Классификация моторных и трансмиссионных масел

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
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.

  • Международные классификации моторных масел


  • 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.
    Соответствие классов в различных системах условное, так как испытания, определяющие принадлежность масла к тому или иному классу, проводятся в системах ACEA, API или ILSAC по различным программам и на разных двигателях.

    Аббревиатуры.
    API (American Petroleum Institute) - Американский институт нефти.
    ACEA (Association des constructeurs europeens d'automobiles) - Ассоциация европейских производителей автомобилей.
    ILSAC (International Lubricant Standardization and Approval Committee) - Международный комитет по стандартизации и одобрению смазочных материалов.




  • Категории API, наиболее распространенных для масел, применяемых в трансмиссиях легковых автомобилей и легких грузовиков


  • 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.
    Масла категории GL-4 не пригодны для высоконагруженных гипоидных пар. Они используются в синхронизированных механических коробках передач, в том числе совмещенных с главной передачей, а также спирально-конических и умеренно нагруженных гипоидных передач




  • Система классификации ILSAC

  • 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).



  • Система классификации JASO

  • 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.