內(nèi)燃機油黏度分級按美國汽車工程師學會（SAE）標準進行分類，質(zhì)量分級按美國石油學會（API）標準進行分級。我國內(nèi)燃機油的分類，也采用了國際上通用的SAE黏度分類和API質(zhì)量等級分類。

對于內(nèi)燃機油黏度等級的分類，世界各國均采用SAEJ300標準進行。隨著內(nèi)燃機油質(zhì)量標準的逐步提高，SAE J300在1962年正式提出后，標準更新很快，經(jīng)過多次修訂、完善，SAE J300現(xiàn)在最新的版本是SAE J300-2013（表2.2）。我國部分采用內(nèi)燃機油黏度分類標準SAE J300-1994（適用于SE、SF、CC、CD，表2.3）和SAE J300-1999（適用于SG、CF、CF-4及以上油品）。低溫動力黏度是內(nèi)燃機油在低溫、高剪切速率條件下所測得的內(nèi)摩擦力大小的量度。該黏度以冷啟動模擬機（CCS）測試，該試驗模擬了發(fā)動機汽缸套-活塞部位冷啟動時的工況，與發(fā)動機的冷啟動有良好的相關性因而低溫動力黏度縣預測發(fā)動機在低溫條件能否順利啟動的黏度指標。我國標準試驗方法有GB／T 6538發(fā)動機油表觀黏度測定法（冷啟動模擬機法），國外標準試驗方法有ASTM D5293的發(fā)動機潤滑油低溫下表觀黏度測定法（Cold Car．a(chǎn)nking Simulator，CCS），兩種方法等效?；痉椒ㄊ牵簩⒃嚇蛹釉谵D(zhuǎn)子與定子之間，用直流電動機驅(qū)動一個緊密裝在定子里的轉(zhuǎn)子，通過調(diào)節(jié)流經(jīng)定子的制冷劑流量來維持試驗溫度。轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速是黏度的函數(shù)，由標準曲線和測得的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速來確定試油的黏度。在同一種低溫條件下，測出的該黏度值越小，說明機油的冷啟動性能越好。

車用潤滑油在低溫下油泵供油速度和供油量不足，就會出現(xiàn)發(fā)動機啟動后摩擦表面長時間得不到充分的潤滑而導致磨損增加，這種泵送失敗是因為其在低溫下黏度太大或出現(xiàn)蠟結(jié)晶或含有高分子聚合物等所致。邊界泵送溫度是預測機油能維持正常泵送的最低溫度，在高于此溫度的條件下，機油能及時、連續(xù)、充分地被泵送至各潤滑部位，避免發(fā)動機啟動磨損，可用來衡量油品泵送性的好壞。測定方法為GB／T9171。邊界泵送溫度越低，泵送性越好，反之越差。SAE J300-1999和SAE J300-2013 版中將邊界泵送溫度用邊界泵送黏度代替，邊界泵送黏度是指在某一溫度下，潤滑油可以通過泵輸送的最大黏度，試驗方法為NB／SH／T 0562。發(fā)動機的使用性能不僅與其低溫下的黏度有關，而且還與其在高溫下的黏度有關系。由于內(nèi)燃機油是非牛頓液體，因此在發(fā)動機工況下，潤滑油的黏度對潤滑油在高溫下的使用具有重要意義。故提出高溫高剪切黏度，簡稱HTHS黏度，是在高溫（150℃）和高剪切（剪切速率D＝10s-＇）時潤滑油的動力黏度。潤滑油在高溫高剪切條件下的黏度下降雖然有利于降低摩擦力，但保證必要的黏度對于保護運動部件，使閥系避免磨損非常關鍵，因此，一般對SG級以上的多級油而言，高溫高剪切黏度成為現(xiàn)代發(fā)動機油的一個重要指標，目前試驗方法為SH／T 0618。

內(nèi)燃機油黏度等級分為含字母W（Winter，冬季用油）及不含字母W（春秋與夏季用油）兩個系列，其中含字母W的黏度等級對低溫性能有特殊要求，系列中的OW、5W、10W、15W、20W、25W牌號是根據(jù)最大低溫黏度、最高邊界泵送溫度以及100℃時最小運動黏度來劃分的，數(shù)字越小，低溫性能越好。不含W的黏度系列中的16、20、30、40、50、60各牌號是以其100℃運動黏度來劃分的，數(shù)字越大，黏度越高。

