Вязкость моторных масел в соответствии с SAE J300

Кинематическая вязкость при 100 °C является одним из четырех параметров спецификации моторных масел в соответствии с SAE J300. Серия вискозиметров SVM X001 от Anton Paar – это идеальное решение для быстрых, надежных и соответствующих стандартам измерений.

1. Вступление

Вязкость моторных масел является важнейшим параметром для классификации. Почти для всех применений (например, двигателей внутреннего сгорания легковых автомобилей, грузовых автомобилей, водного транспорта, поездов, установок резервного электропитания) она определяется одним общепринятым стандартом-классификацией вязкости моторного масла SAE J300, опубликованной Обществом Автомобильных Инженеров (SAE) в США.
Производители масла должны соответствовать спецификации SAE J300, чтобы пользователи могли полагаться на цифры, указанные на этикетке емкости с маслом.

SAE J300 включает в себя четыре различных теста на вязкость:

• Кинематическая вязкость с низкой скоростью сдвига (отражает поведение масла в двигателе при рабочих температурах около 100 °C)
• Высокотемпературная вязкость с высокой скоростью сдвига (HTHS) (испытание для установления баланса между надежной смазочной способностью и не слишком высокой вязкостью для предотвращения отказа двигателя и повышения топливной экономичности)
• Низкотемпературная вязкость перекачки (максимальная вязкость при установленных  в зависимости от марки масла температурах)
  
• Низкотемпературная вязкость проворачивания (моделирование холодного пуска двигателя.

2. Спецификация вязкости в SAE J300

SAE J300 определяет моторные масла в двух различных рядах классов вязкости: одни зимние содержат “W”, другие летние не содержат “W”. Кроме того, существуют сезонные (single-grade или monograde) и всесезонные (multi-grade) масла.

Сезонные масла предназначены для использования в довольно небольшом диапазоне вязкости. Они определяются минимальной и максимальной кинематической вязкостью при 100 °C.

Сезонные масла марки “W” определяются минимальной кинематической вязкостью при 100 °C, максимальной вязкостью при проворачивании и прокачке при определенных температурах. Именно по этой причине в период становления смазочных материалов первым двигателям транспортных средств требовалось “зимнее” масло и “летнее” масло.

В настоящее время в основном используются всесезонные масла, определяемые максимальной низкотемпературной вязкостью при проворачивании и прокачке, максимальной/минимальной кинематической вязкостью при 100 °C и минимальной вязкостью HTHS при 150 °C. .

Что же означает спецификация вязкости, например, марки 5W-40?

5W:	Низкотемпературная вязкость при проворачивании макс. 6600 МПа·с при -30 °C
	Низкотемпературная вязкость при прокачке макс. 60 000 МПа·с при -35 °C
40:	Кинематическая вязкость с низкой скоростью сдвига при 100 °C находится в диапазоне от 12,53 мм2/с до <16,3 мм2/с
	Вязкость с высокой скоростью сдвига при 150 °C не менее 3,5 МПа·с

В этом отчете описывается измерение кинематической вязкости с низкой скоростью сдвига при 100 °C в соответствии с ASTM D7042.

3. Образцы

Сорт масла	Информация об образце
SAE 0W-8	Полностью синтетическая смазка специально для гибридных автомобилей, где требуется очень низкая вязкость.
SAE 0W-15	Смазочное масло на основе ПАО (ПолиАльфаОлефиновов) с содержанием сложных эфиров, предназначенное для гибридных автомобилей.
SAE 0W-30	Синтетическое смазочное масло с длительным сроком службы, используемое в двигателях с системами впрыска топлива высокого давления
SAE 5W-40	Полностью синтетическое высокоэффективное масло с низким коэффициентом трения для бензиновых и дизельных двигателей
SAE 10W-60	Высокоэффективное синтетическое масло с содержанием сложных эфиров
SAE 20W-50	Масло на минеральной основе для классических транспортных средств и двигателей с большим пробегом

4.

