Система обозначений и классификация моторных масел

Основными тенденциями развития строения двигателей в наше время являются:

  • - большая мощность двигателя по отношению к его объему;
  • - более высокие показатели экономичности и надежной эксплуатации;
  • - развитие пусковых свойств;
  • - большая легкость и уменьшение габаритов.

Степень надежности функционирования двигателя по большей части зависит от выбора масла оптимальной степени вязкости. Поскольку условия использования масла могут быть самыми различными, то чаще всего рекомендуется отдавать предпочтение типу масел, вязкость которых в наименьшей степени зависит от температурных колебаний.

Большая вязкость масел способствует меньшему изнашиванию деталей двигателя, но, одновременно, увеличивает топливный расход в результате трения. Масло c меньшей степенью вязкости прокачивается при невысокой температуре.  Чем более высока у масла степень прокачиваемости, тем менее изнашиваются детали и повышается коэффицент полезного действия в результате сокращения топливных расходов.

В двигателях инновационного типа мощность повышается в основном за счет следующих показателей:

  • - большей силе сжимания в цилиндрической части, вмонтированной в двигатель;
  • - подбору оптимального состава топливной смеси в соотношении с воздухом;
  • - внедрение воздушного наддува.

Но все эти показатели увеличивают различные нагрузки на части двигателя (как механического, так и теплового вида) и в большей степени ужесточают среду функционирования моторного масла, интенсивно взаимодействующего с газообразными веществами, проникающими в картерную часть, и способствуют окислительным процессам в нем. А подогретые газы и поверхности воздействуют на пленку, созданную маслом и образуют отложения углеродов в виде нагаров и лаков. Поршневые канавки могут засоряться, а поршневые кольца в результате этого становятся менее подвижными и в итоге ломаются.

Конструкция систем смазки с меньшей вязкостью делает двигатель менее габаритным, но масло в этом случае начинает быстрее циркулировать и, следовательно, интенсивнее окисляться. Сведение к минимуму образования нагаров и лаков в смазочной системе двигателя может стать возможным исключительно при высоких антиокислительных, диспергирующих и моющих показателях масла. Моторные масла большой степени износоустойчивости и противозадирными свойствами делают  двигатель во много раз надежнее. Немаловажны также нейтрализующие характеристики моторного масла, не позволяющую деталям цилиндро-поршневого механизма вкладышей коленчатого вала подвергаться коррозии, за счет уменьшения реакций окисления в результате сгорания топлива.

При выборе масла очень важно акцентироваться не просто на виде двигателя, специфике конструирования агрегатов, но и на условиях эксплуатации и качественных характеристиках топлива. При эксплуатации на недостаточно прогретом двигателе или топливе плохого качества продукты неполного сгорания попадают в картер, окисляя и загрязняя его. В итоге в картере в условиях конденсирующего воздуха начинает образовываться отложения, появившиеся в результате низких температур (шламовые образования). Свести к минимуму образование шлама можно используя масла с высокими дисперирующими характеристиками. Степень надежности двигателя по большей части определяется способностью моторных масел не терять эксплуатационные характеристики при контакте с водой (особенно актуально в случае судовых дизелей). Масла нового поколения должны не терять эксплуатационных способностей на протяжении длительного времени (500-2000 моточасов). Срок смены масла должен соответствовать сроку смены деталей фильтрации и режиму автомобильного техобслуживания. Одновременно расходы масла на угар должны сводиться к минимуму.

Условия работы масел в двигателях различных типов и конструкций могут сильно различаться. Как же определиться с выбором? Для этого была разработана классификационная система, которая делает выбор легче, так как опирается на различные условия эксплуатации и технические специфики.

Классификации и системы обозначений моторных масел

В основе системы подразделения моторных масел на классы в России, принятой ГОСТ 17479.1-85, лежит информация о принадлежности масла к определенной группе, исходя из вязкости и эксплуатационных характеристик.

Исходя из вязкости масла подразделяются на следующие вязкостные классы:

  • - для летнего сезона: от 8 до 24
  • - для зимнего сезона - 3з, 4з, 5з, 6з, 6, 8*;
  • - масла, которые вы сможете применять вне зависимости от сезона ( им соответствуют дробная индексация, например, 5з/12, 6з/14 и т.д.).

Для моторных масел всех видов определяются стандарты вязкости при 100 градусах по Цельсию. Масла для использования в условиях низких температур и всесезонные дополнительно имеют параметры степени вязкости, когда температура воздуха опускается ниже -18 градусов по Цельсию.