只符合一個黏度等級的要求的油品，稱為單級油。近年來，內(nèi)燃機中越來越多地使用多級油（Multi-grade Oil）。所謂多級油是指其100℃黏度在某一非W黏度等級范圍內(nèi)，而同時其低溫黏度和邊界泵送溫度又能滿足某一W黏度等級的指標，可表示為5W／30、10W／30及20W／40等。多級油大多由較低黏度的基礎油添加黏度指數(shù)改進劑（ViscosityIndex Improver，簡稱VII）稠化后制成的，所以過去也稱稠化機油，現(xiàn)已少見這類稱呼。多級油的黏溫性能顯著優(yōu)于單級油，能同時滿足高溫及低溫環(huán)境的要求，它的使用不受地區(qū)和季節(jié)的限制，冬、夏季和南、北地域通用，故又可稱為冬夏兩用油或四季用油。近數(shù)十年來，由于已證實這類多級油尤其利于節(jié)約燃料，故各國都在努力節(jié)能大力提倡和發(fā)展，盡量多使用多級油。發(fā)達國家目前已廣泛使用由較低黏度基礎油與黏度指數(shù)改進劑調(diào)成的黏度跨度較大的多級油，如5W／30,10W／40，我國也在重視推廣這類多級油的應用。

內(nèi)燃機油黏度牌號的選擇，主要考慮的因素有環(huán)境溫度、發(fā)動機本身的設計要求、發(fā)動機本身的新舊狀況、負荷等。表2.5示出了部分內(nèi)燃機油黏度牌號與使用環(huán)境溫度的對應關系。2）內(nèi)燃機油質(zhì)量等級的分類

我國參照SAE J183分類方法，以S代表汽油機油系列（加油站供售用油，Service StationO0il），分為SA、SB、SC、SD、SE、SF、SG、SH、SJ、SL、SM、SN等質(zhì)量等級，每遞增一個字母，機油的性能都會優(yōu)于前一種，機油中會有更多用來保護發(fā)動機的添加劑，即字母越靠后，質(zhì)量等級越高。

SA級汽油機油是不加添加劑的礦物油；SB級油也只加抗氧劑和抗磨劑；自1962年建立了MS程序以來，于1964年發(fā)展了SC級油。1968年美國汽車的排氣提出了嚴格的要求，為滿足排氣法的要求，汽車上安裝了PCV閥，把發(fā)動機竄氣漏入曲軸箱的尾氣引出返回到汽缸進行二次燃燒，這樣雖改善了汽車的排放，但惡化了曲軸箱內(nèi)潤滑油的環(huán)境，容易生成油泥，從而于1968年發(fā)展了SD級油，提高了油品的低溫分散性能。20世紀70年代，美國的高速公路發(fā)展很快，車速提高，同時汽車開空調(diào)，使?jié)櫥偷挠蜏厣?，使?jié)櫥偷母邷匮趸⒏叩蜏爻练e和銹蝕問題更加嚴重，還加劇了潤滑油高溫變稠，這就要求其潤滑油具有很好的低溫分散、高溫抗氧和清凈性能，從而在1972年發(fā)展了SE級油，解決了油品高溫變稠的問題。20世紀80年代開始使用無鉛汽油，同時要求潤滑油中的磷含量小于0.14％和灰分小于1.0％，進一步要求提高潤滑油的高溫性能，從而在1980年發(fā)展了SF級油。20世紀80年代中期，發(fā)現(xiàn)汽車反復在高溫高速和低溫低速交叉行駛情況下，容易產(chǎn)生“黑油泥”，為了解決“黑油泥”的問題，于1988年發(fā)展了SG級油，進一步提高了潤滑油的熱穩(wěn)定性和分散性能。SG級油的出現(xiàn)，大大改善了“黑油泥”的問題，但市場上銷售的SG級油的質(zhì)量很不穩(wěn)定，差別很大。為此，美國汽車制造商協(xié)會（AAMA）和日本汽車制造商協(xié)會（JAMA）20世紀90年代初共同組織了國際潤滑油標準化和批準委員會（簡稱ILSAC），并于1990年10月提出了與SG級汽油機油規(guī)格相當?shù)腉F-1，但質(zhì)量控制要嚴格得多，而且還要求節(jié)能指標，隨后又發(fā)展了GF-2、GF-3、GF-4和GF-5級油。同時美國為了改進現(xiàn)有油品的質(zhì)量保證體系，于1994年發(fā)展了SH級油。隨后又相繼于1996年、2000年、2004年、2009年先后發(fā)展了APISJ、SL、SM和GF-5級潤滑油。2010年，通過了APISN及SN＋節(jié)能的規(guī)格，于2011年實施。與SM級汽油機油相比，SN級汽油機油具有更高的燃料經(jīng)濟性和燃料經(jīng)濟耐久性，并能確保機油與車輛排放系統(tǒng)部件的兼容性，能夠滿足歐VI等更高級別排放標準。

