Источник материала: Кузнецов А.И., Тимофеев Ф.В., Кузнецов А.А., Кормилицына В.Е. Учебно-справочное пособие. Нефтепродукты. в 2 ч. Часть 1. Классификация, номенклатура, нормативные требования к качеству. Изд. Ульяновский государственный университет, Ульяновск, 2018 г. 249 с.
Для классификации вырабатываемых за рубежом моторных масел, предлагается 2 основных принципа классификации (рис. 2).
Рис. 2. Принципы классификации моторных масел
Классификация по вязкости, предполагает разделение масел на классы по степеням вязкости. В настоящее время, для классификации масел по вязкости используется система SAE j-300 Dec 99. Данная классификация разработана Обществом Автомобильных Инженеров США (Society of Automotive Engineers). Для обозначения степеней вязкости установлены численные значения, являющиеся символами комплекса вязкостных свойств.
Для масел, предназначенных к зимней эксплуатации, наряду с численным значением степени вязкости, характеризующим низкотемпературные вязкостные свойства, в аббревиатуру вводится символ «W» (Winter-зимний). Классификация таких масел, основана на градации значений максимальных вязкостей низкотемпературной прокачиваемости и прокачиваемости, а также минимальной кинематической вязкости при 100 0С. К маслам, предназначенным для эксплуатации в зимних условиях, относятся: SAE 0W, 5W, 10W, 15W и 25W.
Для масел эксплуатирующихся на автомобильной технике в летний период, в аббревиатуру марки масла входит цифровое обозначение класса вязкости, соответствующее принятой градации по значениям минимальной и максимальной кинематической вязкости при 100 0С, а также минимально допустимому значению динамической вязкости при 150 0С и скорости сдвига 106 с-1. Для летних условий эксплуатации предназначены масла: SAE 20, SAE 30, SAE 40, SAE 50 и SAE 60.
Всесезонные масла по своим эксплуатационным характеристикам должны одновременно удовлетворять следующим условиям:
- иметь максимальные вязкости низкотемпературной прокачиваемости и прокачиваемости в соответствии со степенью зимнего ряда (W);
- соответствовать характеристикам максимальной и минимальной кинематическим вязкостям при 100 0С, и минимально допустимым значениям динамической вязкости при 150 0С и скорости сдвига 106 с-1, в соответствии со степенью летнего ряда.
К всесезонным маслам относятся:
SAE 0W-20, SAE 0W-30, SAE 0W-40, SAE 0W-50, SAE 0W-60,
SAE 5W-20, SAE 5W-30, SAE 5W-40, SAE 5W-50, SAE 5W-60,
SAE 10W-30, SAE 10W-40, SAE 10W-50, SAE 10W-60,
SAE 15W-30, SAE 15W-40, SAE 15W-50, SAE 15W-60,
SAE 20W-30, SAE 20W-40, SAE 20W-50 и SAE 20W-60.
Численные значения степеней вязкости в соответствии с классификацией SAE J300, представлены в приложении 1.
Приложение 1. Степени вязкости моторных масел по SAE J300 (01 – 2015)
| Степень вязкости
(класс SAE) |
Низкотемпературная вязкость |
Высокотемпературная вязкость | |||
| Динамическая вязкость, мПа·с, не более | Кинематическая при 100 0С (ASTM D 445), мм2/с |
Динамическая при 150 0С и скорости сдвига 106 с-1 (ASTM D 4683? D 4741 или D 5481), мПа·с, не менее |
|||
| ASTM D 5293 вискозиметр CCS1, (0С) | ASTM D 4684 вискозиметр MRV2, (0С) | мин. | макс. | ||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 0W | 6200 (-35) | 60000 (-40) | 3,8 | ||
| 5W | 6600 (-30) | 60000 (-35) | 3,8 | ||
| 10W | 7000 (-25) | 60000 (-30) | 4,1 | ||
| 15W | 7000 (-20) | 60000 (-25) | 5,6 | ||
| 20W | 9500 (-15) | 60000 (-20) | 5,6 | ||
| 25W | 13000 (-10) | 60000 (-15) | 9,3 | ||
| 8 | 4,0 | < 6,1 | 1,7 | ||
| 12 | 5,0 | < 7,1 | 2,0 | ||
| 16 | 6,1 | < 8,2 | 2,3 | ||
| 20 | 6,9 | < 9,3 | 2,6 | ||
| 30 | 9,3 | < 12,5 | 2,9 | ||
| 403 | 12,5 | < 16,3 | 3,53 | ||
| 404 | 12,5 | < 16,3 | 3,74 | ||
| 50 | 16,3 | < 21,9 | 3,7 | ||
| 60 | 21,9 | < 26,1 | 3,7 | ||
Примечания:
1 – при запуске холодного двигателя (имитация холодного пуска);
2 – в отсутствии напряжения сдвига (низкотемпературная прокачиваемость);
3 – для масел SAE 0W-40; SAE 5W-40; SAE 10W-40;
4 – для масел SAE 40; SAE 15W-40; SAE 20W-40; SAE 25W-40.
