30, 5W-40, 5W-50, 5W-60, 10W-30, 10W-40, 10W-50, 10W-60, 15W-30, 15W-40, 15W-50, 15W-60, 20W-30, 20W-40, 20W-50, 20W-60.
Необходимая степень вязкости
Необходимая вязкость масла определяется на основании следующих факторов:
- особенности конструкции;
- степень износа двигателя;
- температура окружающей среды;
- режим работы двигателя.
Классификации масел
Классификация моторных масел по вязкости SAE J 300 (декабрь 1999 г., в действии с июня 2001г.)
| Класс вязкости | Динамическая вязкость, мПа-с, не выше, при температуре, °С | Кинематическая вязкость при 100°С, мм/с | Динамическая вязкость при 1 50 °Си скорости сдвига 106 с-1, мПа с, не ниже | ||
имитация холодного пуска (CCS) |
Прокачиваемость |
Не ниже |
не выше |
||
| 0W | 6200 при -35 | 60000 при -40 | 3.8 | - | - |
| 5W | 6500 при -30 | 60000 при -35 | 3.8 | - | - |
| 10W | 7000 при -25 | 60000 при -30 | 4.1 | - | - |
| 15W | 7000 при -20 | 60000 при -25 | 5.6 | - | - |
| 20W | 9500 при -15 | 60000 при -20 | 5.6 | - | - |
| 25W | 13000 при -10 | 60000 при -15 | 9.3 | - | - |
| 20 | - | - | 5.6 | <9.3 | 2.6 |
| 30 | - | - | 9.3 | <12.5 | 2.9 |
| 40 | - | - | 12.5 | <16.3 | 2.9* |
| 40 | - | - | 12.5 | <16.3 | 3.7** |
| 50 | - | - | 16.3 | <21.9 | 3.7 |
| 60 | - | - | 21.9 | 26.1 | 3.7 |
* Для классов SAE 0W, 5W, 10W
** Для классов SAE 15W, 20W, 25W сезонных
Классификация трансмиссионных масел по вязкости SAE J 306 (июль 1998 г.)
| Класс вязкости | Максимальная температура, при которой динамическая вязкость не превышает 150 Пас, °С | Кинематическая вязкость при 100 °С, мм2/с | |
| не ниже | не выше | ||
| 70W | -55 | 4.1 | - |
| 75W | -40 | 4.1 | - |
| 80W | -26 | 7.0 | - |
| 85W | -12 | 11.0 | - |
| 8 | - | 7.0 | 11.0 |
| 85 | - | 11.0 | 13.5 |
| 90 | - | 13.5 | 24.0 |
| 140 | - | 24.0 | 41.0 |
| 250 | - | 41.0 | - |
Кинематическая вязкость масел различных классов вязкости
Классификация пластичных смазок NLGI
| Класс консистенции | Число пенетрации при 25 °С, 0.1 мм | Консистенция | Область применения и условия работы |
| 00 | 430 - 400 | Жидкая | Зубчатые передачи, автоматические системы смазки |
| 0 | 385 - 355 | Полужидкая | Слабо нагруженные подшипники, автоматические системы смазки, низкие температуры |
| 1 | 340-310 | Очень мягкая | Легко нагруженные подшипники, автоматические системы смазки, низкие температуры |
| 2 | 295 - 265 | Мягкая | Средне/тяжело нагруженные подшипники и направляющие, средние скорости, шприц-масленки |
| 3 | 250 - 220 | Полутвердая | Герметизированные подшипники и средне/тяжело нагруженные подшипники, повышенные скорости |
| 4 | 205 - 175 | Твердая | Высокоскоростные подшипники |
| 5 | 160- 130 | Очень твердая | Открытые зубчатые передачи |
| 6 | 115-85 | Особо твердая | Открытые зубчатые передачи |
Классификация по назначению и уровням качества
Качество масла - это комплекс свойств, который необходим для выполнения работы масла по назначению. Одни свойства, такие как вязкостные, являются основными для всех масел, независимо от их назначения, а другие необходимы только в определенных условиях применения и в каждом конкретном случае характеризуются обособленными показателями качества.
Для облегчения выбора масла требуемого качества для конкретного типа двигателя и условий эксплуатации, были созданы системы классификации. В каждой системе моторные масла подразделяются на ряды и категории, основанные на уровне качества и назначении. Эти ряды и категории созданы по инициативе международных организаций нефтеперерабатывающих компаний и автопроизводителей с учетом конструктивных особенностей различных типов двигателей и условий их эксплуатации. Назначение и уровни качества являются основой ассортимента масел. Ввиду некоторого различия в конструкциях и условиях эксплуатации, в настоящее время одновременно существуют несколько систем классификации моторных масел - API, ILSAC, JASO, ACEA, ГОСТ (для стран СНГ).
