Европейские нормы токсичности – двигатель прогресса
Нормами Stage регламентируется максимальное содержание в ОГ четырех токсичных составляющих – окиси углерода (СО), углеводородов (СН), окислов азота (NOx) и твердых частиц или сажи (РМ). Ограничения Stage I были введены в течение одного, 1999 г. Более жесткие нормы Stage II вступают в действие поэтапно. С января 2001 г. под их действие подпали моторы мощностью 18 – 37 кВт. В январе прошлого года Stage II распространились на дизели мощностью от 130 до 560 кВт, которыми оборудуются строительные машины массой от 20 до 100 т. Соответственно многие новинки, представленные на выставках строительного оборудования в 2001 – 2002 гг., принадлежат именно к этому типоразмеру.
Следует заметить, что компаниям, не успевшим вписать свою продукцию в требования новых норм, дается возможность некоторое время продолжать выпуск старых двигателей и машин, но с каждой единицы такой техники в казну платится довольно значительная пеня.
С начала этого года вступили в силу нормы Stage II для дизелей мощностью 75 – 130 кВт. Они затронули строительные машины эксплуатационной массой от 13 до 20 т, главным образом экскаваторы, погрузчики, а также некоторые модели бульдозеров и других машин.
Но настоящий бум новых моделей начнется с наступлением 2004 г., когда действие Stage II распространится на двигатели мощностью 37 – 75 кВт и затронет машины массой 5 – 13 т, наиболее используемые. Ежегодно около 35 000 экскаваторов, фронтальных колесных погрузчиков, экскаваторов-погрузчиков, телескопических вилочных погрузчиков, строительных самосвалов и некоторых других машин с такими моторами продаются в Европе, что составляет примерно четверть всех продаж в этом регионе. Это означает, что на Bauma-2004 будет много новинок.
Заметим, что выпуск машин, не отвечающих Stage II, не прекратится. В мире остается еще немало мест (Азия, Африка), где эти нормы пока не действуют, именно туда техника, «не въездная» в Евросоюз, будет еще какое-время поставляться. Любопытно, что крупные компании, вынужденные из-за нерентабельности прекращать выпуск машин, не отвечающих Stage II, освобождают рынок для более мелких производителей, которые раньше не могли конкурировать с гигантами, а теперь смогут получать прибыль. Таковы причуды свободного рынка. Двигатель Cummins QSB 5.9 Stage II мощностью 142 – 205 кВт (в зависимости от модификации) имеет по четыре клапана на один цилиндр и оборудован электронным управлением подачей топлива Quantum
Двигатели совершенствуются
Моторостроители всеми силами стремятся добиться соответствия продукции новым нормам без излишнего ее усложнения, а значит и без чрезмерного увеличения стоимости. Так, двигатели Cummins B3.3, 6STAA8.3 уже удовлетворяют новым нормам и не требуют изменений. В двигатели QSB5.9 вводится электронное управление, но конструкция головки с двумя клапанами на цилиндр сохраняется.
Технические усовершенствования зачастую становятся причиной увеличения стоимости силовых агрегатов, но изготовители утверждают, что дело не ограничивается «экологичностью». Двигатели с электронным управлением обладают гораздо лучшей топливной экономичностью, чем их «механические» предшественники.
Исследования, выполненные Liebherr еще в 1998 г., показали, что для приведения ее двигателей в соответствие Stage II достаточно установить интеркулер, а для адаптации к Stage III уже потребуются дополнительные электронные системы. Некоторые из двигателей Liebherr, устанавливавшихся на строительные машины, уже в 1998 г. соответствовали Stage II, а к 2001 г. Stage II отвечали уже все двигатели компании. Сопутствующим эффектом модернизации стали повышение мощности и снижение расхода топлива. Тогда же все строительные машины Liebherr получили новые выхлопные системы для адаптации к современным требованиям по шуму.
Нормы Stage III вступят в силу не ранее 2006 г., и фирма Liebherr уже сегодня закончила подготовку данной модификации двигателей. Серийное производство и установка на строительные машины первых двигателей Liebherr в исполнении Stage III начнется в 2003 г. По соображениям рентабельности (так как стоимость модернизированных двигателей увеличивается) переход на данные двигатели будет поэтапным и продолжится до 2006 г.