В соответствии с вязкостно-температурными характеристиками масел, рекомендуемые температурные диапазоны применения для некоторых классов масел по SAE J300, приведены в приложении 2.
Приложение 2. Соответствие групп моторных масел в классификациях по ГОСТ 17479.1 и API
| ГОСТ 17479.1 | API | ГОСТ 17479.1 | API |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| A | SB | Г2 | CC |
| Б | SC/CA | Д1 | SF |
| Б1 | SC | Д2 | CD |
| Б2 | CA | Е1 | SG |
| В | SD/CB | Е2 | CF-4 |
| В1 | SD | SH* | |
| В2 | CB | SJ* | |
| Г | SE/CC | CG-4* | |
| Г1 | SE | ||
| Классы API — SH, SJ и CG-4 не имеют аналогов в ГОСТ 17479.1 | |||
Отечественная классификация масел по классам вязкости (ГОСТ 17479.1) может быть увязана с классификацией моторных масел по SAE j-300. Соответствие отечественных классов вязкости и классов вязкости, установленных классификацией SAE, приведено в приложении 3.
Приложение 3. Соответствие классов вязкости моторных масел (ГОСТ 17479.1) классификации SAE J300
| Класс вязкости | Класс по SAE J300 | Класс вязкости | Класс по SAE J300 |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| 3з | 5W | 3з/8 | 5W-20 |
| 4з | 10W | 4з/6 | 10W-20 |
| 5з | 15W | 4з/8 | 10W-20 |
| 6з | 20W | 4з/10 | 10W-30 |
| 6 | 20 | 5з/10 | 15W-30 |
| 8 | 20 | 5з/12 | 15W-30 |
| 10 | 30 | 5з/14 | 15W-40 |
| 12 | 30 | 6з/10 | 20W-30 |
| 14 | 40 | 6з/14 | 20W-40 |
| 16 | 40 | 6з/16 | 20W-40 |
| 20 | 50 | ||
| 24 | 60 |
Вырабатываемые в настоящее время моторные масла, имеют достаточно широкий спектр назначений и соответственно различный уровень качественного состояния, определяемый соответствующими эксплуатационными свойствами. При выборе необходимой, для конкретных условий эксплуатации марки, осуществляется классификация масел по назначению и уровню качества.
В связи с существующими различиями, в конструкционных особенностях двигателей и условий их эксплуатации, а также подходов к определению качественного состояния масел, в настоящее время за рубежом одновременно действуют несколько систем классификации: API, JASO, ASEA.
Одной из основных систем классификации моторных масел по совокупности эксплуатационных свойств является система API, разработанная Американским институтом нефти (American Petroleum Institute).
Системой классификации API, предусмотрено, в соответствии с назначением и уровнем качества три эксплуатационных категории (рис. 4).
Рис. 4. Распределение моторных масел по эксплуатационным категориям
Каждая эксплуатационная категория, состоит из категорий качества, идущих в хронологическом порядке, согласно времени введения. Для каждой новой категории присваивается следующий, по латинскому алфавиту, символ.
Устаревшие, по эксплуатационным характеристикам категории не отменяются, но для классификации современных масел не применяются. Изменение качественных характеристик моторных масел, в соответствии с ужесточением требований, предъявляемых предприятиями изготовителями автомобильной техники, наблюдается в рядах:
масла для бензиновых двигателей
- снятые с производства SA, SB, SC, SD, SE и SF;
- выпускаемые на рынок SG, SH, SJ, SL, SM и SN.