Военное ведомство США и наиболее крупные производители автомобилей выдвигают дополнительные требования к качеству моторных масел. Таким образом, наряду с общепринятыми системами классификаций, существуют и требования (спецификации) производителей автомобилей.
| Европа | США | ||
| Двигатели | ACEA | API | ILSAC |
| Бензиновые | A1 A2 A3 |
SJ SL |
GF-1 GF-2 |
| Дизельные (легковые автомобили и легкие грузовики) | В1 В2 В3 В4 |
CD CF |
|
| Дизельные (тяжелые грузовики, автопоезда) | Е2 Е3 Е4 Е5 E7 |
CF CF-4 CG-4 CH-4 CI-4 |
|
|
Примечание. |
|||
| Категория | Характеристика |
| GL-4 | Масла для передач, в том числе гипоидных, легковых автомобилей и другой автомобильной техники, работающей при высоких скоростях с низким крутящим моментом и низких скоростях с высоким крутящим моментом. Содержат сильные противозадирные присадки. |
| GL-5 | Масла для гипоидных передач, работающих при высоких скоростях и ударных нагрузках. Содержат комплекс эффективных присадок различного назначения. |
Примечание. |
|
Американская ассоциация производителей автомобилей ААМА и Японская ассоциация производителей автомобилей JAMA совместно создали Международных комитет по стандартизации и апробации моторных масел ILSAC (International Lubricant Standardization and Approval Committee). От имени этого комитета издаются стандарты качества масел для бензиновых двигателей легковых автомобилей: ILSAC GF-1, ILSAC GF-2, ILSAC GF-3.
категория ILSAC GF-1 (устарела), полностью соответствовала требованиям качества категории API SH; вязкости SAE 0W-XX, SAE 5W-XX, SAE 10W-XX; где XX - 30, 40 ,50, 60.
категория ILSAC GF-2 - принята в 1996 году, должна соответствовать требованиям качества по категории API SJ, вязкости: дополнительно к GF-1 - SAE 0W-20, 5W-20.
категория ILSAC GF-3, проект опубликован в августе 1998 года, предполагается ввести в действие в 2001г. и будет соответствовать новой категории API Sl (PS 06).
Основные отличия масел категории ILSAC:
- низкая вязкость - 2,6-2,9 мПа с при температуре 150°С и скорости сдвига 10^6 с^-1
- малая летучесть (по Нок или ASTM);
- хорошая фильтруемость при низких температурах (испытание "General Motors");
- низкая склонность к пенообразованию (испытание ASTM I-IV);
- высокая стабильность к сдвигу (L-38 не менее 10 часов) (shear stability);
- обязательная экономия топлива (испытание ASTM, Sequence VIA);
- малое содержание фосфора (для предотвращения засорения катализатора).
JASO DX-1 (проект) - новая спецификация на моторные масла для высоконагруженных дизельных двигателей японских автопроизводителей, включающая процедуры испытаний применяемые в США, Европе и Японии.
Долгое время японские OEM"s рекомендовали к применению (за пределами Японии) масла ка-тегории API CD. Однако на сегодняшний день ни одна из спецификаций API не учитывает уве-личивающиеся требования к качеству моторных масел для японских дизельных двигателей с низким уровнем токсичности отработанных газов. По этой причине сперва была создана дополнительная категория API CD+, а потом - проект новой категории API PC-8, который так и не был осуществлен. Японская организация автомобильных стандартов (JASO) приняла решение о создании собственной спецификации на моторные масла для дизельных двигателей японского производства. Необходимость в отдельной спецификации объясняется несколькими причинами:
- первая - это высокая степень износа деталей клапанного механизма, при применении масел с большим содержанием дисперсантов (особенно в маслах API CG-4). Для измерения защиты от износа, планируется проводить испытания на типичном японском двигателе Mitsubishi 4D34T;
- вторая - высокотемпературные отложения на поршнях. Как правило, верхнее кольцо в современных японских двигателях располагается ниже, чем в европейских и североамериканских, в результате чего максимальные температуры в зоне верхних поршневых колец существенно ниже. Для максимального соответствия реальным температурным условиям, измерения отложений на поршне планируется проводить на двигателе Nissan TD-25;
- третьей основной причиной для принятия новой спецификации является все большее распространение японских двигателей с системой повторного сжигания отработанных газов - exhaust gas recirculation (EGR). EGR способствует увеличению количества кислот сгорания, что может значительно усилить коррозионый износ. По этой причине в спецификации JASO DX-1, вероятно, будут включены требования по минимальному значения TBN (не менее 10 по методу ASTM D 4739, что приблизительно равно 11-12 TBN по методу ASTM D 2896). Коммерческое представление JASO DX-1 намечено на апрель 2001 года.
