Земные спасатели космонавтов (ч.3)
Поисково-эвакуационная установка ПЭУ-1
Придет ли КМУ на смену автокрану? (ч. 2)
Тягово-сцепные характеристики гусеничных бульдозеров
Нетривиальные вопросы
Восемь элементов
Советы по эксплуатации спецтехники
Зарубежные гусеничные гиганты для лесозаготовок
Обзор машины харвестерного типа
Эксплуатация тяжелой техники при низких температурах
Опыт эксплуатации техники Caterpillar в жесточайших условиях Крайнего Севера
Длинная рука разрушения
Машины со сверхдлинным рабочим оборудованием
Раздаточные коробки грузовых автомобилей повышенной проходимости
Тяжелая дорожная артиллерия
Самоходные фрезы
«Автомат» или «робот»? (ч. 1)
Преимущества и недостатки автоматических и роботизированных КП
Крановые стрелы
В поисках компромисса
Когда тянуть, а когда и толкать (ч.2)
Конструкции тягово-сцепных устройств

Стандарты токсичности в США (ч. 2)

Дизельные двигатели внедорожных машин

С. Станкевич

(Окончание. Начало в «ОС» №9, 2004 г.)

Нормы токсичности для двигателей внедорожных машин, разработанные в 1998 году, вводятся в действие в три этапа. Стандарты Tier 1 начали действовать в период с 1996-го по 2000 год. Более жесткие нормы Tier 2 вступают в действие с 2001-го по 2006 год, а им на смену придут еще более строгие стандарты Tier 3, но это произойдет в период с 2006-го по 2008 год. Хотим напомнить, что Tier 3 относятся только к двигателям мощностью 37...560 кВт.

Нормы токсичности отработавших газов (ОГ) Tier 1...3 представлены в табл. 1. Для двигателей внедорожных машин они представлены в метрической системе единиц – в граммах токсичных веществ, приходящихся на 1 кВт·ч. К продукции производителей, подписавших Совместное постановление с ЕРА, могут быть предъявлены требования на соответствие нормам Tier 3 на один год раньше графика, т. е. в начале 2005 года.
В табл. 2 представлены более жесткие нормы токсичности ОГ, которые производители двигателей могут выбрать добровольно, чтобы двигатели получили звание Blue Sky Series («Серия Синее небо»). Они также сертифицируются в рамках норм Tier 1...3.

Двигатели всех типоразмеров также должны соответствовать нормам дымности: 20% непрозрачности на режиме разгона, 15% – при торможении двигателем, 50% – при максимальной мощности.

Нормы предусматривают проверку по нескольким другим контрольным величинам, получаемым путем пересчета, таким, как осреднение, объединение и обмен значений содержания токсичных веществ, а также по максимальным величинам «предел по токсичности семейства двигателей» (FEL), служащим критерием осредненных показателей токсичности ОГ всего семейства двигателей.

Нормы Tier 4 будут вводиться в действие поэтапно, с 2008-го по 2015 год. Нормы Tier 4 для двигателей мощностью менее 560 кВт представлены в табл. 3, для двигателей мощностью свыше 560 кВт – в табл. 4. Нормы предусматривают значительное сокращение NOx (для двигателей мощностью свыше 56 кВт) и сажи (свыше 19 кВт), а также более строгие ограничения содержания СН. Нормы содержания СО остаются без изменений такими же, как в Tier 2...3.

Для двигателей мощностью 56...560 кВт нормы содержания NOx и СН вступают в действие в течение нескольких лет, как указано в примечаниях к табл. 3. По выбору производители вместо норм Tier 4 могут сертифицировать двигатели на соответствие альтернативным нормам на NOx каждый модельный год в течение переходного периода. Эти альтернативные нормы содержания NOx составляют:

– для двигателей мощностью 56...130 кВт

вариант 1 NOx = 2,3 г/кВт·ч = 1,7 г/л.с.·ч (нормам Tier 2 в основном удовлетворяют, май 2012–2013 гг.);

вариант 2 NOx = 3,4 г/кВт·ч = 2,5 г/л.с.·ч (нормам Tier 2 не удовлетворяют, май 2012–2014 гг.);

– для двигателей мощностью 130...560 кВт NOx = 2,0 г/кВт·ч = 1,5 г/л.с.·ч (май 2011–2013 гг.).