Измерения

4.1 Настройка оборудования

4.1.1 Оборудование

SVM 2001 с автоподатчиком Xsample 530. SVM обеспечивает измерение вязкости в соответствии с ASTM D7042. Кроме того, он может пересчитывать результаты вязкости с корректировкой на ASTM D445 (в том числе для сформулированных масел при 100 °C). Xsampe 530 позволяет полностью автоматизировать испытания образцов исключая человеческий фактор.

4.1.2 Альтернативное оборудование

Если заказчикам требуются дополнительные параметры, помимо кинематической вязкости SAE J300 при 100 °C (некоторые из них перечислены ниже), подходят следующие настройки:

Оборудование	Дополнительные требования
SVM 3001	Плотность в соответствии с ASTM D4052, SAE плотность, относительная плотность при испытании низкотемпературных образцов
SVM 4001	Плотность в соответствии с ASTM D4052, SAE плотность, относительная плотность, индекс вязкости в соответствии с ASTM D2270, расчетные результаты вязкости/плотности при других температурах
+ Xsample 340	Для автоматического наполнения через шприц и очистки образцов
+ Xsample 530	Для полностью автоматического наполнения и очистки образцов из магазинов, содержащих различное количество виал

Дополнительную информацию о низкотемпературных характеристиках смазочных масел можно получить методом температурного сканирования в соответствии с ASTM D5133 с помощью ротационного вискозиметра ViscoQC 300 Anton Paar с температурным устройством PTD 175.

4.2 Настройки

Для тестирования образцов был создан новый метод путем копирования “Стандартного” метода и адаптации настроек..

Настройки измерений	SVM 2001
Метод	SVM SAE J300
Класс точности	Точный
RDV предел	0.10 %
RDD предел	0.0002 г/см³
Температура	100 °C
Режим измерения	Повторный
Количество повторений (макс. )	5
Автоматическое предувлажнение	Да




Настройки заполнения/очистки	Xsample 530
Подача воздуха	Низкий (SVM внутренний воздушный насос)
Автоматическая проверка воздухом перед заполнением	Да
Растворитель (подключен к R2)	Бензин (100/140)
Режим заполнения	Режим давления – Постоянное заполнение
Режим слива	В слив с повторным полосканием
Режим переполнения	Авто
Объем заполнение для повторного измерения	1,3 мл

  В зависимости от свойств масла (например, содержания присадок) может потребоваться соответствующая настройка параметров очистки.

4.3 Калибровка

Используйте только откалиброванный прибор. Калибровка должна проводиться периодически с использованием сертифицированных эталонных стандартов. В соответствии с ASTM D7042 эталонные стандарты должны быть сертифицированы лабораторией, которая соответствует требованиям стандарта ISO/IEC 17025 или соответствующего национального стандарта. Стандарты вязкости должны подходить для основных процедур вискозиметра. Неопределенность для стандартов плотности не должна превышать 0,0001 г/см³ для каждого сертифицированного значения. Следует указать неопределенность (k = 2; уровень достоверности 95 %).
Используйте один или несколько стандартов в диапазоне вязкости вашего образца(образцов). При необходимости примените калибровочную коррекцию для улучшения воспроизводимости. Для выполнения калибровки и применения коррекции обратитесь к Справочному руководству SVM X001.

4.4 Подготовка образца

Как правило, если образец не был только что извлечен из производственной линии или другого резервуара, гомогенизация испытуемого образца может улучшить повторяемость измерений.
Испытанное масло SAE 20W-50 требовало дегазации. Это было выполнено в ультразвуковой ванне при температуре 50 °C в течение 20 минут. Остальные образцы были протестированы без специальной подготовки.
Для получения дополнительной информации о подготовке образцов обратитесь к Справочному руководству SVM X001.

4.5 Заполнение

Перед выполнением измерений убедитесь, что вся система измерительной ячейки, шлангов, соединителей и автоподатчика Xsamle герметичная, чистая и сухая. Для заполнения использовали: магазин на 71 позицию со стеклянными виалами по 12 мл; виалы полностью заполнены и закрыты крышками.