масла для дизельных двигателей
- снятые с производства CA, CB, CC, CD, CD-2 и CE;
- выпускаемые на рынок CF, CF-2, CF-4, CG-4, CH-4, CI-4 и CJ-4.
энергосберегающие масла – SH/EC; SH/ECII; SJ/EC.
Характеристики назначения некоторых категорий качества моторных масел по API, представлены в таблицах 14, 15.
Таблица 14
| Класс API | Основные эксплуатационные характеристики |
Для
автомобилей |
Качество |
|---|---|---|---|
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| SN | Введен в 2010 году
Применяет дополнительные требования к обеспечению энергосберегаемости и износостойкости. Подразумевает уменьшение износа резино-технических изделий двигателя |
Можно использовать в двигателях, работающих на биотопливе | — |
| SM | Введен в ноябре 2004. Действует.
Повышенные требования по сравнению с SL к — стойкости к окислению; — защите от отложений; — защите от износа. |
выпускаемых с 2004 г. | — |
| SL | Действует.
— стабильность энергосберегающих свойств; |
выпускаемых c 2001 г. | — |
| SJ | Действует.
— для всех используемых в настоящее время бензиновых двигателей; — замена масел всех существовавших ранее категорий в более старых моделях двигателей; — максимальных уровень эксплуатационных свойств. |
выпускаемых c 1996 г. | |
| SH | Условно действует.
— для бензиновых двигателей моделей 1996 года и старше. |
выпускаемых с 1993 г. | |
| SG | — для двигателей моделей 1993 года и старше;
— при эксплуатации неэтилированных бензинов с оксигенатами; — высокая термическая и противоокислительная стабильность; — улучшенные противоизносные свойства; — уменьшенная склонность к образованию отложений и шлама; |
выпускаемых в 1989-1993 гг. | высшее для четырехтактных моторов |
| SF | — для двигателей моделей 1988 года и старше;
— топливо — этилированный бензин; — более эффективные, чем предыдущие категории, противоокислительные, противоизносные, антикоррозийные свойства; — меньшая склонность к образованию высоко- и низкотемпературных отложений и шлака; |
выпускаемых в 1981-1988 гг. | высшее для двухтактных моторов |
| SE | — для высокофорсированных двигателей, работающих в тяжелых условиях. | выпускаемых в 1972-1980 гг. | высшее |
| SD | — для среднефорсированных двигателей, работающих в тяжелых условиях. | выпускаемых в 1968-1971 гг. | среднее |
| SC | — для двигателей, работающих с повышенными нагрузками. | выпускаемых в 1964-1967 гг. | — |
| SB | — для двигателей, работающих при умеренных нагрузках, используется только по требованию производителя. | — | — |
| SA | — для двигателей, работающих в легких условиях, используется только по требованию производителя. | — | — |
Таблица 15
| Класс API | Основные эксплуатационные характеристики |
Для
автомобилей |
Качество |
|---|---|---|---|
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| CJ-4 | Введен в 2006.
— для быстроходных четырёхтактных двигателей, проектируемых для удовлетворения норм по токсичности отработавших газов 2007 года на магистральных дорогах; — допускается использование топлива с содержанием серы вплоть до 500 ррм; |
выпускаемых с 2006 г. | Обладают улучшенными антиокислительными свойствами, стабильностью в широком диапазоне температур, стойкостью к образованию отложений. |
| СI-4 PLUS | Введен в 2004 г.
— ужесточены требования к сажеобразованию, отложениям, вязкостным показателям, ограничение значения TBN. |
выпускаемых с 2002 г. | — |
| СI-4 | Введен в 2002 году.
— для быстроходных четырёхтактных двигателей, проектируемых для удовлетворения нормам по токсичности отработавших газов, осуществляемым в 2002 году. — допускается использование топлива с содержание серы вплоть до 0,5% от массы, а также применяются в двигателях с системой рециркуляции отработанных газов (EGR). — заменяет CD, СЕ, CF-4, CG 4 и СН-4 масла. |
выпускаемых с 2002 г. | — |
| СH-4 | Введен в 1998 году.