Существующие стандарты непрозрачности ОГ Tier 2...3 и соответствующие методики испытаний по-прежнему сохраняют силу для некоторых двигателей. Не подлежат проверке на соответствие нормам дымности ОГ двигатели, сертифицированные по нормам содержания сажи 0,07 г/кВт·ч (или меньше), т. е. двигатели с таким низким содержанием сажи в ОГ обладают соответственно низким уровнем дымности.

Нормы Tier 4 не предусматривают обязательного наличия закрытой системы вентиляции картера у двигателей внедорожных машин. У двигателей с открытой вентиляцией картера токсичность картерных газов должна измеряться и прибавляться к уровню токсичности ОГ.

Подобно предыдущим стандартам, нормы Tier 4 включают такие оценочные величины, как осреднение, суммирование и обмен результатов измерений токсичности и величины FEL, служащие для осреднения уровней токсичности.

Двигатели должны соответствовать нормам токсичности ОГ, приведенным в таблицах, в течение всего срока службы. ЕРА требует использовать «коэффициенты ухудшения» (DFs) при подсчете токсичности ОГ всех двигателей, подпадающих под действие данных норм. DF – это коэффициент, на который должны умножаться данные сертификационных испытаний на токсичность ОГ в конце срока службы двигателя, чтобы получить значения содержания токсичных составляющих в ОГ.

Срок службы двигателя и срок в эксплуатации, в течение которого двигатель должен проходить проверки на токсичность ОГ, по определению ЕРА, для двигателей различных категорий представлены в табл. 5. В нормах Tier 4 предусмотрены такие же сроки службы двигателей.

По оценке ЕРА, с 1998-го по 2010 год количество выбросов в атмосферу NOx с ОГ будет снижено приблизительно на миллион тонн в год, что эквивалентно уменьшению мирового парка легковых автомобилей на 35 млн. ед.

Затраты на приведение двигателей в соответствие требованиям норм токсичности ОГ увеличивают цену продажи обычной новой внедорожной техники с дизельными двигателями менее чем на 1%, хотя для некоторых машин приведение в соответствие с новыми стандартами может увеличить стоимость примерно на 2...3%. Стоимость программы оценивается в 600 USD за каждую тонну уменьшения выбросов NOx.

Когда все старые двигатели внедорожных машин будут заменены на двигатели, соответствующие нормам Tier 4, ежегодное уменьшение вредных выбросов с ОГ, по оценкам, составит 738 000 тонн NOx и 129 000 тонн сажи. К 2030 году благодаря введению в действие предлагаемых стандартов ежегодно будет предотвращаться гибель 12 000 человек. Предполагаемое увеличение розничной цены подавляющего большинства машин из-за ужесточения норм ограничения токсичности составит 1...3% по сравнению с нынешним уровнем. Например, для бульдозера с двигателем мощностью 175 л.с., стоимость которого составляет приблизительно 230 000 USD, увеличение цены из-за совершенствования конструкции двигателя и установки дополнительного оборудования для снижения токсичности ОГ в соответствии с нормами Tier 4 составит приблизительно 6900 USD.

По оценке ЕРА, увеличение стоимости топлива, в котором содержание серы будет снижено до 15 частей на 1 млн., составит в среднем 7 центов за галлон. Но эти затраты уменьшатся до 4 центов за галлон благодаря ожидаемой экономии на затратах на техобслуживание вследствие уменьшения содержания серы в дизельном топливе.

 

 

 

 

 

УЗЛЫ, АГРЕГАТЫ, КОМПОНЕНТЫ ИЗ ОФИЦИАЛЬНЫХ ИСТОЧНИКОВ Двигатель Экология
С. Станкевич Основные Средства 10'2004 22 декабря 2004

Комментарии (0)