Новые классы вязкости в стандарте SAE J300

В январе 2015 г ассоциация SAE International добавила в стандарт SAE J300 «Система классификации моторных масел по вязкости» два новых класса высокотемпературной вязкости – SAE 8 и SAE 12.

Отметим, что стандарт SAE J300 за последние несколько лет стал развиваться гораздо стремительнее, и это не первое изменение за непродолжительное время. Ранее в стандарт был введен новый класс SAE 16. И практически сразу были введены новые классы SAE 8 и SAE 12. Такое изменение стало ещё одним шагом в расширении классификации SAE и включении в неё масел с более низкой вязкостью при высоких температурах и высокой скорости сдвига (HTHS), так минимальная вязкость HTHS для двух новых классов SAE J300 составила 2,0 и 1,7 мПа соответственно.

Всё началось с запроса консорциума производителей легковых автомобилей о пересмотре стандарта SAE J300 и добавлении в него классов вязкости ниже SAE 20. В итоге в апреле 2013 г. в SAE J300 был включён класс SAE 16.

Расширение классификации SAE выгодно тем, что предоставляет базу для производства моторных масел с низкой вязкостью HTHS. Это призвано поддержать производителей в их гонке за повышением экономии топлива.

Диапазоны кинематической вязкости при 100 °С (КВ 100) для новых классов пересекаются, что даёт достаточный простор для разработки новых продуктов.

•  Минимальная КВ 100 для SAE 8 установлена в 4,0 сСт, максимальная КВ 100 – 6,1 сСт, а вязкость HTHS при 150 °C не менее 1,7 мПа.
• Для SAE 12 пределы КВ 100 составляют от 5,0 сСт (минимальная) до 7,1 сСт (максимальная), и минимальная вязкость HTHS – 2,0 мПа.

Главная причина использования маловязких масел – снижение гидродинамического трения и повышение тем самым экономии топлива».

Новые классы вязкости будут предназначены для использования в будущем автопроизводителями в тех автомобилях, которые специально разработаны для применения новых маловязких масел. При этом, такие классы вязкости никоим образом не подходят для использования в более старых моделях или в новых двигателях, которые не рассчитаны на применение таких маловязких масел.

Сами названия новых классов вязкости (SAE 8, SAE 12, SAE 16) выбраны с целью исключения опасности спутать их с другими широко используемыми классами вязкости, в том числе SAE 10W, SAE 5W и SAE 0W. Каждый последующий класс теперь будет снижаться не на пять, как раньше, а на четыре единицы: SAE 12, SAE 8, SAE 4.

Стандарт SAE классифицирует моторные масла только по их реологическим характеристикам. Другие свойства масел не учитываются и не рассматриваются:

SAE J300 январь 5015:

Первая версия стандарта SAE J300 была опубликована в июне 1911 года. Стандарт разделял масла по вязкости на пять классов. SAE 10, SAE 20, SAE 30, SAE 40, SAE 50. Единицей измерения являлось время, которое требовалось маслу для преодоления под силой собственной тяжести определённого расстояния в стандартном капиллярном вискозиметре. Это время измерялось при одной температуре 210°F (100° C).

Первая версия стандарта выглядела следующим образом:

SAE 10 ≤ 14 секунд

SAE 20 от 15 до 24 секунд

SAE 30 от 25 до 34 секунд

SAE 40 от 35 до 44 секунд

SAE 50 ≥ 45 секунд

Однако очень скоро спецификация была обновлена. В качестве единицы измерения начали использовать не секунды, а сантистоксы. 1 сСт = 1 мм²/с. Для простоты понимания значения вязкости нужно обратить внимание на то, что вязкость воды чуть более одно сантистокса, а точнее 1,011 сСт.

В 1926 году был добавлен шестой класс SAE 60 и вязкость начали измерять уже при двух темп ературах: 130 ° F (55 ° C) и 212 ° F (100 ° C).

Значительное изменение в стандарте произошло в 1952 году, когда был принят термин всесезонных масел. Для их обозначения была введена буква W, первая буква в слове Winter (зима). Масла для зимнего применения получили обозначение: SAE 10W,  SAE 15W, SAE20W, SAE 25W, SAE 30W.

Инженеры и потребители замечали, что одни и те же масла, с одинаковой вязкостью, например SAE 20W, но произведённые из нефтей разных месторождений показывают разные свойства при низких температурах. Для определения этих свойств был введён термин – индекс вязкостиViscosity Index (VI). Чем выше индекс вязкости, тем вязкость масла меньше зависит от перепада температур. С появлением полимерных модификаторов вязкости (viscosity index improvers) появилась возможность производить всесезонные масла, которые бы оставались жидкими при отрицательных температурах и при этом достаточно густыми при высоких температурах. Всесезонные масла начали обозначать, как SAE XW-XX, где X перед буквой W обозначает вязкость при низких температурах, а XX после буквы W обозначает вязкость при высоких температурах, например SAE 10W-30.  Причём не следует забывать, что величины 10 и 30 являются относительными обозначениями и не являются абсолютными значением температуры или вязкости.

Дальнейшее развитие стандарта SAE J300 пошло по пути классификации вязкости масла при высокой температуре и при высокой скорости сдвига слоёв масла друг относительно друга. Такой режим характерен, например, для масляной плёнки между неподвижной стекой цилиндра и движущимся поршневым кольцом. В стандарте SAE J300 Появился термин HTHS - High-Temperature High-Shear это вязкость масла при высокой температуре (150 °C) и высокой скорости сдвига 106 с^-1. Измеряется HTHS в сантипаузах. 1 cP =1 mPa·s. Окончательно сформировался стандарт в привычном нам виде после введения понятий характеризующих покачивание масла по масляной системе двигателя при низкой температуре определяемое по методу MRV на миниротационном визкозиметре (Mini Rotary Viscometer) и характеристики вязкости масла при старте двигателя определяемой при помощи CCS симулятора холодного старта (Cold Cranking Simulator).