綜上所述，新出現(xiàn)的各級油品與上代油品相比，SD級油主要提高了低溫分散性能，SE級油主要提高了高溫性能，SF級油主要進一步提高了高溫性能，SG級油重點解決油品的“黑油泥”問題，SH／GF-1級油確保了油品質(zhì)量穩(wěn)定，SJ／GF-2級油主要降低了油中的磷含量，改善了催化轉(zhuǎn)化器的兼容性，延長催化劑的使用壽命、改善了揮發(fā)性、高溫沉積和低溫泵送等性能；SL／GF-3級油主要提高了抗氧化和低溫分散性能；SM／GF-4級油主要降低了尾氣污染物排放量，還要提高高溫抗磨性、沉積物控制能力、氧化穩(wěn)定性、低溫防銹／防腐性和用后油的泵送性；GF-5級油主要改善燃料經(jīng)濟性、排氣系統(tǒng)的兼容性和發(fā)動機油及發(fā)動機部件的耐久性，API SN的性能指標與GF-5比較除磷保持性、沉積物、乳化保持性不要求外，其他完全相同；而API SN＋節(jié)能規(guī)格完全與GF-5一樣。

柴油機油系列則以C代表（商業(yè)用油，Commercial Oil），分為CA、CB、CC、CD、CD、II（II表示兩沖程柴油機）、CE、CF、CF-4（4表示四沖程柴油機）、CG-4、CH-4、CI-4及CJ-4等質(zhì)量等級，其質(zhì)量水平依次提高。

