Классификация смазочных материалов

Одними из основных свойств моторного масла является его вязкость и зависимость вязкости от температуры. Наиболее полное описание соответствия вязкостно-температурных свойств масел содержится в общепринятой на международном уровне классификации SAE. Аббревиатура SAE (Society of Automotive Engineers) или Сообщество Автомобильных Инженеров. Её цель - систематизация знаний в автомобильной отрасли, разработка стандартов и регламентов.

Международное общество автомобильных инженеров (SAE International) - это некоммерческая образовательная и научная организация, ставящая себе целью развитие технологий передвижения в интересах человечества. Более 89 тысяч инженеров и ученых-членов SAE International разрабатывают все виды самодвижущихся транспортных средств, включая легковые автомобили, грузовики, автобусы, внедорожную технику, летательные аппараты, космические корабли, суда, железнодорожную технику и транспортные системы. SAE International распространяет информацию об этой технике через свои конференции, книги, технические статьи, журналы, стандарты, отчеты, программы профессиональной подготовки и электронные базы данных.

Классификация моторных масел SAE J300

Первая версия стандарта SAE J300 была опубликована в июне 1911 года. Стандарт разделял масла по вязкости на пять классов. SAE10, SAE20, SAE30, SAE40, SAE50. Единицей измерения являлось время, которое требовалось маслу для преодоления под силой собственной тяжести определённого расстояния в стандартном капиллярном вискозиметре. Это время измерялось при одной температуре - 100° C.

Первая версия стандарта выглядела следующим образом:

• SAE10 ≤ 14 секунд
• SAE20 от 15 до 24 секунд
• SAE30 от 25 до 34 секунд
• SAE40 от 35 до 44 секунд
• SAE50 ≥ 45 секунд

Однако очень скоро спецификация была обновлена. В качестве единицы измерения начали использовать не секунды, а сантистоксы. 1 сСт = 1 мм²/с. Для простоты понимания значения вязкости нужно обратить внимание на то, что вязкость воды чуть более одного сантистокса, а точнее 1,011 сСт. В 1926 году был добавлен шестой класс SAE60 и вязкость начали измерять уже при двух температурах: 55° и 100° C.

Значительное изменение в стандарте произошло в 1952 году, когда был принят термин всесезонных масел. Для их обозначения была введена буква W, первая буква в слове Winter (зима). Масла для зимнего применения получили обозначение: SAE 10W, SAE 15W, SAE20W, SAE 25W, SAE 30W. Инженеры и потребители замечали, что одни и те же масла, с одинаковой вязкостью, например SAE 20W, но произведённые из нефтей разных месторождений показывают разные свойства при низких температурах. Для определения этих свойств был введён термин – индекс вязкости Viscosity Index (VI).
Чем выше индекс вязкости, тем вязкость масла меньше зависит от перепада температур. С появлением полимерных модификаторов вязкости появилась возможность производить всесезонные масла, которые бы оставались жидкими при отрицательных температурах и при этом достаточно густыми при высоких температурах. Всесезонные масла начали обозначать, как SAE XW-XX, где X перед буквой W обозначает вязкость при низких температурах, а XX после буквы W обозначает вязкость при высоких температурах, например SAE 10W-30. Причём не следует забывать, что величины 10 и 30 являются относительными обозначениями и не являются абсолютными значением температуры или вязкости.
Дальнейшее развитие стандарта SAE J300 пошло по пути классификации вязкости масла при высокой температуре и при высокой скорости сдвига слоёв масла друг относительно друга. Такой режим характерен, например, для масляной плёнки между неподвижной стекой цилиндра и движущимся поршневым кольцом. В стандарте SAE J300 Появился термин HTHS - High-Temperature High-Shear это вязкость масла при высокой температуре (150 °C) и высокой скорости сдвига 106 с-1. Измеряется HTHS в сантипаузах. 1 cP =1 mPa·s. Окончательно сформировался стандарт в привычном нам виде после введения понятий характеризующих покачивание масла по масляной системе двигателя при низкой температуре определяемое по методу MRV на миниротационном визкозиметре (Mini Rotary Viscometer) и характеристики вязкости масла при старте двигателя определяемой при помощи CCS симулятора холодного старта (Cold Cranking Simulator).

В настоящей момент действует редакция стандарта SAE J300 от января 2015 года. Она включает в себя шесть зимних классов масла SAE 0W,10W, 15W, 20W, 25W и девять летних классов SAE 8, 12, 16, 20, 30, два класса 40 с разными HTHS, 50 и 60. Внедрение последней редакции стандарта отражает последние тенденции в двигателестроении по применению ультра низко-вязких моторных масел.

Классификация трансмиссионных масел по SAE J306

Для классификации трансмиссионных масел по вязкости наибольшее распространение и признание в мире получил стандарт SAE J306. Вязкость масла выражается в условных единицах - степенях вязкости по SAE. Спецификация SAE J306 используется производителями автомобильных трансмиссий при определении и рекомендации трансмиссионных масел для ведущих мостов и механических коробок передач, а также производителями масел при разработке новых составов, производстве и маркировке готовых продуктов.

По аналогии с классификацией моторных масел, степени вязкости трансмиссионных масел можно разделить на условные ряды:

• зимний ряд: SAE 70W, 75W, 80W, 85W;
• летний ряд: SAE 80, 85, 90, 140, 250;

Условность такого деления объясняется конструктивными особенностями агрегатов трансмиссий различных производителей. В зависимости от рабочих температур масла и нагрузок существуют агрегаты для которых масла зимнего рада будут обеспечивать достаточную степень защиты в широком диапазоне внешних температур. Нередки случаи рекомендации всесезонного использования масел зимнего ряда.

Последняя редакция стандарта SAE J306 включает раздел с требованиями по маркировке. Согласно данным требованиям, трансмиссионные масла должны маркироваться по следующим принципам:

• одна степень зимнего ряда W (например, SAE 75W), или
• одна степень летнего ряда (например, SAE 85), или
• комбинация из двух степеней, зимнего W и летнего ряда (SAE 75W-85);
• Маркировка с двумя зимними степенями исключается