4.6 Очистка

4.6.1 Растворители

Для образцов масла в качестве одного растворителя было достаточно бензина (диапазон кипения от 100 °С до 140 °С) . Для других растворителей и требований к качеству растворителей (осушки измерительной ячейки) обратитесь к Справочному руководству SVM X001.

4.6.2 Процедура очистки

Очистка выполнялась автоматически с использованием определенных настроек в соответствии с разделом 4.2. Для очистки SVM вручную обратитесь к Справочному руководству SVM X001.

5. Результаты

В этом отчете приведены результаты измерений шести различных образцов моторных масел в соответствии со спецификацией вязкости SAE J300. Результаты для каждого образца основаны на средних значениях из серии n = 10 повторных измерений (с очисткой между действительными результатами).
Образцы были измерены в соответствии с ASTM D7042.
Все результаты были получены с использованием откалиброванного оборудования без применения калибровочной коррекции.
SAE J300 определяет минимальные и максимальные значения кинематической вязкости с низкой скоростью сдвига при 100 °C для различных марок моторного масла. В таблице 1 показан диапазон эталонных значений, который должен быть выполнен маслами, чтобы соответствовать стандарту J300. Результаты измерений полученные на SVM сравниваются с этими эталонными значениями.

Класс вязкости SAE	Кинематическая вязкость с низкой скоростью сдвига [мм2/с] при 100 °C MIN	Кинематическая вязкость с низкой скоростью сдвига [мм2/с] при 100 °C MAX
0W	3.8
5W	3.8
10W	4.1
15W	5.6
20W	5.6
25W	9. 3
8	4.0	<6.1
12	5.0	<7.1
16	6.1	<8.2
20	6.9	<9.3
30	9.3	<12.5
40	12.5	<16.3
50	16.3	<21. 9
60	21.9	<26.1

Таблица 1: Кинематическая вязкость с низкой скоростью сдвига – выдержка из спецификаций класса вязкости SAE J300

5.1 Кинематическая вязкость при 100 °C

В таблице 2 представлены результаты  полученные на SVM в соответствии с ASTM D7042.

Образцы моторного масла	Кин. вязкость.[мм2/с; cSt]	Стд. откл.(1 σ) [%]	Повторяемость r, 2 σ [%]
SAE OW-8	5.258	0.03	0.05
SAE OW-16	7. 270	0.01	0.02
SAE OW-30	9.925	0.01	0.01
SAE 5W-40	14.22	0.02	0.04
SAE 1OW-60	22.96	0.01	0.02
SAE 2OW-50	17.42	0.06	0.11

Таблица 2: Результаты кинематической вязкости

В таблице 3 сравниваются результаты измерений, полученные с помощью SVM (ASTM D7042), с данными по диапазонам вязкости указанным в SAE J300.


Образцы моторного масла	Кин. вязкость диапазон, указанный в SAE J300 [мм2/с; cSt]	Кин. вязкость. (по ASTM D7042) [мм2/с; cSt]	В пределах диапазона
SAE OW-8	4,0 … 6,1	5.258	да
SAE OW-16	6,1 … 8,2	7.270	да
SAE OW-30	9,3 … 12,5	9.925	да
SAE 5W-40	12,5 . .. 16,3	14.22	да
SAE 1OW-60	21,0 … 26,1	22.96	да
SAE 2OW-50	16,3 … 21,9	17.42	да

Таблица 3: Результаты в сравнении со спецификациями SAE J300

Образцы моторного масла	Кин. вязкость диапазон, указанный в SAE J300 [мм2/с; cSt]	Кин. вязкость. (с корр. D445) [мм2/с; cSt]	В пределах диапазона
SAE OW-8	4,0 . .. 6,1	5.235	да
SAE OW-16	6,1 … 8,2	7.247	да
SAE OW-30	9,3 … 12,5	9.901	да
SAE 5W-40	12,5 … 16,3	14.20	да
SAE 1OW-60	21,0 … 26,1	22.94	да
SAE 2OW-50	16,3 … 21,9	17.39	да

Таблица 4: Результаты с корректировкой на D445 в сравнении со спецификациями SAE J300

6.