Всесезонные масла обозначаются иначе. Цифра в числителе указывает на зимний класс, а в знаменателе на летний; литера "з" гласит о наличии в составе масла присадки с загущающими свойствами. Таким образом аббревиатура например 6з/10 говорит что перед нами всесезонное моторное масло с кинематической вязкостью при 100 градусах по цельсию  соответствует маслу летнего периода 10-го класса, а при минус 18 °С зимнему класса 6з.

 

Таблица 1. Классы вязкости моторных масел.

 

Класс вязкости по ГОСТ 17479.1 Вязкость кинематическая, мм2 / с, при температуре
100°С минус 18 °С
не менее не более не более
3,8 - 1 250
4,1 - 2 600
5,6 - 6 000
5,6 - 10 400
6 5,6 7,0 -
8 7,0 9,3 -
10 9,3 11,5 -
12 11,5 12,5 -
14 12,5 14,5 -
16 14,5 16,3 -
20 16,3 21,9 -
24 21,9 26,1 -
3з/8 7,0 9,5 1 250
4з/6 5,6 7,0 2 600
4з/8 7,0 9,3 2 600
4з/10 9,3 11,5 2 600
5з/10 9,3 11,5 6 000
5з/12 11,5 12,5 6 000
5з/14 12,5 14,5 6 000
6з/10 9,3 11,5 10 400
6з/12 11,5 12,5 10 400
6з/14 12,5 14,5 10 400
6з/16 14,5 16,3 10 400

 

В развитых странах существует общепринятая классификация моторных масел по степени вязкости. Данную систему приняло Американское общество автомобильных инженеров (SAE). В основе этой классификации лежит 11 типов масел: 6 зимних - 0w, 5w, 10w, 15w, 20w, 25w (w - winter, зима) и 5 летних - 20, 30, 40, 50, 60.  Всесезонные масла имеют двойное обозначение через дефис, причем первым указывается зимний (с индексом w) класс, а вторым - летний, например SAE 5w-40, SAE 10w-30 и т.д. Зимние масла характеризуют два максимальных значения низкотемпературной (динамической, в отличие от кинематической для ГОСТ) вязкости и нижний предел кинематической вязкости при 100°С. Летние масла характеризуют пределы кинематической вязкости при 100°С, а также минимальное значение динамической высокотемпературной (при 150°С) вязкости и градиенте скорости сдвига.

В обеих системах классификации ( российской и американской) меньшая цифра в числителе означает меньшую вязкость при низких температурах и облегченный холодный пуск двигателя.  Большая цифра в знаменателе (в случае ГОСТ) или после дефиса ( в случае SAE) означает большую вязкость масла при высоких температурах, следовательно, такие масла надежнее смазывают двигатель в жаркое время.

Таблица 2. Международная классификация моторных масел по вязкости SAE J300 DEC 99.

 

  Низкотемпературная (динамическая) вязкость Высокотемпературная вязкость
Класс вязкости Проворачивание по методу ASTM D 5293 (вискозиметр CCS, иммитация холодного пуска) Прокачиваемость по методу ASTM D 4684 (вискозиметр MRV) Кинематическая при 100°С (по методу ASTM D 445), мм2 Динамическая при 150°С и скорости сдвига 106 с-1 по ASTM D 4683 или CEC L-36-A-90, на коническом имитаторе подшипника МПа·с, не менее
  Максимальная вязкостть, мПа·с,при температуре min max  
0w 6 200 при -35°С 60 000 при -40°С 3,8 - -
5w 6 660 при -30°С 60 000 при -35°С 3,8 - -
10w 7 000 при -25°С 60 000 при -30°С 4,1 - -
15w 7 000 при -20°С 60 000 при -25°С 5,6 - -
20w 9 500 при -15°С 60 000 при -20°С 5,6 - -
25w 13 000 при -10°С 60 000 при -15°С 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-40, 5w-40, 10w-40; ** - для классов SAE 40, 15w-40, 20w-40, 25w-40

 

В таблице 3 приведено примерное соответствие классов вязкости моторных масел по ГОСТ 17479.1-85 классам вязкости по SAE J-300.

Таблица 3. Примерное соответствие классов вязкости моторных масел по ГОСТ 17479.1-85 классам вязкости по SAE J-300.