— для быстроходных четырёхтактных двигателей, удовлетворяющих требованиям по токсичности выхлопных газов, введенных в США с 1998 года; — позволяют использовать топливо с содержанием серы вплоть до 0,5% от массы. — используются вместо CD, СЕ, CF-4 и CG-4. |
выпускаемых с 1998 г. | — |
| СG-4 | Введен в 1995 году.
— для двигателей быстроходной дизельной техники, работающей на топливе с содержанием серы менее чем 0,5%; — для двигателей, выполняющих требования по токсичности отработанных газов, введенные в США с 1994 года; — заменяет масла CD, СЕ и CF-4. |
выпускаемых с 1995 г. | высшее для моделей с 1995 г. |
| СF-4 | Введен в 1990 году.
— для быстроходных четырехтактных дизельных двигателей с турбонаддувом и без него. — можно применять вместо CD и СЕ. |
выпускаемых с 1990 г. | высшее для четырехтактных моторов |
| СF-2 | Введен в 1994 году.
— улучшенные характеристики, используется вместо CD-II для двухтактных двигателей. |
выпускаемых с 1994 г. | высшее для двухтактных моторов |
| CF | Введен в 1994 году.
— масла для внедорожной техники, двигателей с разделительным впрыском, в том числе работающих на топливе с содержанием серы 0,5% от массы и выше; — заменяет масла CD. |
выпускаемых с 1994 г. | — |
| CE | -для высокофорсированных двигателей с высоким турбонаддувом, работающих в тяжелых условиях;
— может использоваться вместо масел классов CC и CD. |
выпускаемых с 1987 г. | высшее |
| CD | — для скоростных дизельных двигателей с турбонаддувом и высокой удельной мощностью, работающих на больших скоростях и при высоких давлениях, требующих повышенных противоизносных свойств и предотвращения образования нагара. | выпускаемых с 1955 г. | среднее |
| CC | — для высокофорсированных двигателей (в том числе с умеренным наддувом), работающих в тяжелых условиях. | выпускаемых с 1961 г. | низкие |
| CB | — для среднефорсированных двигателей без наддува, работающих при повышенных нагрузках на сернистом топливе. | выпускаемых в 1949-1960 гг. | — |
| CA | — для двигателей, работающих при умеренных нагрузках на малосернистом топливе. | выпускаемых в 1940-1950 гг. | — |
Универсальные масла, предназначены для применения, как в бензиновых, так и в дизельных двигателях. По классификации API, обозначаются двумя символами соответствующих категорий качества. При этом символ, указанный в аббревиатуре масла первым, указывает на основное предназначение данной марки, а второй символ, указывает на то, что данная марка может применяться для других категорий двигателей. Например, API СF-4/SG, масло предназначено для высокоскоростных мощных четырехтактных дизельных двигателей с турбонаддувом и без него, устанавливаемых на мощных магистральных тягачах, но может также применяться на бензиновых двигателях моделей 1993 года и старше, работающих на неэтилированных бензинах с оксигенатами.
Европейские производители автомобилей, предъявляют к уровню качества моторных масел более жесткие требования, чем установлены в классификации по API. В связи с этим, Ассоциацией европейских производителей автомобилей (Association des Constructeurs Europeens de L’Automobile — ACEA), разработана собственная система классификации моторных масел по уровню качества и назначению, введенная в действие в 1996 году взамен существовавшей ранее системы классификации ССМС.
Система классификации АСЕА, предполагает оценку уровня качественного состояния масел по европейским методам испытаний, разработанным Европейским координационным советом СЕС.
В соответствии с предлагаемой классификацией, по назначению (области применения) моторные масла подразделяются на три класса (рис. 4).
Рис. 4. Подразделение моторных масел на классы по назначению
В зависимости от уровня качественных характеристик и области применения каждый класс масел по классификации АСЕА, подразделяется на категории Уровень качества и назначение масла в каждом классе обозначаются цифрами. Классификация масел по АСЕА в редакции 2004 года представлена в табл. 16.
Таблица 16
| Обозначение класса | Эксплуатационные характеристики |
|---|---|
| 1 | 2 |
| А1/В1-12 | Предназначены для применения в бензиновых двигателях и дизелях легких транспортных средств, в которых возможно использование масел, снижающих трение, маловязких при высокой температуре и высокой скорости сдвига (от 2,9 до 3,5 мПа·с).