Чтобы добиться соответствия двигателей все ужесточающимся нормам, практически всем моторостроителям придется в конечном счете снабдить свою продукцию сложной электронной аппаратурой и компьютерными программами. Разработки таких систем требуют больших усилий и средств. Например, Caterpillar оценивает свои вложения в исследования и разработки двигателей Stage II в $250 млн. Yanmar TNE – промышленные двигатели с жидкостным охлаждением мощностью 8,1 – 71 кВт.
Гармонизация стандартов – проблема мирового масштаба
Специалисты компании Caterpillar отмечают значительное ухудшение экономичности производства и снижение эффективности коммерческой деятельности партнеров, возникающие из-за такой «двойственности» продукции. Эти проблемы непонятны для некоторых более мелких партнеров Cat: почему, пригодная для США продукция не может продаваться в Европе, и они должны делать что-то иное? Yanmar TNV мощностью от 10 до 64 кВт удовлетворяет нормам ЕЭС и США .
Единственный значительный регион в мире, где в настоящее время еще не введены полные стандарты на токсичность ОГ машин, предназначенных для эксплуатации вне дорог, – Япония. И только содержание NОx в этой стране с 1996 г. регламентировано. Министерство транспорта Японии стремится к гармонизации своего законодательства с европейскими нормами.
При продолжающейся глобализации экономики вопрос, как добиться, чтобы законодательные органы США и ЕЭС работали более согласованно, становится все важнее.
Качество топлива и токсичность ОГ
Качество топлива непосредственно влияет на токсичность выхлопа. Однако в настоящее время не существует гармонизированных общеевропейских стандартов для топлива, предназначенного для строительных машин, и это весьма серьезная проблема. Кое-где в Европе местное законодательство допускает содержание серы в таком топливе до 2 000 ррм (частей на миллион), в то время как в топливе для магистральных транспортных средств допускается не более 10 ррм.
В 2005 г. Европейская Экономическая Комиссия (ЕЭК) будет пересматривать поправку к директиве 98/07/ЕС, нормирующей качество бензина и дизельного топлива для магистральных транспортных средств. По-видимому, эти же нормы должны распространяться и на топливо для внедорожных машин. Поправка вступит в действие в 2008 г. Двигатель Deutz 2012 мощностью 155 кВт, представленный на Bauma-2001 соответствует нормам токсичности Европы и США
Шум и токсичность ОГ
Гармонизация стандартов – проблема мирового масштаба
Снижение токсичности ОГ до установленных нормативами пределов обычно связано с мероприятиями, отнюдь не способствующими снижению шума. Характеристики работы двигателя тесно связаны между собой и изменение одной из них неизбежно влияет на другие и чаще всего – в худшую сторону.
.jpg)
Последняя директива ЕЭС по ограничению шума для строительного оборудования 2000/14/ЕС вступила в действие с начала 2002 г. Проблема, связанная с этим документом, состоит в том, что ограничения по шуму действительны для машин любой мощности, в то время как нормы токсичности ОГ Stage II вступают в действие поэтапно. В результате такой несогласованности производители строительного оборудования должны проходить через дорогостоящий и отнимающий много времени процесс сертификации своих машин дважды – один раз на соответствие нормам по шуму, а затем, когда вступит в силу соответствующий закон по токсичности ОГ.
Следует добавить, что как только директива 2000/14/ЕС вступила в силу, на нее сразу со всех сторон стали поступать критические отзывы, так как она, главным образом, ограничивает шум от различных видов оборудования, используемого вне помещений.
Какова же перспектива?
Двигатели Cummins соответствуют нормам Stage II/Tier II Из-за многочисленности законов, влияющих на производство двигателей, эта отрасль промышленности, похоже, обречена на целый период неопределенного положения. Следующим важным этапом процесса законотворчества стало опубликование в конце 2002 г. проекта европейских норм токсичности ОГ Stage III.
Производители двигателей и строительных машин могут считать, что они одержали маленькую победу: обеспечена гармонизация европейских норм с уже опубликованными законами США, к тому же нормы ЕЭС составлены достаточно гибко. Однако остается еще много нерешенных вопросов. В любом случае, двигателестроителям предстоит множество исследовательских и доводочных работ (и сопутствующих им затрат) до того, как новые законы вступят в действие.
Так как срок введения в действие норм Stage III приближается (видимо, это произойдет в январе 2006 г.), технические и финансовые трудности производителей двигателей будут возрастать: ведь им нужно удовлетворить требования и ЕЭК, и потребителей.
С. Станкевич
Рекомендуем также:
