Світове визнання та стала вельми поширеною отримала система класифікації в’язкості трансмісійних масел, розроблена Американським Товариством Інженерів (SAE). Ця система описується стандартом SAE J306, відомим як “Класифікація в’язкості трансмісійних масел для провідних мостів та механічних коробок передач” (Axle and Manual Transmission Lubricant Viscosity Classification). В рамках цієї системи в’язкість масла вимірюється в умовних одиницях – ступенях в’язкості по SAE.

Виробники автомобільних трансмісій застосовують специфікацію SAE J306 для визначення та рекомендації трансмісійних масел, які підходять для використання у провідних мостах та механічних коробках передач. Крім того, виробники масел використовують цю специфікацію при розробці нових складів, виробництві та маркування готових продуктів.

У посібнику з обслуговування автомобіля міститься інформація про рекомендовані в’язкості автомобільних масел. Виходячи з цієї інформації, користувач вибирає відповідний продукт з асортименту мастил.

При виборі в’язкості трансмісійного мастила необхідно враховувати найбільшу та найменшу температуру навколишнього середовища, при яких автомобіль буде експлуатуватися. З урахуванням цих факторів класифікація SAE J306 заснована на показниках низькотемпературної та високотемпературної в’язкості.

Для оцінки показника низькотемпературної в’язкості проводиться вимірювання температури, при якій в’язкість мастила досягає значення 150 000 сР методом Брукфільда. Цей метод описаний у стандарті ASTM D2983-87 (1993) “Стандартний метод визначення низькотемпературної в’язкості автомобільних масел шляхом вимірювання на віскозиметрі Брукфільда”.

Вибір значення в’язкості 150 000 cР для оцінки низькотемпературних властивостей трансмісійних мастил ґрунтується на результатах реальних випробувань, проведених на мостах різних конструкцій. У ході цих випробувань було з’ясовано, що при в’язкості трансмісійних мастил понад 150 000 cР виникають руйнування підшипників вала-шестірні. Однак варто відзначити, що подібні руйнування можуть відбуватися і за нижчих в’язкостей, залежно від конструкції мостів. Тому дуже важливо суворо дотримуватись рекомендацій виробників автомобіля або трансмісії щодо низькотемпературних меж використання, які вказані в посібнику користувача.

Вимоги до низькотемпературної в’язкості масла, щоб забезпечити безпроблемне перемикання передач у механічних КПП, є значно суворішими. У попередній версії стандарту J306, випущеної в жовтні 1991 року і діяла до середини 1998 року, містилися дані, що вказують на те, що більшість механічних КПП вимагають, щоб в’язкість масла не перевищувала 20 000 cР для належної роботи.

У стандарті J306 JUL98 було запропоновано додаткове тестування трансмісійних масел, призначених для використання у легко навантажених синхронізованих механічних коробках передач, таких як легкові автомобілі та мікроавтобуси. Для цього тесту рекомендується застосовувати метод ASTM D5293-99a, відомий як “Стандартний метод визначення в’язкості моторних масел, що здається, з використанням імітатора холодного пуску в інтервалі від -5 до -35°C”. При цьому рекомендується встановлювати граничне значення в’язкості 5000 cР при температурі -30°C. Практично це може означати рекомендацію використовувати синтетичні, напівсинтетичні або гідрокрекінгові трансмісійні мастила SAE 75W-XX для регіонів із зимовими температурами до -30°C.

Високотемпературна в’язкість визначається шляхом вимірювання кінематичної в’язкості мастил за температури 100°C. Для цього використовується метод ASTM D445-97, відомий як “Стандартний метод визначення кінематичної в’язкості прозорих і непрозорих рідин”.

Значення кінематичної в’язкості при високій температурі надає інформацію про здатність масляної плівки витримувати навантаження та забезпечувати належний захист передач в умовах високих температур та навантажень. Це дозволяє оцінити ефективність та надійність захисного шару мастила.

До останньої редакції стандарту, ступеня в’язкості SAE використовувалися як умовні позначення для класифікації трансмісійних масел тільки на основі в’язкіх значень. Однак, з липня 1998 року в стандарті J308 було введено нову вимогу щодо стабільності високотемпературних в’язкісних характеристик (див. Додаток (с) до таблиці 1.2). Ця вимога полягає в тому, щоб мінімальне значення кінематичної в’язкості при 100°C не знижувалося нижче зазначеної межі навіть після 20-годинного впливу деформації зсуву. Для проведення випробування на стабільність в’язкості трансмісійних масел та напруга зсуву використовується методика CEC L-45-T-93. Ця вимога дозволяє виявити трансмісійні масла, виробники яких наближаються до граничних лімітів в’язкості або використовують загусники, недостатньо стабільні при напругах зсуву.

Вимоги маркування по в’язкості

Так само, як і за класифікації моторних масел, ступеня в’язкості трансмісійних масел можна розділити на певні ряди.

• зимовий ряд: SAE 70W, 75W, 80W, 85W 
• літній ряд: SAE 80, 85, 90, 140, 250 

Причина умовного поділу ступенів в’язкості пояснюється особливостями конструкції трансмісій від різних виробників. Залежно від температур експлуатації та навантажень, існують трансмісії (наприклад, механічні коробки передач легкових автомобілів), для яких мастил із зимовими ступенями в’язкості забезпечують достатній захист у широкому діапазоні температур. Нерідко рекомендується використовувати всесезонні мастила із зимовими ступенями в’язкості.

В останній редакції стандарту SAE J306 було введено розділ, що визначає вимоги до маркування трансмісійних мастил. Відповідно до цих вимог, мастила мають бути позначені з урахуванням наступних принципів:

• один ступінь зимового ряду W (наприклад, SAE 75W), або
• один ступінь літнього ряду (наприклад, SAE 85), або
• комбінація з двох ступенів, зимового W та літнього ряду (SAE 75W-85)
  

Маркування з двома зимовими ступенями більше не допускається (наприклад, раніше використовувалися позначення SAE 75W-80W, SAE 75W-85W, SAE 80W-85W тощо). Введення ступенів в’язкості SAE 80 та SAE 85 є новим і вперше було включено до класифікації.

Введення додаткових ступенів в’язкості та нових вимог щодо маркування призводить до необхідності більш точного визначення рівня в’язкісних властивостей для постачальників мастильних матеріалів. У той же час, виробники трансмісій отримують можливість чіткіше сформулювати свої рекомендації. Наприклад:

• SAE 80W (для експлуатації у зимовий час)
• SAE 80 (для експлуатації влітку)
• SAE80W-80 (для всесезонної експлуатації)

В результаті виходу нової редакції стандарту деяким постачальникам мастил доводиться переглядати свою практику маркування і, можливо, формули складів масел, щоб відповідати новим вимогам, передбаченим відредагованою специфікацією SAE.

Для запобігання можливим помилкам при виборі мастил на основі в’язкості, значення ступенів в’язкості трансмісійних масел були обрані з діапазону від 70 до 250, враховуючи широкий діапазон умовних значень, що використовуються для позначення в’язкості моторних масел (від 0 до 60). Це гарантує, що моторні і трансмісійні масла з однаковим значенням в’язкості будуть мати позначення, що значно різняться, за стандартом SAE.