Заключение

SVM 2001, как и любая другая модель SVM X001 с автоподатчиком или без него, идеально подходит для определения кинематической вязкости при 100 °C для спецификации моторного масла SAE J300 при условии выполнения всех требований в соответствии с разделом 4 “Измерения”.

Рисунок 1: SVM 3001 с автоподатчиком Xsample 530

7. Литературные источники

Стандарты

• ASTM D7042
• ASTM D445
• SAE J300 (2021)

Сопутствующие документы:

• Отчет о применении: Измерение моторного масла методом температурного сканирования с помощью ViscoQC 300 (ASTM D5133)
  
• Отчет по применению: Измерение вязкости смазочных масел с помощью SVM 3001
• Отчет о применении: Индекс вязкости базовых и смазочных масел с SVM 4001

Международная классификация моторных масел по SAE J300

AGA – Международная классификация моторных масел по SAE J300
• Главная
• О компании

  • Новости
  • Автопробеги
  • Вакансии
  • Интересное видео

• Партнерство

  • Дилер РФ
  • Оптовые продажи
  • Зарубежные партнеры
  • Каталог продукции

• Торговые марки
• Экспертиза и обучение

  • FAQ
  • Колонка тех. эксперта
  • Форум
  • Обучение
  • Подбор промывок
  • Каталог 300 советов

• Где купить?
• АВТОМАГ

Международная классификация моторных масел по SAE J300

Сегодня общепринятой в международном масштабе стала классификация вязкостно-температурных свойств моторных масел SAE J300 Американского об­щества автомобильных инженеров. Используя латинский алфавит, буквосочета­ние SAE правильно произносится “эс – эй – и”, но обычно говорят просто “сае”.

Эта классификация предусматривает шесть зимних (0W, 5W, 10W, 15W, 20W, 25W) и пять летних (20, 30, 40, 50, 60) классов.
Всесезонные масла обозначаются сдвоенным номером, один из которых с буквой W – winter, т.е. зима, соответствует зимнему, а другой – летнему классу (например, SAE OW-30, SAE 5W-40, SAE 20W-50).

Для каждого зимнего класса вязкости в классификации SAE J300 уста­новлены два значения динамической вязкости масла.
По первому определяют предельную температуру проворачиваемости – минимальную температуру тестируемого масла, при которой у исправного двига­теля возможно проворачивание коленчатого вала стартером. При этом будет происходить активная подача масла к трущимся парам, что позволяет избежать высокого момента трения износа в узлах, смазываемым под давлением.

По второму определяют предельную температуру прокачиваемости — ми­нимальную температуру, при которой масляный насос под давлением будет про­качивать масло по масляным магистралям при холодном пуске. Предельная тем­пература прокачиваемости ниже предельной температуры проворачиваемости на 10⁰С, причем динамическая вязкость в этом интервале между указанными тем­пературами изменяется более чем в 10 раз.

Таким образом, каждый зимний класс характеризует две температуры масла: температуру, при которой возможен надежный пуск исправного двигателя от стартера, и температуру, при которой еще возможен пуск исправного двигателя без губительных последствий для высоконагруженных трущихся элементов, сма­зываемых под давлением от масляного насоса.

Уголок сту­пеньки соответствует предельной температуре проворачиваемости.

Для каждого летнего класса установлены диапазоны кинематической вязко­сти при 100°С и минимальное необходимое значение динамической вязкости при температуре 150°С. По мере численного возрастания летнего класса возрастает соответствующая ему вязкость, что отражено в таблице 1:

Таблица 1

Летний класс по SAE	20	30	40	50	60
Кинематическая вязкость при 100°С мм2/с (сСт)	5,6…9,3	9,3…12,5	12,5…16,3	16,3…21,9	21,9…26,1

Таким образом, летний класс характеризует пригодность масла для работы при высоких температурах, имеющих место в двигателе. Поскольку повышение температуры окружающего воздуха повышает теплонапряженное состояние де­талей двигателя, то каждому летнему классу соответствует условный верхний температурный предел его применения.

В различных рекламных источниках могут встретиться различные темпера­турные диапазоны работоспособности всесезонных и сезонных моторных масел. Что касается пределов использования по низким температурам, то по ним не должно быть расхождений, т.к. для каждого зимнего класса стандарт SAE однозначно предусматривает предельную температуру проворачиваемости и темпе­ратуру прокачиваемости. В то же время не следует воспринимать эти значения буквально, т.к. все двигатели конструктивно отличаются по мощности стартера, пусковой частоте вращения, производительности масляного насоса, гидравличе­скому сопротивлению маслоприемника и главной масляной магистрали.

Расхождения в рекламных изданиях по верхнему температурному пределу определяются тем, что каждому летнему классу в стандарте SAE соответствует не одно единственное значение кинематической вязкости, а диапазон величин (см. таблицу 2.1). Следует подчеркнуть, что действительные верхние температурные пределы применения одного и того же масла в двигателях с различным уровнем форсирования могут существенно отличаться.

Для данных обстоятельств, следует подчеркнуть, что для каждого класса ука­зываются типичные (т.е. обобщенные) температурные диапазоны работоспособ­ности масел. Поэтому следует придерживаться следующего правила: при выбо­ре моторного масла точкой отсчета должны быть классы SAE, рекомендо­ванные заводом-изготовителем для эксплуатации в данных климатических условиях. Следует помнить, что применение для данных условий эксплуатации масел с более высоким летним классом по отношению к рекомендованному вы­зывает увеличение гидродинамических потерь, что негативно отражается на расходе топлива.

Переход на более вязкое по летнему классу масло (относительно реко­мендованного) резонен лишь при выработке заметной доли ресурса двига­теля (примерно 50%), переводе эксплуатации автомобиля в более жаркую климатическую зону, при форсировании двигателя или в случае каких-либо обстоятельств, снизивших давление в системе смазки.

Если производитель автомобиля допускает применение сезонных масел, то следует иметь в виду, что на маловязких зимних маслах SAE OW и SAE 5W нельзя эксплуатировать технику при температуре окружающего воздуха вы­ше -10°С, а на масле SAE 10W — выше -5°С. Летние масла класса SAE 30 и более вязкие можно использовать при температуре не ниже +5°С.

Несоблюдение этих условий приводит к интенсивному изнашиванию двигателя, в первом случае — из-за недостаточной вязкости зимних масел при высоких температурах, что вызывает снижение несущей способности масляной пленки, во втором — из-за высокой вязкости летних масел при низких температурах, что определяет плохую прокачиваемость масла и, со­ответственно, недостаточную смазку трущихся пар.

• Классификации трансмиссионных масел по API и SAE J 306 C

  Эксплуатационные свойства трансмиссионных масел согласно условиям эксплуатации и конструкции агрегатов устанавливает наиболее распространенный в мире стандарт.

• Соответствие классов вязкости по ГОСТу и SAE

  Таблица соответствия классов вязкости

• Рекомендуемая периодичность смены моторного масла

  При эксплуатации автомобиля под воздействием различных факторов масло теряет свои первоначальные свойства.

Напишите нам

Какая информация вас интересует? * Техническая информацияСотрудничество Приложить документ (не более 5 МБ)

Стандарт SAE J300 для классов вязкости моторных масел

Классы вязкости SAE, пересмотренный и обновленный в 2015 г.

Вязкость играет преобладающую роль при выборе смазочных материалов для двигателей. Смазочные материалы для двигателей должны соответствовать требованиям по вязкости, которые устанавливаются рядом организаций наряду с крупными производителями техники. Таблица вязкости SAE J300, пересмотренная за январь 2015 г. , теперь включает два новых стандарта вязкости SAE 12 и SAE 8.