Могут быть не пригодны для смазывания некоторых двигателей. Необходимо руководствоваться инструкцией по эксплуатации и справочниками. |
| А3/В3-12 | Стойкие к механической деструкции масла с высокими эксплуатационными свойствами.
Предназначены для применения в высокофорсированных бензиновых двигателях и дизелях легких транспортных средств, и/или для применения с увеличенными интервалами между сменами масла в соответствии с рекомендациями изготовителей двигателей, и/или для применения в особо тяжелых условиях эксплуатации, и/или всесезонного применения маловязких масел. |
| А3/В4-12 | Стойкие к механической деструкции масла с высокими эксплуатационными свойствами, предназначенные для применения в высокофорсированных бензиновых двигателях и дизелях с непосредственным впрыском топлива. |
| А5/В5-12 | Стойкие к механической деструкции масла, предназначенные для применения с увеличенными интервалами между сменами масла в высокофорсированных бензиновых двигателях и дизелях легких транспортных средств, в которых возможно использование масел, снижающих трение, маловязких при высокой температуре и высокой скорости сдвига (от 2,9 до 3,5 мПа·с).
Могут быть не пригодны для смазывания некоторых двигателей. Необходимо руководствоваться инструкцией по эксплуатации и справочниками. |
| С1-12 | Стойкие к механической деструкции масла, совместимые с агрегатами нейтрализации отработанных газов, предназначенные для применения в высокофорсированных бензиновых двигателях и дизелях легких транспортных средств, оборудованных сажевыми фильтрами и трехкомпонентными катализаторами.
Пригодны для двигателей, в которых возможно использование масел, снижающих трение, маловязких при высокой температуре и высокой скорости сдвига (2,9 мПа·с). Имеют наименьшую сульфатную зольность и самое низкое содержание фосфора и серы и могут быть не пригодны для смазывания некоторых двигателей. Необходимо руководствоваться инструкцией по эксплуатации и справочниками. |
| С2-12 | Стойкие к механической деструкции масла, совместимые с агрегатами нейтрализации отработанных газов, предназначенные для применения в высокофорсированных бензиновых двигателях и дизелях легких транспортных средств, оборудованных сажевыми фильтрами и трехкомпонентными катализаторами.
Пригодны для двигателей, в которых возможно использование масел, снижающих трение, маловязких при высокой температуре и высокой скорости сдвига (2,9 мПа·с). Увеличивают срок службы сажевых фильтров и катализаторов и дают экономию топлива. |
| С3-12 | Стойкие к механической деструкции масла, совместимые с агрегатами нейтрализации отработанных газов, предназначенные для применения в высокофорсированных бензиновых двигателях и дизелях легких транспортных средств, оборудованных сажевыми фильтрами и трехкомпонентными катализаторами, увеличивают срок службы последних. |
| С4-12 | Предназначены для малонагруженных дизельных и высокофорсированных бензиновых двигателей, соответствующих ужесточенным требованиям по экологии выхлопных газов Euro-4. Стабильные и стойкие к механической деструкции, совместимые с агрегатами нейтрализации отработанных газов, предназначенные для применения в высокофорсированных бензиновых двигателях и дизелях легких транспортных средств, требующих SAPS (сниженным содержанием сульфатированной золы, фосфора, серы) и минимальной вязкости HTHS(3.5mPa.s), оборудованных сажевыми фильтрами DPF и трехкомпонентными катализаторами TWC, увеличивают срок службы последних. |
| Е4-12 | Стойкие к механической деструкции и старению масла, обеспечивающие высокую чистоту поршней, малый износ и предотвращающие негативное влияние сажи на свойства масла.
Рекомендованы для применения в высокооборотных дизелях, работающих в особо тяжелых условиях эксплуатации, выполняющих требования Euro-1, Euro-2, Euro-3, Euro-4 и Euro-5 по эмиссии токсичных веществ, и работоспособных при значительно увеличенных интервалах между сменами масла в соответствии с рекомендациями автопроизводителей. Применимы при отсутствии сажевых фильтров и для двигателей с рециркуляцией отработанных газов, с системой катализаторов снижения уровня оксидов азота. |
| Е6-12 | Стойкие к механической деструкции и старению масла, обеспечивающие высокую чистоту поршней, малый износ и предотвращающие негативное влияние сажи на свойства масла.
