SAE J300 — это стандарт, определяющий вязкостные свойства одно- и всесезонных моторных масел , поддерживаемый SAE International . [1] Ключевыми параметрами для вязкости моторного масла являются кинематическая вязкость масла , его высокотемпературная вязкость с высоким сдвигом, измеренная с помощью имитатора конического подшипника, и низкотемпературные свойства, измеренные с помощью имитатора холодного проворачивания и мини-ротационного вискозиметра . Этот стандарт широко используется во всем мире, и организации по стандартизации, которые его используют, включают API и ILSAC, [2] и ACEA . [3]
SAE имеет отдельную систему оценки вязкости для масел для передач, мостов и механических трансмиссий, SAE J306 , которую не следует путать с вязкостью моторного масла. Более высокие числа трансмиссионного масла (например, 75W-140) не означают, что оно имеет более высокую вязкость, чем моторное масло 20W-50.
В стандарте SAE J300 (2021) классы вязкости — 0W, 5W, 10W, 15W, 20W, 25W, 8, 12, 16, 20, 30, 40, 50 и 60. [4] [1] В Соединенных Штатах эти числа часто называют «весом» моторного масла, а односекционные моторные масла часто называют «маслами прямого веса». Классы с обозначением W считаются зимними и обозначают низкотемпературные свойства моторного масла, в то время как незимние классы обозначают свойства моторного масла при рабочей температуре двигателя. [5] Классы вязкости SAE 8 — SAE 16 описывают масла, которые могут улучшить экономию топлива за счет снижения гидродинамического трения . [6] [7]
Для присвоения зимних классов динамическая вязкость измеряется при различных холодных температурах, указанных в J300, в единицах мПа·с или эквивалентных старых единицах не в системе СИ, сантипуазах (сокращенно сП), с использованием двух методов испытаний. Это имитатор холодного запуска (CCS, ASTM D5293) и мини-ротационный вискозиметр (прокачка, ASTM D4684). Каждой температуре соответствует класс, SAE 0W, 5W, 10W, 15W, 20W или 25W, причем более высокие номера классов соответствуют более высоким температурам. Масло не проходит испытание при определенной температуре, если оно слишком вязкое. Класс масла связан с самой холодной температурой, при которой масло проходит испытание. Например, если масло проходит при указанных температурах для 10W и 5W, но не проходит при температуре 0W, то это масло класса 5W. Его нельзя обозначить как 0 Вт или 10 Вт.
Для присвоения незимних классов кинематическая вязкость классифицируется по ASTM D445 или ASTM D7042, измеряя время, необходимое для протекания стандартного количества масла при температуре 100 °C (212 °F) через стандартное отверстие, в единицах мм2 / с (миллиметр в квадрате в секунду) или эквивалентных старых единицах, не входящих в систему СИ, сантистоксах (сокращенно сСт). Чем больше времени требуется, тем выше вязкость и, следовательно, выше код SAE. Большие числа толще. J300 определяет диапазон вязкости для каждого незимнего класса, при этом более высокие номера классов соответствуют более высоким вязкостям. Кроме того, также требуется минимальная вязкость, измеренная при высокой температуре и высокой скорости сдвига (HTHS, ASTM D4683).
Сорта могут появляться по отдельности — например, газонокосилка может требовать SAE 30. Эта спецификация одного сорта означает, что масло должно соответствовать требованиям SAE 30. Но SAE также позволяет обозначать масло с двумя классами вязкости, называемыми всесезонным маслом. Например, 10W-30 обозначает обычное всесезонное масло. Масло 10W-30 должно соответствовать требованиям класса вязкости SAE J300 как для 10W, так и для 30, а также всем ограничениям, налагаемым на классы вязкости, таким как требование, чтобы масло 10W не соответствовало требованиям 5W.
Присадки, улучшающие индекс вязкости (VII), представляют собой специальные полимерные присадки, добавляемые в масло, обычно для улучшения эксплуатационных характеристик в условиях холодной погоды в легковых автомобилях. Если используются какие-либо VII, масло должно быть маркировано как многосезонное. В противном случае масло, не содержащее VII, может быть маркировано как многосезонное или односезонное. Например, масло 20W-20 можно легко изготовить из современных базовых масел без каких-либо VII. Это масло может быть маркировано как 20W-20, 20W или 20.