Используйте для своих автомобилей только классы вязкости масла, рекомендованные производителем. Общество автомобильных инженеров (SAE) разработало шкалу вязкости как для моторного масла (SAE J300), так и для трансмиссионных масел (SAE J306). См. таблицу вязкости SAE J300 ниже.

Вязкость моторного масла показывает, насколько легко масло течет или выливается при определенной температуре. Масла с меньшей вязкостью или маловязкие масла легче текут при низких температурах, чем более густые масла с более высокой вязкостью. Низковязкие масла легко перекачивать и помогают быстро запустить двигатель в холодную погоду. Более густые масла с высокой вязкостью имеют прочную пленку для защиты контакта металла с металлом при высоких температурах и больших нагрузках.

SAE вязкость марка	Низкотемпературный запуск двигателя (CCS) вязкость (сП) max @temp °C [1]	Низкотемпературный перекачиваемый вязкость (сП) макс при температуре °C [2]	Кинематическая Вязкость (сСт) @100°C[3]	Кинематическая Вискозистой (сСт) @100°C[3]	Высокая скорость сдвига Скорость (HTHS) Вязкость (сП) @150°C[4]
	ASTM D5293	АСТМ D4684	Минимум	Максимум	Минимум
0W	6,200 @-35°C	60,000 @-40°C	3. 8
5W	6,600 @-30°C	60,000 @-35°C	3.8
10W	7 000 @-25 ° C	60 000 @-30 ° C	4,1
15W	7 @20042
15W	7 000 @-20 ° C
15W	@-2042.0057	60,000 @-25°C	5.6
20W	9,500 @-15°C	60,000 @-20°C	5.6
25W	13,000 @-10 °C	60,000 @-15°C	9.3
8			4.0	<6.1	1.70
12			5.0	<7.1	2.0
16			6.1	<8.2	2.3
20			5.6	<9.3	2.6
30			9. 3	<12.5	2.9
40			12.5	<16.3	2.9 [5]
40			12.5	<16.3	3.7[6]
50			16.3	<21.9	3.7
60			21.9	<26.1	3.7

SAE J300 Viscosity table, SAE J300 Viscosity chart shown above is January редакция 2015 года.

[5] 0W-40, 5W-40 и 10W-40. (Для 0W, 5W и 10W предел HTHS составляет 2,9 сСт.)

[6] 15W-40, 20W-40, 25W-40 и 40. (Для 15W, 20W и SAE 40 предел HTHS составляет 3,7 вместо 2,9)

Ссылки:

[1] ASTM D5293. CCS или симулятор холодного пуска двигателя, метод определения кажущейся вязкости моторных масел и базовых масел в диапазоне от –10 °C до –35 °C

[2] ASTM D4684 (без предела текучести). Метод испытаний для определения предела текучести и кажущейся вязкости моторных масел при низкой температуре

[3] ASTM D445. Метод определения кинематической вязкости прозрачных и непрозрачных жидкостей

[4] ASTM D4683, CEC-L-36-A-90 (ASTM D4741) или ASTM D5481. Метод испытания для измерения вязкости новых и отработанных моторных масел при высокой скорости сдвига и высокой температуре

Классификация и свойства моторного масла по вязкости SAE J300

Связанные ресурсы: смазка

Классификация и свойства моторного масла по вязкости SAE J300

Классификация вязкости двигателя и свойства

Таблица 1. Классы моторных масел SAE J300 (1999 г.) — низкотемпературные Технические характеристики

Марка Обозначение	Динамическая вязкость (мПа • с)
	Пусковой Максимум	Температура (°С)	Насос Максимум	Температура (°С)
0W	6 200	–35	60 000	–40
5 Вт	6 600	–30	60 000	–35
10 Вт	7000	–25	60 000	–30
15 Вт	7000	–20	60 000	–25
20 Вт	9 500	–15	60 000	–20
25 Вт	13 000	–10	60 000	–15

Таблица 2 Марки моторных масел SAE J300 (1999 г.