CA級油適用于輕負荷、自然吸氣發(fā)動機，CB級油是為解決高硫含量燃料發(fā)展起來的，CC是為適應中負荷柴油機發(fā)展起來的。CD級油主要是為了適應重負荷、增壓、大功率柴油機因油溫提高，高溫氧化生成物增多，易導致活塞黏環(huán)和磨損而提出來的，這一級別油品維持了30多年之久，是壽命最長的規(guī)格。20世紀80年代，美國柴油機不斷向著大功率、重負荷增壓柴油機發(fā)展，行駛條件更為苛刻，同時，1988年美國開始對顆粒物進行限制，要求所有柴油機油具有更好的活塞清凈性、氧化安定性及更小的磨損，從而發(fā)展了CE級油。20世紀90年代，環(huán)保法要求進一步降低NO2和顆粒物排放，柴油噴入形式由進入預燃室改為直噴，噴嘴壓力加大，經(jīng)常出現(xiàn)彈簧損壞、油環(huán)黏結(jié)等現(xiàn)象，因此于1991年發(fā)展了CF-4油。1994年，顆粒物排放要求在1988年的基礎上降低了83％，而柴油中的硫含量被認為是柴油性質(zhì)中影響顆粒物排放的主要因素之一，降低柴油中硫含量可以直接降低顆粒物中硫酸鹽含量。所以，當時柴油硫含量的水平從5000μg／g降到500μg／g，于是1995年發(fā)展了CG-4級油，CG-4級油主要用于低硫燃料的重負荷柴油機。1998年美國要求NO，排放在1994年的基礎上再降低20％，汽車生產(chǎn)廠商采用延遲點火來實現(xiàn)目標。這造成了在發(fā)動機做功和排氣沖程中，煙炱會被汽缸襯套上的潤滑液膜吸附下來，這些吸附在潤滑液膜中的炭黑會在吸氣沖程中由活塞環(huán)（刮油環(huán)）隨潤滑油一同被刮入曲軸箱，使機油中煙炱量增加，引起了嚴重的行車問題，如機油黏度升高、過濾器堵塞等，為了解決這些問題，開發(fā)出了CH-4級油，CH-4級油既可用低硫燃料，又可用高硫燃料。2002年，為了進一步降低NO，排放，大多數(shù)重質(zhì)發(fā)動機都安裝了低水平（10％～15％）的廢氣再循環(huán)后處理（EGR）系統(tǒng)，其結(jié)果造成潤滑油溫度升高，加速了潤滑油氧化；且進入發(fā)動機進行再循環(huán)的廢氣還會將大量的炭黑、氮氧化物、硫氧化物、水蒸氣以及非完全燃燒所產(chǎn)生的酸類物質(zhì)帶入發(fā)動機內(nèi)部，炭黑含量的增加使?jié)櫥妥兂?，造成腐蝕磨損。此外，氮氧化物、硫氧化物、酸性燃燒和水還會增加活塞環(huán)的腐蝕和汽缸套的磨損。因此，用于廢氣再循環(huán)后處理系統(tǒng)的潤滑油必須能夠承受熱和煙炱以及控制酸腐蝕的能力，從而在2002年開發(fā)了APICI-4重負荷發(fā)動機油。2005～2010年環(huán)保要求進一步減少污染物排放，而傳統(tǒng)技術(shù)在降低NO，排放的同時傾向于增加顆粒物的排放，反之亦然。因此，EGR系統(tǒng)和延遲點火時間已無法滿足這種更為苛刻的排放要求，汽車生產(chǎn)廠商采用了廢氣處理催化劑、粒子捕捉器等技術(shù)。使用了粒子捕捉器后，由于粒子的快速沉積，過濾器裝置很快被堵塞，從而導致排氣背壓增加，發(fā)動機功率下降，油耗增加，所以，使用粒子捕捉器的一個先決條件，就是要求采用超低硫柴油（15μg／g），相應的柴油機油發(fā)展了APICJ-4油，其性能與CI-4相比，在油耗、閥組磨損的防護、軸承的防護、煙炱的控制，活塞沉積和排放的環(huán)境友好方面都有很大改善。

可見，美國汽油機油和柴油機油升級換代非?？焖?，新一代發(fā)動機油規(guī)格的執(zhí)行（使用）時間通常為5年左右，而舊規(guī)格將廢棄。如美國頒布了SJ／GF-2和SL／GF-3后，SA至SH的8種規(guī)格都已先后廢棄不用。此外，根據(jù)美國執(zhí)行新規(guī)格的時間安排，從頒布規(guī)格之日起，12個月內(nèi)開始執(zhí)行，18個月后強制執(zhí)行。如SL／GF-3規(guī)格2000年6月頒布，2001年7月1日開始執(zhí)行，2001年底強制執(zhí)行。目前，我國的汽油機油主體是SJ、SL，部分采用SM／GF-4、SN；柴油機油主體是CF-4、CH-4，部分采用CI-4、CI-4＋和CJ-4。表2.6示出了部分API汽油機油和柴油機油的質(zhì)量分類情況。

在內(nèi)燃機潤滑油中還有一類既可用于汽油機又可用于柴油機的產(chǎn)品，被稱為通用內(nèi)燃機油，可以同時滿足汽油機油和柴油機油質(zhì)量要求的發(fā)動機油，主要適用于既有汽油車也有柴油車的大型混合車隊，其牌號可用SE／CD、SM／CF、CF-4／SG等表示。由于通用內(nèi)燃機油中的添加劑用量比普通的汽油機油和柴油機油要多一些，組分的選配也復雜，所以成本要高一些。但通用內(nèi)燃機油的性能全面、適應面寬，換油期比非通用油長，潤滑油油耗也低，使用通用油在經(jīng)濟上仍然是合理的，同時可簡化油品管理、方便使用，所以很受歡迎，特別是在西歐。