 

Класс вязкости Класс вязкости
по ГОСТ 17479.1-85 по SAE J 300 по ГОСТ 17479.1-85 по SAE J-300
5w 24 60
10w 3з/8 5w-20
15w 4з/6 10w-20
20w 4з/8
6 20 4з/10 10w-30
8 5з/10 15w-30
10 30 5з/12
12 5з/14 15w-40
14 40 6з/12 20w-30
16 6з/14 20w-40
20 50 6з/16

 

Классификация моторных масел по уровню эксплуатационных свойств

Согласно классификации ГОСТ 17479.1 масла отечественного производства разделены на шесть групп, обозначением для которых служат первые шесть букв русского алфавита и цифровой индекс. Наиболее качественные масла обозначаются буквой "Е", наименее качественные – буквой "А". То, к какой группе должно принадлежать масло, зависит от результатов лабораторных испытаний, определяемых Госстандартом. Маркировка «1» соответствует маслам, предназначенным для бензиновых двигателей, а индексом «2» обозначаются масла для дизельных двигателей. Есть также масла для универсального использования двигателей обоего типа, которые не имеют никакого индекса.

Таблица 4. Группы эксплуатационных свойств моторных масел.

 

Обозначение группы по ГОСТ 17479.1 Рекомендуемая область применения
А Нефорсированные бензиновые двигатели и дизели
Б Б1 Малофорсированные бензиновые двигатели, работающие в условиях, способствующих образованию высокотемпературных отложений и коррозии подшипников
Б2 Малофорсированные дизели
В В1 Среднефорсированные бензиновые двигатели, работающие в условиях, способствующих окислению масла и образованию всех видов отложений
В2 Среднефорсированные дизели, предъявляющие повышенные требования к антикоррозионным и противоизносным свойствам масел, а также склонности к образованию высокотемпературных отложений
Г Г1 Высокофорсированные бензиновые двигатели, работающие в тяжелых условиях, способствующих окислению масла и образованию всех видов отложений, коррозии и ржавлению
Г2 Высокофорсированные дизели без наддува или с умеренным наддувом, работающие в условиях, способствующих образованию высокотемпературных отложений
Д Д1 Высокофорсированные бензиновые двигатели, работающие в эксплуатационных условиях, более тяжелых, чем для масел группы Г1
Д2 Высокофорсированные дизели с наддувом, работающие в тяжелых эксплуатационных условиях или когда применяемое топливо требует использования масел с высокой нейтрализующей способностью, антикоррозионными и противоизносными свойствами, малой склонностью к образованию всех видов отложений
Е Е1 Высокофорсированные бензиновые и дизельные двигатели, работающие в эксплуатационных условиях, более тяжелых, чем для масел группы Д1 и Д2
Е2 Отличаются повышенной диспергирующей способностью, лучшими противоизносными свойствами

 

Примеры маркировки моторных масел:

М-10-Г2(к) - буква "М" обозначает принадлежность к моторным маслам, цифра 10 - класс вязкости, для которого величина кинематической вязкости при температуре 1000С нормируется в пределах 9,3-11,5 мм2/с (сСт), буква "Г" с индексом 2 обозначает, что по эксплуатационным свойствам масло относится к группе "Г" и предназначено для высокофорсированных дизелей. Буква "к" означает, что данное масло предназначено для преимущественного применения в автомобилях КАМАЗ. В отличие от него, в ассортименте моторных масел имеется марка М-10-Г2, предназначенная для тракторных дизелей.

М-4з/8-В1Г1- моторное масло всесезонное, универсальное для среднефорсированных дизелей группы В2 и высокофорсированных бензиновых двигателей группы Г1;

М-14Г2(цс) - моторное масло класса вязкости 14, для высокофорсированных дизелей без наддува или с умеренным наддувом, индекс "цс" уточняет конкретную область применения (циркуляционное судовое);

М-14Д (цл20) - моторное масло класса вязкости 14, для высокофорсированных дизелей с наддувом, работающих в тяжелых условиях эксплуатации, "цл20" - применяемое в циркуляционных и лубрикаторных смазочных системах и имеющее щелочное число 20 мг КОН/г

Самой распространенной классификацией масел, принятой во всем мире по сфере и уровню эксплуатации является классификация API, которая была введена еще в 1947 году, многократно дополняясь и видоизменяясь, но сохранив до нашего времени ключевой принцип градации масел на два типа ( C и S ). В настоящее время в категории "S" классификация API включает 10 классов масел в следующем порядке возрастания требований к их качеству (SA, SB, SD, SE, SF, SG, SH, SJ, SL), а в категории "С" - 11 классов (CA, CB, CC, CD, CD-II, CF, CF-4, CF-2, CG-4 и CH-4). Цифры при обозначении классов CD-II, CF-4, CF-2 и CG-4 дают дополнительную информацию об использовании данного класса масел в 2-тактных или 4-тактных дизелях соответственно. Для обозначения универсальных масел принята двойная маркировка, например, SF/CC, SG/CD, CF-4/SH и т.п.