Рекомендованы для применения в высокооборотных дизелях, работающих в особо тяжелых условиях эксплуатации, выполняющих требования Euro-1, Euro-2, Euro-3, Euro-4 и Euro-5 по эмиссии токсичных веществ, и работоспособных при значительно увеличенных интервалах между сменами масла в соответствии с рекомендациями автопроизводителей. Применимы при наличии или отсутствии сажевых фильтров и для двигателей с рециркуляцией отработанных газов, с системой катализаторов снижения уровня оксидов азота. Следует применять в сочетании с малосернистым дизельным топливом (содержание серы не более 0,005%). |
| Е7-12 | Стойкие к механической деструкции и старению масла, обеспечивающие высокую чистоту поршней, малый износ и предотвращающие негативное влияние сажи на свойства масла.
Рекомендованы для применения в высокооборотных дизелях, работающих в особо тяжелых условиях эксплуатации, выполняющих требования Euro-1, Euro-2, Euro-3, Euro-4 и Euro-5 по эмиссии токсичных веществ, и работоспособных при значительно увеличенных интервалах между сменами масла в соответствии с рекомендациями автопроизводителей. Обладают высокими противоизносными свойствами, стойкостью к старению, предотвращают образование отложений в турбокомпрессоре и негативное влияние сажи на свойства масла. Применимы в автомобилях без сажевых фильтров и в большинстве двигателей, имеющих рециркуляцию отработанных газов и систему катализаторов снижения уровня оксидов азота. |
| Е9-12 | Стойкие к механической деструкции и старению масла, эффективно обеспечивающие чистоту поршней и защиту от лаковых отложений. Обеспечивают высокую износостойкость, имеют высокую стойкость от загрязнения сажей и стабильные свойства на протяжении всего периода эксплуатации. Рекомендованы для современных дизельных двигателей, отвечающих требованиям Евро-1, Евро-2, Евро-3, Евро-4 и Евро-5 и работающих в тяжелых условиях с удлиненными интервалами замены (в соответствии с рекомендациями производителей). Могут применяться в двигателях оснащенных сажевыми фильтрами или без них и в большинстве двигателей, оснащенных системами рециркуляции выхлопных газов и снижения выбросов оксидов азота. Рекомендуются для двигателей, оснащенных сажевыми фильтрами и предназначенными для работы на топливе с низким содержанием серы. |
Классификация моторных масел JASO разработана японской организацией по стандартизации в области автомобилестроения (Japan Automobile Standards Organization). При разработке классификации использован огромный опыт по производству и эксплуатации, в первую очередь двигателей для мотоциклов, а также данные полученные на специально разработанных методах стендовых испытаний. Классификация JASO предусматривает подразделение масел по классам в зависимости от назначения (рис. 5).
В соответствии с классификацией JASO предусмотрены классы-уровни качества моторных масел, представленные в таблице 17.
Рис. 5. Подразделение моторных масел на классы по назначению
Таблица 17
| Обозначение | Класс-уровень |
|---|---|
| 1 | 2 |
| DX-1 | Cпецификация на моторные масла для высоконагруженных дизельных двигателей японских автопроизводителей, включающая процедуры испытаний применяемые в США, Европе и Японии |
| FA | Масла для двухтактных двигателей мотоциклов и других машин (масла предназначены для применения в развивающихся странах) |
| FB | Масла для двухтактных двигателей мотоциклов и других машин (минимальные требования для применения в Японии) |
| FC | Масла для двухтактных двигателей мотоциклов и других машин, бездымное моторное масло (основное масло для применения в Японии) |
| FD | Масла для двухтактных двигателей мотоциклов и других машин, бездымное моторное масло с улучшенными характеристиками по чистоте двигателя в сравнении с FC (наивысшие требования к 2-тактным маслам в Японии) |
| MA
(MA-1 и MA-2) |
Масла для четырехтактных двигателей мотоциклов. Отличается от MB большим коэффициентом трения. MA-2 отличается бoльшим коэффициентом трения, чем МА-1 |
| MB | Масла для четырехтактных двигателей мотоциклов. Отличается малым коэффициентом трения |