На пути к экологической революции (ч. 2)

(Окончание. Начало см. «ОС» № 1, 2005 г.)

Все упомянутые в предыдущей части статьи компании-производители специализируются на производстве двигателей для использования в разных отраслях промышленности. Существует, однако, и другая группа производителей двигателей – изготовляющих силовые агрегаты для дорожных транспортных средств. Поскольку нормативы, ограничивающие вредные выбросы, были сначала введены для дорожных транспортных средств, эти компании-производители продвинулись дальше по пути экологического совершенствования двигателей. У некоторых из них, например Ford, IVECO, Volkswagen и Mitsubishi, есть отделения, занимающиеся производством промышленных двигателей.

Двигатель Scania 420, соответствующий экологическим нормам Euro 4

Казалось бы, благодаря значительным капиталовложениям этих компаний в исследования и разработки они могут предложить потребителю больше других, особенно в среднем мощностном диапазоне, однако они, в общем, оказываются менее гибкими по сравнению с производителями промышленных двигателей в части приспосабливаемости двигателей к конкретным сферам применения (см. статью «На пределе возможностей», журнал «ОС» № 11, 2004 г.). Тем не менее и у этих компаний имеются двигатели, которые заслуживают внимания.

IVECO в настоящее время разрабатывает двигатели, соответствующие нормам Stage IIIB и Stage IV. Изготовлено множество опытных образцов, и компания уверена, что к времени вступления в действие стандартов разработки будут успешно завершены. Как предполагают специалисты компании, чтобы обеспечить соответствие нормам Stage IV, придется увеличить давление в системе впрыска двигателей и применять обработку отработавших газов (ОГ) в форме селективной каталитической нейтрализации. Из этой серии двигателей девять моделей, предназначенных для строительных машин NEF, были представлены на выставке Bauma 2004. Все они сертифицированы на соответствие нормам Stage II и являются дополнением к семи моделям, уже имеющимся в продаже, презентация которых состоялась на выставке EIMA в ноябре 2003 г. Два из этих семи двигателей: 3,9-литровый (107 кВт) и 5,9-литровый (169 кВт) – оборудованы системой впрыска Common Rail.

Двигатель Cummins OSK19

У автомобилестроительного гиганта – компании Ford также имеется отделение, занимающееся выпуском промышленных двигателей: Ford Power Products. Специалисты этой фирмы выбрали несколько иной путь снижения токсичности ОГ двигателей. Они разработали семейство промышленных двигателей с искровым зажиганием с усовершенствованным электронным управлением, способных работать на разных видах топлива. Новейший двигатель TSG416 этого семейства, имеющий самый меньший типоразмер, – это четырехцилиндровый 1,6-литровый, способный работать на бензине, сжиженном пропан-бутане и природном газе. В семействе имеются также еще четыре двигателя, развивающие мощность от 72 до 186 кВт. Компания Ford предполагает снижать токсичность ОГ двигателей путем использования электронного оборудования, которое точно регулирует количество топлива, необходимого для работы двигателя, и выбирает оптимальные режимы управления.

Компания Volkswagen вышла на рынок промышленных двигателей благодаря решению датской фирмы Linde, изготавливающей вилочные погрузчики: использование двигателей VW TDi, SDi и LPG (турбодизели с наддувом и работающие на сжиженном пропан-бутане), первоначально разработанных для седана VW Passat. Linde закупает 24 000 двигателей VW в год, которыми будут оснащать вилочные погрузчики 39X грузоподъемностью до 4,5 т, а также некоторые модели меньших типоразмеров.

Схема устройства V-образного восьмицилиндрового двигателя Scania 500/580 рабочим объемом 16 л, соответствующего нормам Euro 3

Производящая грузовые автомобили и автобусы компания Scania также изготавливает двигатели, используемые в качестве промышленных. Специалисты Scania утверждают, что в ближайшие годы основное значение будут иметь несколько новых методов снижения токсичности ОГ. Усовершенствование систем впрыска топлива – одно из направлений этой работы. При улучшении управления процессом впрыска и увеличении давления впрыска уровень содержания NОx и твердых частиц удается уменьшить. Scania разработала систему впрыска Common Rail собственной конструкции. Эта система будет играть основную роль в снижении токсичности ОГ и уровня шума новых двигателей. Компания также предполагает использовать методы рециркуляции ОГ и селективной каталитической нейтрализации. Специалисты Scania считают, что лучшим методом снижения токсичности ОГ является усовершенствование управления процессом сгорания топлива в двигателе.

Ограничение уровня шума

Нормы Евросоюза, которые должны вступить в действие в 2006 г., предусматривают снижение допустимого уровня шума от транспортных средств на 3 дБ (А). На первый взгляд, это немного, но поскольку акустическая шкала логарифмическая, в действительности это означает значительное снижение шума, производимого данной машиной.

Схема устройства новейшего двигателя Scania 420 рабочим объемом 12 л, оборудованного насос-форсунками и усовершенствованной системой управления процессом сгорания топлива

Причина ужесточения норм, ограничивающих шум, проста. Строительство, особенно в Европе, все чаще ведется вблизи жилых зон, жителям которых сильно мешает шум машин. Жители выражают недовольство, если вблизи жилой зоны находится источник повышенного шума.

Операторы спецтехники также предъявляют все более жесткие требования к условиям своей работы. Они хотели бы во время работы в кабине трактора или экскаватора чувствовать себя так же, как в салоне собственного легкового автомобиля. Руководство компании Perkins заявляет, что строительные машины с их двигателями будут работать так же тихо, как легковые автомобили высокого класса, например BMW.

В отличие от норм токсичности ОГ нормы уровня шума больше относятся не к производителям двигателей, а к производителям транспортных средств и спецмашин, поскольку нормы ограничивают шум, создаваемый всей машиной, а не только двигателем. Это порождает горячие споры между специалистами, отвечающими за разные характеристики двигателей. После установки двигателя на машину общее снижение шума может составить всего 1,5 дБ (А), так как в машине помимо двигателя имеется много иных источников шума, включая системы охлаждения, выпуска и трансмиссию.

Компания Hatz Diesel также работает над снижением шума. Ее по-настоящему малошумные двух-, трех- и четырехцилиндровые двигатели модели L412C SilentPack полностью заключены в шумоизолирующие кожухи и оборудованы многими другими приспособлениями, снижающими шум. Как заявляет компания, по сравнению с ранее выпускавшимися моделями уровень шума снижен на 10%.