內(nèi)燃機(jī)油黏度分級(jí)按美國(guó)汽車工程師學(xué)會(huì)（SAE）標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分類，質(zhì)量分級(jí)按美國(guó)石油學(xué)會(huì)（API）標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分級(jí)。我國(guó)內(nèi)燃機(jī)油的分類，也采用了國(guó)際上通用的SAE黏度分類和API質(zhì)量等級(jí)分類。

（1）內(nèi)燃機(jī)油黏度等級(jí)的分類

對(duì)于內(nèi)燃機(jī)油黏度等級(jí)的分類，世界各國(guó)均采用SAEJ300標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。隨著內(nèi)燃機(jī)油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的逐步提高，SAE J300在1962年正式提出后，標(biāo)準(zhǔn)更新很快，經(jīng)過(guò)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(guó)部分采用內(nèi)燃機(jī)油黏度分類標(biāo)準(zhǔn)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(dòng)力黏度是內(nèi)燃機(jī)油在低溫、高剪切速率條件下所測(cè)得的內(nèi)摩擦力大小的量度。該黏度以冷啟動(dòng)模擬機(jī)（CCS）測(cè)試，該試驗(yàn)?zāi)M了發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸套-活塞部位冷啟動(dòng)時(shí)的工況，與發(fā)動(dòng)機(jī)的冷啟動(dòng)有良好的相關(guān)性因而低溫動(dòng)力黏度縣預(yù)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)在低溫條件能否順利啟動(dòng)的黏度指標(biāo)。我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法有GB／T 6538發(fā)動(dòng)機(jī)油表觀黏度測(cè)定法（冷啟動(dòng)模擬機(jī)法），國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法有ASTM D5293的發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油低溫下表觀黏度測(cè)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(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)一個(gè)緊密裝在定子里的轉(zhuǎn)子，通過(guò)調(diào)節(jié)流經(jīng)定子的制冷劑流量來(lái)維持試驗(yàn)溫度。轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速是黏度的函數(shù)，由標(biāo)準(zhǔn)曲線和測(cè)得的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速來(lái)確定試油的黏度。在同一種低溫條件下，測(cè)出的該黏度值越小，說(shuō)明機(jī)油的冷啟動(dòng)性能越好。

車用潤(rùn)滑油在低溫下油泵供油速度和供油量不足，就會(huì)出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后摩擦表面長(zhǎng)時(shí)間得不到充分的潤(rùn)滑而導(dǎo)致磨損增加，這種泵送失敗是因?yàn)槠湓诘蜏叵吗ざ忍蠡虺霈F(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(yù)測(cè)機(jī)油能維持正常泵送的最低溫度，在高于此溫度的條件下，機(jī)油能及時(shí)、連續(xù)、充分地被泵送至各潤(rùn)滑部位，避免發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)磨損，可用來(lái)衡量油品泵送性的好壞。測(cè)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(rùn)滑油可以通過(guò)泵輸送的最大黏度，試驗(yàn)方法為NB／SH／T 0562。發(fā)動(dòng)機(jī)的使用性能不僅與其低溫下的黏度有關(guān)，而且還與其在高溫下的黏度有關(guān)系。由于內(nèi)燃機(jī)油是非牛頓液體，因此在發(fā)動(dòng)機(jī)工況下，潤(rùn)滑油的黏度對(duì)潤(rùn)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(jiǎn)稱HTHS黏度，是在高溫（150℃）和高剪切（剪切速率D＝10s-＇）時(shí)潤(rùn)滑油的動(dòng)力黏度。潤(rùn)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(duì)于保護(hù)運(yùn)動(dòng)部件，使閥系避免磨損非常關(guān)鍵，因此，一般對(duì)SG級(jí)以上的多級(jí)油而言，高溫高剪切黏度成為現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)油的一個(gè)重要指標(biāo)，目前試驗(yàn)方法為SH／T 0618。

內(nèi)燃機(jī)油黏度等級(jí)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(gè)系列，其中含字母W的黏度等級(jí)對(duì)低溫性能有特殊要求，系列中的OW、5W、10W、15W、20W、25W牌號(hào)是根據(jù)最大低溫黏度、最高邊界泵送溫度以及100℃時(shí)最小運(yùn)動(dòng)黏度來(lái)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(hào)是以其100℃運(yùn)動(dòng)黏度來(lái)劃分的，數(shù)字越大，黏度越高。

