Généralités
Les lubrifiants remplissent des fonctions tout aussi importantes que celles d'un élément de construction. Les lubrifiants doivent être eux aussi adaptés aux sollicitations occurrentes dans un groupe ou dans le véhicule, pour se trouver à même de remplir leur mission technique de graissage. Des impératifs sévères doivent régir l'huile de base, la composition des lubrifiants ainsi que le type et la proportion d'additifs, vu que la performance, la durée de vie et la sécurité de fonctionnement du véhicule dépendent, pour tous les éléments à lubrifier, en très grande partie de la qualité du lubrifiant.
Viscosité
La viscosité (consistance) est la propriété permettant à l'huile de graissage de pallier une déformation (mouvement relatif entre deux couches de fluides) en exerçant une résistance interne (friction). L'indication de la viscosité permet de décrire la fluidité des huiles de graissage (p. ex. dans les plages de températures hautes et basses).
Viscosité dynamique
L'unité SI (SI = Système International d'Unités) de la viscosité dynamique s'exprime en pascal-seconde (Pa s).
Unité de mesure : 1 Pa s = 1 Ns/m2,
Conversion de la viscosité : 1 mPa s = 1 cP (centipoise).
Viscosité cinématique
Le quotient de la viscosité dynamique et de la densité du lubrifiant est la viscosité cinématique.
L'unité SI est exprimée en m2/s.
Conversion de la viscosité : 1 mm2/s = 1 cSt (centistoke).
Réaction de la viscosité à la température (comportement VT)
Par comportement VT d'une huile de graissage, on entend la modification de la viscosité sous l'action de la température. La viscosité des huiles de graissage varie en fonction de la température et de la pression et en plus, dans le cas d'huiles à viscosité intrinsèque, du gradient de cisaillement. En général, la viscosité diminue lorsque la température augmente.
Indice de viscosité (VI)
L'indice de viscosité caractérise le comportement viscosité/température d'une huile de graissage. Il s'agit d'un chiffre défini par calcul à partir d'une échelle conventionnelle, caractérisant la variation de viscosité d'une huile minérale sous l'effet de la température. Un indice de viscosité élevé caractérise une variation relativement faible à la température et vice-versa. L'indice de viscosité peut être calculé à partir des valeurs de viscosité mesurées à 40 °C et 100 °C.
Grades de viscosité SAE
Pour les deux huiles de graissage essentielles des véhicules automobiles, à savoir l'huile moteur et l'huile de boîte de vitesses, la "Society of Automotive Engineers" (SAE) a établi une classification selon la viscosité, qui a été reprise dans les normes internationales correspondantes. L'indication du grade SAE détermine la viscosité à haute et basse température. Lorsque les températures sont basses, la viscosité joue un rôle important pour le démarrage à froid et lorsque les températures sont élevées, comme p. ex. en fonctionnement à pleine charge, elle doit assurer des propriétés lubrifiantes suffisantes. Les grades SAE prescrits pour les véhicules MB figurent sur les feuilles 224.1/.2 et 231.1/.2/.3.
Grades SAE pour huiles moteur
La norme SAE J 300 définit les grades de viscosité SAE pour les huiles moteur (voir feuille 211.0). Pour les huiles multigrades courantes de nos jours, deux nombres sont indiqués, p. ex. SAE 10W-40. Le nombre devant le "W" indique la fluidité de l'huile moteur à froid, le nombre après le "W" correspond à la viscosité à chaud. Dans le cas des huiles dotées de la lettre "W", le comportement à froid de la visco-élasticité est défini par deux valeurs limites devant être respectées : la "Cold Cranking Viscosity" et la "Low Temperature Pumping Viscosity" (toutes deux étant des viscosités dynamiques en mPa s). Dans la plage haute température, la classification de l'huile moteur dans un grade SAE dépend à la fois de sa viscosité cinématique (en mm2/s) à une température de 100 °C et de sa viscosité dynamique (en mPa s) à 150 °C et à un taux de cisaillement élevé 106 1/s (=HTHS High-Temperature High Shear Viscosity, viscosité haute température et haut cisaillement).
Grades SAE pour les huiles de boîte de vitesses
Les grades de viscosité SAE pour les huiles de boîte de vitesses sont définis dans la norme SAE J 306. Tout comme pour les huiles moteur, les grades de viscosité SAE dotés de la lettre "W" (p. ex. 75W) comprennent une valeur limite déterminant le comportement à froid de la visco-élasticité de l'huile de boîte de vitesses. La valeur limite définit la température à laquelle la viscosité dynamique de l'huile de boîte de vitesses doit être inférieure ou égale à 150 000 mPa s. La visco-élasticité à 100 °C est définie dans tous les grades SAE par la valeur limite de la viscosité cinématique et en plus, pour les grades SAE 80, 85, 90 et 140, par une valeur limite déterminant la viscosité cinématique maximum.