Нормы токсичности отработавших газов в Европе для грузовых автомобилей
Для дизельных двигателей грузовых автомобилей стандарты Евро определяют предельные содержания углеводородов (НС и NMHC), оксида углерода (СО), оксидов азота (NOx), твердых частиц и показатели дымности выхлопа. Предельно допустимые значения соотнесены с мощностью двигателя и указаны в г/кВт·ч (см. рис. «Европейские нормы токсичности отработавших газов для грузовых автомобилей с дизельными двигателями» ).
x
Для двигателей с малым рабочим объемом, т.е. с объемом менее 0,75 л на один цилиндр и номинальной частотой вращения коленчатого вала свыше 3000 мин-1, допустимое содержание твердых частиц несколько выше, чем для двигателей с большим рабочим объемом. Для цикла испытаний ЕТС установлены отдельные значения предельно допустимого содержания токсичных веществ, например, допустимое содержание твердых частиц приблизительно на 50 % выше, чем указано для цикла ESC, поскольку пиковых выбросов сажи можно ожидать именно в переходных, динамических режимах.
В октябре 2005 года вступили в силу нормы токсичности Евро-4, сначала для типовых испытаний на соответствие техническим условиям, а год спустя для серийного производства. Все предельные концентрации токсичных веществ значительно ниже, чем предусмотрено нормами Евро-3, однако наиболее значительным было ужесточение требований к содержанию твердых частиц (допустимый предел снижен приблизительно на 80%). Кроме того, вступление в силу норм Евро-4 повлекло за собой следующие изменения:
- Динамические испытания (ЕТС) в дополнение к циклам ESC и ELR являются обязательными для всех дизельных двигателей;
- Функционирование компонентов системы снижения токсичности отработавших газов должно документально отражаться на протяжении всего срока службы автомобиля.
Нормы токсичности Евро-5 были введены в действие в октябре 2008 года для всех новых двигателей и год спустя для всех новых серийно произведенных автомобилей. По сравнению с нормами Евро-4 были ужесточены требования только к предельному содержанию NOx.
В январе 2013 года вступят в силу нормы Евро-6 для новых типов двигателей (1 год спустя для всех вновь произведенных двигателей). По сравнению с нормами Евро-5, предельное содержание оксидов азота будет снова снижено на 80 %, а содержание твердых частиц — более чем на 60 % (относительно предела ЕТС для Евро-5). В соответствии с нормами Евро-6 будут введены новые, согласованные процедуры испытаний. Здесь также будут предусмотрены испытания в стационарном режиме (WHSC, всемирный согласованный цикл испытаний в установившихся режимах и динамические испытания (WHTC, всемирный согласованный динамический цикл). В отличие от норм Евро-5, в Евро-6 не будут отдельно указаны значения предельного содержания твердых частиц для испытаний в переходных (динамических) режимах; эти предельные значения будут идентичны указанным для испытаний в установившихся режимах.
Требования к топливу
В комплексе требований новых стандартов токсичности важное место занимают требования к составу дизельного топлива ULSD (Ultra-Low Sulfur Diesel – дизельное топливо со сверхнизким содержанием серы). При более высоком содержании серы в топливе нейтрализация ОГ будет менее эффективной, и в результате токсичность ОГ может оказаться выше, чем требуют новые нормы, из-за повышенного содержания сульфатов и диоксида серы SO2
Для сертификации по Tier 4 с 2011 г. должно использоваться дизельное топливо ULSD с содержанием серы 7…15 ppm. Переход с содержания серы 2000 ppm на 7…15 ppm производится поэтапно в период с 2006-го по 2010 г.
В Евросоюзе уровень содержания серы в дизтопливе должен уменьшиться с 500 ppm сначала до 15 ppm, а затем до 5 ppm и практически до 0 ppm. Нормы ULSD Евросоюз будет вводить с 2009 г. – перед вступлением в действие норм Stage IIIB. В Японии ULSD уже приняты для топлива внедорожных машин.
Следует отметить, что в результате обработки, снижающей содержание серы, может уменьшиться устойчивость топлива к окислению, поэтому, несомненно, понадобится вводить в него противоокислительные присадки.