只符合一個(gè)黏度等級(jí)的要求的油品，稱為單級(jí)油。近年來(lái)，內(nèi)燃機(jī)中越來(lái)越多地使用多級(jí)油（Multi-grade Oil）。所謂多級(jí)油是指其100℃黏度在某一非W黏度等級(jí)范圍內(nèi)，而同時(shí)其低溫黏度和邊界泵送溫度又能滿足某一W黏度等級(jí)的指標(biāo)，可表示為5W／30、10W／30及20W／40等。多級(jí)油大多由較低黏度的基礎(chǔ)油添加黏度指數(shù)改進(jìn)劑（ViscosityIndex Improver，簡(jiǎn)稱VII）稠化后制成的，所以過(guò)去也稱稠化機(jī)油，現(xiàn)已少見(jiàn)這類稱呼。多級(jí)油的黏溫性能顯著優(yōu)于單級(jí)油，能同時(shí)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(lái)，由于已證實(shí)這類多級(jí)油尤其利于節(jié)約燃料，故各國(guó)都在努力節(jié)能大力提倡和發(fā)展，盡量多使用多級(jí)油。發(fā)達(dá)國(guó)家目前已廣泛使用由較低黏度基礎(chǔ)油與黏度指數(shù)改進(jìn)劑調(diào)成的黏度跨度較大的多級(jí)油，如5W／30,10W／40，我國(guó)也在重視推廣這類多級(jí)油的應(yīng)用。 內(nèi)燃機(jī)油黏度牌號(hào)的選擇，主要考慮的因素有環(huán)境溫度、發(fā)動(dòng)機(jī)本身的設(shè)計(jì)要求、發(fā)動(dòng)機(jī)本身的新舊狀況、負(fù)荷等。表2.5示出了部分內(nèi)燃機(jī)油黏度牌號(hào)與使用環(huán)境溫度的對(duì)應(yīng)關(guān)系。2）內(nèi)燃機(jī)油質(zhì)量等級(jí)的分類我國(guó)參照SAE J183分類方法，以S代表汽油機(jī)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(jí)，每遞增一個(gè)字母，機(jī)油的性能都會(huì)優(yōu)于前一種，機(jī)油中會(huì)有更多用來(lái)保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)的添加劑，即字母越靠后，質(zhì)量等級(jí)越高。SA級(jí)汽油機(jī)油是不加添加劑的礦物油；SB級(jí)油也只加抗氧劑和抗磨劑；自1962年建立了MS程序以來(lái)，于1964年發(fā)展了SC級(jí)油。1968年美國(guó)汽車的排氣提出了嚴(yán)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(dòng)機(jī)竄氣漏入曲軸箱的尾氣引出返回到汽缸進(jìn)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(rùn)滑油的環(huán)境，容易生成油泥，從而于1968年發(fā)展了SD級(jí)油，提高了油品的低溫分散性能。20世紀(jì)70年代，美國(guó)的高速公路發(fā)展很快，車速提高，同時(shí)汽車開(kāi)空調(diào)，使?jié)櫥偷挠蜏厣?，使?jié)櫥偷母邷匮趸?、高低溫沉積和銹蝕問(wèn)題更加嚴(yán)重，還加劇了潤(rùn)滑油高溫變稠，這就要求其潤(rùn)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(jí)油，解決了油品高溫變稠的問(wèn)題。20世紀(jì)80年代開(kāi)始使用無(wú)鉛汽油，同時(shí)要求潤(rùn)滑油中的磷含量小于0.14％和灰分小于1.0％，進(jìn)一步要求提高潤(rùn)滑油的高溫性能，從而在1980年發(fā)展了SF級(jí)油。20世紀(jì)80年代中期，發(fā)現(xiàn)汽車反復(fù)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(wèn)題，于1988年發(fā)展了SG級(jí)油，進(jìn)一步提高了潤(rùn)滑油的熱穩(wěn)定性和分散性能。SG級(jí)油的出現(xiàn)，大大改善了“黑油泥”的問(wèn)題，但市場(chǎng)上銷售的SG級(jí)油的質(zhì)量很不穩(wěn)定，差別很大。為此，美國(guó)汽車制造商協(xié)會(huì)（AAMA）和日本汽車制造商協(xié)會(huì)（JAMA）20世紀(jì)90年代初共同組織了國(guó)際潤(rùn)滑油標(biāo)準(zhǔn)化和批準(zhǔn)委員會(huì)（簡(jiǎn)稱ILSAC），并于1990年10月提出了與SG級(jí)汽油機(jī)油規(guī)格相當(dāng)?shù)腉F-1，但質(zhì)量控制要嚴(yán)格得多，而且還要求節(jié)能指標(biāo)，隨后又發(fā)展了GF-2、GF-3、GF-4和GF-5級(jí)油。同時(shí)美國(guó)為了改進(jìn)現(xiàn)有油品的質(zhì)量保證體系，于1994年發(fā)展了SH級(jí)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(jí)潤(rùn)滑油。2010年，通過(guò)了APISN及SN＋節(jié)能的規(guī)格，于2011年實(shí)施。與SM級(jí)汽油機(jī)油相比，SN級(jí)汽油機(jī)油具有更高的燃料經(jīng)濟(jì)性和燃料經(jīng)濟(jì)耐久性，并能確保機(jī)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(jí)別排放標(biāo)準(zhǔn)。綜上所述，新出現(xiàn)的各級(jí)油品與上代油品相比，SD級(jí)油主要提高了低溫分散性能，SE級(jí)油主要提高了高溫性能，SF級(jí)油主要進(jìn)一步提高了高溫性能，SG級(jí)油重點(diǎn)解決油品的“黑油泥”問(wèn)題，SH／GF-1級(jí)油確保了油品質(zhì)量穩(wěn)定，SJ／GF-2級(jí)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(zhǎng)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(jí)油主要提高了抗氧化和低溫分散性能；SM／GF-4級(jí)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(jí)油主要改善燃料經(jīng)濟(jì)性、排氣系統(tǒng)的兼容性和發(fā)動(dòng)機(jī)油及發(fā)動(dòng)機(jī)部件的耐久性，API SN的性能指標(biāo)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(jī)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(jī)）、CE、CF、CF-4（4表示四沖程柴油機(jī)）、CG-4、CH-4、CI-4及CJ-4等質(zhì)量等級(jí)，其質(zhì)量水平依次提高。