 Сейчас API может выдать лицензию на разрешение производства масел исключительно самых высоких стандартов качества, которые должны использоваться в двигателях бензинового типа не позднее 1994 года выпуска. Для бензиновых двигателей, которые выпущены после 1997 года выпускаются масла уровня SJ. Самым качественным маслом класса SL сделано на полностью или частично синтетическом сырье  и подлежит использованию в самых прогрессивных двигателях бензинового типа не ранее 2001 года производства, которым надлежит функционировать в наиболее напряженных условиях.

Совместное сотрудничество автомобилестроителей из США и Японии позволило разработать минимальные стандартные требования к качеству моторных масел, которые обозначаются индексами GF-1 и GF-2. К 2004 году начинаются ужесточаться требования по экономичности, а также отсутствию примесей, которые не лучшим образом сказываются на каталитическом дожигателе уже отработанного газа.Классификация API, принятая в Соединенных Штатах, несмотря на долгое время существования, начала утрачивать популярность в европейских странах, уступая классификации, принятой в ЕС ( АСЕА), где основными показателями эксплуатационных качеств рассматриваются результаты тестирования на специально разработанных двигателях серийного типа.В АСЕА ( европейская ассоциация автомобильных производителей) входят наиболее авторитетные марки в сфере автомоблестроения, которые в 1996 году ввели свою обновленную систему классификации моторных масел, базирующаяся на методах испытаний, осуществленных на территории Европы, с использованием некоторых моторных, физических и химических методов тестирований, проводимых в США, но признанных мировыми стандартами.С 1998 года требования к эксплуатационным характеристикам моторных масел еще больше ужесточились и это отразилось на создании нового стандарта, принятого в Европе – АСЕА-98, который был пересмотрен и дополнен в 2002 году (АСЕА 2002).

Основное отличие АСЕА от американской API в том, что масла для дизельных двигателей легковых автомобилей не выделяются в отдельную категорию.

Моторные масла классифицируются по назначению на следующие основные категории:

  • - А- моторнее масло дляиспользования в двигателях бензинового типа;
  • - В – моторные масла для использования в двигателях дизельного типа легковых автомобилей;
  • - Е – масла для дизельного грузовиков.

В каждой категории эксплуатационные характеристики масел выделяются в отдельные категории, которым соответствует цифровое обозначение после буквенного. Большая цифра указывает на тяжелые условия работы двигателя и, прогрессирующе высокие стандарты к качественным характеристикам масла.

Примеры обозначений: А1-98; В3-98 выпуск 2; Е3-96 выпуск 4; В5-02 и т.д.

Таблица 5. Таблица примерного соответствия европейской (АСЕА) и американской (API) классификаций моторных масел.

 

АСЕА 98-99 АСЕА 2002
А1-98 А2-96 выпуск 2 А3-98 А3-99 А5-01 А1-02 А2-96 выпуск 3 А3-02 А5-02
API API
SH SJ SL нет соответствия

 

АСЕА 98-99 АСЕА 2002
В1-98 В2-98 В3-98 В4- 98 (99) В5-01 В1-02 В2-98 Выпуск 2 В3-98 Выпуск 2 В4-02 В5-02
API API
CE CF-4 CG-4 CH-4 нет соответствия

 

АСЕА 98-99 АСЕА 2002
Е1-96 выпуск 2 Е2-96 выпуск 3 Е3-96 выпуск 3 Е4-99 Е5-99 Е1-96 выпуск 4 Е2-96 выпуск 4 Е4-99 выпуск 2 Е5-02
API API
CD CF-4 CG-4 CH-4 нет соответствия

 

В группы А1, В1, А5, В5 выделены специальные маловязкие, так называемые энергосберегающие масла, снижающие трение и позволяющие тем самым экономить не менее 2,5% топлива. При этом по остальным эксплуатационным свойствам эти масла должны быть не хуже уровня 2.