Вязкость – это сопротивление жидкости свободному протеканию. В случае смазочных материалов вязкость очень важна, потому что она влияет на возможность масла снижать трение и проводить тепло. Вязкость измеряется в мПа*с (миллипаскали-секунды) или в эквивалентных им сантипуазах. Но в повседневных ситуациях мы не используем абсолютные значения, вместо этого введены классы вязкости. Общепризнанной международной системой в области классификации моторных масел по вязкости в настоящее время является SAE J300, разработанная заслужившим мировое признание Society of Automotive Engineers (Обществом Автомобильных Инженеров США). Вязкость моторного масла по данной системе выражается в условных единицах – так называемых “степенях” вязкости. Чем больше степень SAE, тем выше вязкость. Важно понимать, что для того чтобы жидкость попала в один из классов, ее характеристики должны вписываться в определенные рамки. Требуемые нормативы приведены в таблице SAE J 300:
| Класс вязкости SAE | Низкотемпературная вязкость при запуске холодного двигателя, сантипуаз макс. | Низкотемпературная вязкость прокачиваемости, сантипуаз макс. без предела текучести | Кинематическая вязкость при малой скорости сдвига, сСт мин. при 100 °C | Кинематическая вязкость при малой скорости сдвига, сСт макс. при 100 °C | Вязкость при большой скорости сдвига, сантипуаз мин. при 150 °C |
| 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 |
| 40 | – | – | 12,5 | <16,3 | 3,5 (относится к классам 0W-40, 5W-40 и 10W-40) |
| 50 | – | – | 12,5 | <16,3 | 3,5 (относится к классам 15W-40, 20W-40, 25W-40 и 40) |
| 50 | – | – | 16,3 | <21,9 | 3,7 |
| 60 | – | – | 21,9 | <26,1 | 3,7 |
SAE J 300 – Таблица классов вязкости моторных масел
Данная спецификация определяет три основных ряда вязкости масел: всесезонные, летние и зимние. Но, прежде, чем рассмотреть подробнее, обратимся к теории. Как известно, температурный диапазон моторного масла определяется двумя характеристиками: динамической и кинематической вязкостью. Для измерения динамической вязкости используются довольно сложные установки – ротационные вискозиметры. Они показывает насколько изменяется вязкость масла при изменении скоростей перемещения относительно друг друга смазываемых деталей. С увеличением скорости относительного перемещения смазываемых деталей вязкость снижается, соответственно – с уменьшением – возрастает. Измерить кинематическую вязкость намного проще, для этого используют капиллярный вискозиметр, который показывает, насколько легко при заданной температуре под действием силы тяжести масло течет в тонкой капиллярной трубке.
Зимние обозначаются цифрой и буквой “W” (Winter значит – Зима): SAE 0W, 5W, 10W, 15W, 20W, 25W. Для зимних классов опытным путем были установлены: нижний предел кинематической вязкости при 100°С, два максимальных значения низкотемпературной динамической вязкости.
К низкотемпературным параметрам вязкости относятся:
- Проворачиваемость испытываемого масла – определяется динамическая вязкость и температура, при которой моторное масло остается достаточно жидким для удовлетворительного запуска двигателя.
- Прокачиваемость испытываемого масла – определяется динамическая вязкость масла, при которой оно сможет прокачиваться по системе смазки двигателя и не наступит режим сухого трения. Заданная температура прокачиваемости установлена ниже температуры проворачиваемости на 5 °C.
Высокотемпературные свойства зимних масел характеризует минимальная кинематическая вязкость при 100°С – показатель, определяющий минимальную вязкость моторного масла при прогретом двигателе.
Ряд летних масел: SAE 20, 30, 40, 50, 60 – обозначаются цифрой без буквенного обозначения. Основные свойства летнего ряда масел определяется по:
- Минимальной и максимальной кинематическим вязкостям при 100°С – показатель, определяющий минимальную и максимальную вязкость моторного масла при прогретом двигателе.
- Минимальной вязкости при 150°С и скорости сдвига 106 с-1. Градиент скорости сдвига – это отношение скорости движения одной поверхности трения относительно другой к величине зазора между ними, заполненного маслом. С увеличением градиента скорости сдвига снижается вязкость масла, но она снова возрастает, когда скорость сдвига уменьшается.
Ряд всесезонных масел: SAE 0W-20, 0W-30, 0W-40, 0W-50, 0W-60, 5W-20, 5W-30, 5W-40, 5W-50, 5W-60, 10W-20, 10W-30, 10W-40, 10W-50, 10W-60, 15W-30, 15W-40, 15W-50, 15W-60, 20W-30, 20W-40, 20W-50, 20W-60. Обозначение состоит из комбинации зимнего и летнего ряда, разделенных тире. Всесезонные масла должны удовлетворять одновременно критериям и зимнего, и летнего масла. Чем меньше цифра, стоящая перед буквой W, тем меньше вязкость масла при низкой температуре, легче холодный пуск двигателя стартером и лучше прокачиваемость масла по смазочной системе. Чем больше цифра, стоящая после буквы W, тем больше вязкость масла при высокой температуре и надежнее смазывание двигателя при жаркой погоде.
Таким образом, классификация SAE сообщает конечному потребителю диапазон температур окружающей среды, при работе в котором моторное масло может обеспечить:
- легкое проворачивание двигателя стартером (зимнии и всесезонные масла);
- хорошую прокачиваемость масляным насосом по смазочной системе двигателя под давлением при холодном запуске в режиме, не допускающем сухого трения в узлах;
- надежную смазываемость двигателя летом при длительной тяжелой работе в максимальном нагрузочном и скоростном режимах .
Какая вязкость масла самая лучшая?
Не существует одной лучшей вязкости масла. Вы должны всегда следовать рекомендациям производителя. Старым автомобилям обычно подходят масла 10W-30, а тем, что новым нужны более низкие вязкости вроде 5W-30, 0W-30 и иногда даже 0W-20. Важно помнить, что вязкость является не единственной важной характеристикой масла: существует продвинутая классификация (например, API SN или GM Dexos 2), требования по которой выдвигают автопроизводители. Чтобы использоваться в определенном автомобиле, масло должно соответствовать этой классификации и, вдобавок, иметь правильную вязкость.
Что такое индекс вязкости масла?
Вязкость (действительная, а не как класс) изменяется с изменением температуры. При повышении температуры она становится ниже, а при понижении – выше. Однако степень, с которой происходит это температурозависимое изменение, не является одинаковой для всех масел. Некоторые из них изменяют свою вязкость больше, чем другие. Если изменение вязкости у масла мало, оно получает высокий индекс, и наоборот. (Вспомните главу о сезонных и всесезонных маслах: У сезонных масел вязкость изменяется больше, их индексы вязкости ниже, чем у всесезонных). Масла с высоким индексом вязкости ценятся выше, потому что они стабильнее. Для каждого двигателя существует оптимальная вязкость, и хорошо, когда она минимально отклоняется от установленной величины. Синтетические масла имеют более высокие индексы вязкости, что и в этом отношении выгодно отличает их от минеральных.