CA級(jí)油適用于輕負(fù)荷、自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)，CB級(jí)油是為解決高硫含量燃料發(fā)展起來(lái)的，CC是為適應(yīng)中負(fù)荷柴油機(jī)發(fā)展起來(lái)的。CD級(jí)油主要是為了適應(yīng)重負(fù)荷、增壓、大功率柴油機(jī)因油溫提高，高溫氧化生成物增多，易導(dǎo)致活塞黏環(huán)和磨損而提出來(lái)的，這一級(jí)別油品維持了30多年之久，是壽命最長(zhǎng)的規(guī)格。20世紀(jì)80年代，美國(guó)柴油機(jī)不斷向著大功率、重負(fù)荷增壓柴油機(jī)發(fā)展，行駛條件更為苛刻，同時(shí)，1988年美國(guó)開(kāi)始對(duì)顆粒物進(jìn)行限制，要求所有柴油機(jī)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(jí)油。20世紀(jì)90年代，環(huán)保法要求進(jìn)一步降低NO2和顆粒物排放，柴油噴入形式由進(jìn)入預(yù)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(chǔ)上降低了83％，而柴油中的硫含量被認(rèn)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(dāng)時(shí)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(jí)油，CG-4級(jí)油主要用于低硫燃料的重負(fù)荷柴油機(jī)。1998年美國(guó)要求NO，排放在1994年的基礎(chǔ)上再降低20％，汽車生產(chǎn)廠商采用延遲點(diǎn)火來(lái)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。這造成了在發(fā)動(dòng)機(jī)做功和排氣沖程中，煙炱會(huì)被汽缸襯套上的潤(rùn)滑液膜吸附下來(lái)，這些吸附在潤(rùn)滑液膜中的炭黑會(huì)在吸氣沖程中由活塞環(huán)（刮油環(huán)）隨潤(rùn)滑油一同被刮入曲軸箱，使機(jī)油中煙炱量增加，引起了嚴(yán)重的行車問(wèn)題，如機(jī)油黏度升高、過(guò)濾器堵塞等，為了解決這些問(wèn)題，開(kāi)發(fā)出了CH-4級(jí)油，CH-4級(jí)油既可用低硫燃料，又可用高硫燃料。2002年，為了進(jìn)一步降低NO，排放，大多數(shù)重質(zhì)發(fā)動(dòng)機(jī)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(rùn)滑油溫度升高，加速了潤(rùn)滑油氧化；且進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行再循環(huán)的廢氣還會(huì)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(dòng)機(jī)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(huì)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(rùn)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(kāi)發(fā)了APICI-4重負(fù)荷發(fā)動(dòng)機(jī)油。2005～2010年環(huán)保要求進(jìn)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(shí)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(diǎn)火時(shí)間已無(wú)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(guò)濾器裝置很快被堵塞，從而導(dǎo)致排氣背壓增加，發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降，油耗增加，所以，使用粒子捕捉器的一個(gè)先決條件，就是要求采用超低硫柴油（15μg／g），相應(yīng)的柴油機(jī)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(hù)、軸承的防護(hù)、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(jiàn)，美國(guó)汽油機(jī)油和柴油機(jī)油升級(jí)換代非?？焖伲乱淮l(fā)動(dòng)機(jī)油規(guī)格的執(zhí)行（使用）時(shí)間通常為5年左右，而舊規(guī)格將廢棄。如美國(guó)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(guó)執(zhí)行新規(guī)格的時(shí)間安排，從頒布規(guī)格之日起，12個(gè)月內(nèi)開(kāi)始執(zhí)行，18個(gè)月后強(qiáng)制執(zhí)行。如SL／GF-3規(guī)格2000年6月頒布，2001年7月1日開(kāi)始執(zhí)行，2001年底強(qiáng)制執(zhí)行。目前，我國(guó)的汽油機(jī)油主體是SJ、SL，部分采用SM／GF-4、SN；柴油機(jī)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(jī)油和柴油機(jī)油的質(zhì)量分類情況。

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