多級潤滑油是一種粘溫性能好、工作溫度寬、節能效果明顯的潤滑油品。在is01989/1"石油工業名詞術語-1"中于多級油定義為：一個多級潤滑油的w粘度級號和100oc運動粘度級號之差至少等于15。具體地說，多級油既含有w粘度級號，又含有100oc運動粘度級號，而且兩個粘度級號之差至少等于15。
無論高溫或低溫，都能保持其性能的潤滑油被稱為多級潤滑油。它們通常用兩個數字來定義。無論高溫還是低溫，性能都有所保證。
只標有一個粘度級號或雖標有兩個粘度級號，但其差小于15的油，稱為單級油。例如；30號油、40號油等；又如20/20w油，該油同時符合20和20w粘度級號油的要求，但這兩個粘度級號之差為0，因此它不是多級油，為單級油。
多級潤滑油與單級潤滑油的區別主要在于粘溫特性不同。粘溫特性是潤滑油粘度隨溫度變化而變化的性能，粘度特性的好壞在上通常用粘度指數來表示，粘度指數是與標準油粘度隨溫度變化的程度比較而得出的相對數值。其值用該油品100oc和40oc粘度通過公式計算得出。粘度指數值越大，表示油的粘溫性能越好。多級潤滑油粘度指數通常都在130以上，而單級潤滑油一般為75～100。
汽車發動機潤滑油工作溫度范圍很寬，發動機起動時的油溫，冬、夏季相差幾十度，起動油溫與大負荷運轉時的油溫相差更大。如果潤滑油粘度過大，流動性和泵輸送性差，將造成發動機起動困難或起動后潤滑油送到潤滑部位的時間過長，容易引起干摩擦，加速機件的磨損。試驗表明：城市運行的汽車，發動機起動時的磨損約占2/3。另一方面，當溫度高時，潤滑油粘度過小，不利于形成流體潤滑油膜而增加摩擦和磨損，甚至造成機件擦傷、拉缸等不良影響。
多級潤滑油是在低粘度基礎油中加入粘度指數劑(或稱增粘劑)等配成的，它對解決低溫起動問題、改善潤滑性能是一項重大的技術突破。因為，粘度指數劑是由一些具有抗剪切性能的線型高分子有機化合物所組成，它們溶解在潤滑油中，在高溫時膨脹伸長，加大潤滑油分子之間的阻力，使潤滑油粘度不至下降太大，保持一定的粘度，形成一定厚度的油膜，起到應有的潤滑作用。而當低溫時這些有機化合物卷曲縮小，懸浮在潤滑油中，潤滑油分子之間的阻力因而減小，使潤滑油粘度不致增加太多，以免引起發動機起動困難，增大磨損。
因此，多級潤滑油具有良好的粘溫特性，既有利于高低溫條件下的潤滑，又利于低溫起動，且有良好的減摩、節能效果。國外有試驗證明，使用多級油時可比單級油降低粘性阻力20%～45%。國內試驗證明，各種粘度級號的發動機多級油比單級油節油1%～3%；多級發動機潤滑油與多級齒輪油聯合使用比單級油節油2%～4%。而且還有良好的減摩效果。
多級潤滑油在冬季環境溫度較低時會比單級潤滑油更易起動。在環境溫度下，發動機要達到一個的轉速起動，這個轉速稱為臨界起動轉速。在嚴寒的冬季，氣溫很低，發動機的臨界轉速要增加 ，這是因為發動機潤滑油的運動粘度在低溫下增大得很大，需要克服的阻力也增大。因此發動機在冷起動時，潤滑油的運動粘度越小，發動機的轉速越大，發動機的冷起動性能越好。多級油在低溫時的動力粘度比單級油小很多，容易起動。
什么是多級油的低溫動力粘度？
潤滑油廠家出具的產品合格單上有時會出現"低溫動力黏度"這項指標。多級油的低溫動力黏度是多級油在低溫、高剪切速率條件下所測得的內摩擦力的大小的量度，用冷啟動模擬實驗機(CCS)來測定。CCS模擬了發動機汽缸套--活塞部分冷啟動時的工況，與發動機的冷啟動有良好的相關性，因而低溫動力黏度可作為預示發動機在低溫條件下能否順利啟動的粘度指標。
粘度是衡量油液抗流動能力的參數。例如，與蜂蜜相比，水的粘度很低。在這個例子中，蜂蜜在同樣的溫度下具有比水更高的粘度。殼牌喜力系列產品具有不同的粘度規格，適合各種引擎和駕況。
大多數潤滑油是多級粘度的，例如‘5W-40'，這意味著無論高溫或低溫，它都能保持其性能。個數字(后面跟有表示冬天的‘'W')表示該潤滑油在較低溫度下的粘度。第二個較大的數字表示在較高溫度下的粘度。多級潤滑油可以減少溫度變化導致的粘度差異。
品質良好的潤滑油在不同溫度和使用環境下都能持久保持穩定的粘度。
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