До открытия нефтяных месторождений в Пенсильвании смазочные масла в основном состояли из животных и растительных масел, таких как свиное сало и касторовое масло. Однако с открытием этих месторождений на рынок быстро вышли смазочные материалы на основе нефти. Первоначально к этим нефтяным маслам относились скептически, считая их хуже своих животных и растительных аналогов. Чтобы сократить расходы, некоторые начали смешивать нефтяные масла с животными или растительными маслами, часто продавая эти смеси по обычным ценам, не раскрывая наличие нефтяных масел. Такая практика фальсификации не одобрялась, что побудило химиков и экспертов по маслам разработать тесты для обнаружения такого мошенничества. Такие тесты, как вязкость, удельный вес, температура вспышки, температура воспламенения, температура застывания, кислотное число и число омыления, были разработаны для различения нефтяных и животных/растительных масел. Из них, хотя некоторые, такие как вязкость, имели значение для выбора правильного масла для применения, большинство были полезны только для обнаружения фальсификации. Часто в качестве требований указывались конкретные значения теста, несмотря на то, что они не имели значения, несправедливо создавая впечатление, что масло Пенсильвании было худшим. Несмотря на эти трудности, масла из Пенсильвании постепенно вытеснили животные и растительные масла во многих областях применения, поскольку они были дешевы и обеспечивали хорошую смазку. [9]
Когда нефтяные месторождения в центральном, западном и юго-западном регионах США начали добычу, на рынок вышли новые масла, конкурирующие с маслами Пенсильвании. Химики обнаружили различия в свойствах этих масел по сравнению с маслами Пенсильвании. Опять же, эти масла часто считались худшими исключительно на основе конкретных тестов, несмотря на то, что эти тесты не были связаны с конкретным применением, но в конечном итоге новые масла заняли свое место на основе своих достоинств. Хотя масла различались по своим характеристикам, большинство автомобилей могли использовать большое разнообразие масел. [9]
В июне 1911 года SAE опубликовала спецификацию № 26 для «легкого смазочного масла для автомобильных двигателей», [10] первую такую официальную спецификацию. [11] Х. К. Дикинсон из Бюро стандартов также очень старался, чтобы крупные нефтяные компании пришли к соглашению о вязкости, представленной терминами «легкое», «среднее», «тяжелое», «сверхтяжелое» и т. д. Эти усилия не увенчались успехом, поскольку эти названия были связаны с товарными знаками и рекламой нефтяных компаний. Компании продавали одно и то же масло как «тяжелое» автомобильное масло и «легкое» тракторное масло, и разные компании могли называть это «тяжелое» автомобильное масло «легким» или «средним» автомобильным маслом. Начиная с 1920 года SAE начала попытки составить более обширный набор спецификаций. [12] В 1921 году были составлены спецификации смазочных материалов правительства США, чтобы облегчить закупку масла правительством. [9] Представители правительства, SAE и Американского института нефти встретились в 1922 году, [13] в результате чего SAE приняло спецификацию для 10 сортов масла в марте 1923 года. [11] [9] Эта спецификация не была принята для общего использования. Нефтеперерабатывающие заводы считали, что маркировка их масел спецификациями SAE будет ассоциировать их с маслами более низкого качества. Кроме того, спецификации включали множество тестов, которые не имели отношения к эксплуатационным характеристикам автомобилей. [9]
К 1926 году стало ясно, что различие между легкими/средними/тяжелыми непрактично для пользователей автомобилей. [9] Осенью 1925 года совместное заседание членов комитетов SAE и ASTM (автомобильных и нефтяных инженеров) разработало новый стандарт. SAE принял этот стандарт в июле 1926 года. [14] Этот стандарт был похож на современный стандарт одного класса в том, что имел номера классов без прямой связи с каким-либо измеряемым свойством, но был упорядочен по возрастанию вязкости и содержал шесть классов от 10 до 60. [11] К 1928 году стандарт был широко принят нефтяными и автомобильными компаниями. [14] [15] [16] Класс 70 был добавлен в 1928 году. [17] В 1933 году SAE предложила классы 10W и 20W, [11] которые получили широкое распространение [18], несмотря на то, что официально не были приняты до 1950 года. [11]
В 1950 году были исключены классы 10, 60 и 70, добавлены новые классы 5W, 10W и 20W, а критерии испытаний были упрощены. Многоклассовая схема маркировки была утверждена в 1955 году. Идентификатор J300 был добавлен около 1962 года. Критерии были переформулированы в 1967 году для использования кинематической вязкости в сантистоксах и имитатора холодного пуска. Класс 15W был добавлен в декабре 1975 года. [11] [19] В 1980 году были добавлены классы 0W и 25W, а также испытание на прокачиваемость при низких температурах. Класс 60 был повторно добавлен в 1987 году. Вязкость HTHS была добавлена в 1992 году. [19]
Класс 16 был добавлен в 2013 году. Майкл Кович из Lubrizol, председатель рабочей группы SAE International Engine Oil Viscosity Classification (EOVC), заявил: «Если бы мы продолжили отсчет от SAE 20 до 15, до 10 и т. д., мы бы столкнулись с постоянными проблемами путаницы клиентов с популярными классами вязкости при низких температурах, такими как SAE 10W, SAE 5W и SAE 0W», — отметил он. «Выбрав название нового класса вязкости SAE 16, мы создали прецедент для будущих классов, считая по четырем вместо пяти: SAE 12, SAE 8, SAE 4». [20] Классы 8 и 12 были добавлены в 2015 году. [19] Использование ASTM D7042 для определения кинематической вязкости при низкой скорости сдвига было добавлено в 2021 году. [1]
В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .