Торговая площадка   Каталог компаний   Новости законодательства   Аналитика   Технологии и оборудование 
Журнал "Деловой лес" Для руководителей | Размещение баннеров и статей

Вход в систему

Логин
Пароль

Напишите, для регистрации

Статистика

Компаний: 1590
Пользователей: 2863

Реклама на сайте

Информеры Информеры
Главная страница » Аналитика

Легко ли соответствовать требованиям TIER/Stage?

Жёсткие требования относительно вредных выбросов машин спецтехники всё более и более устанавливаются в США и  Европе. Что это - реальная экологическая необходимость или скрытая борьба с конкурентами? Или же это демонстрация высоких достижений современной западной науки и эти меры по защите окружающей среды могут  реально глобальным образом поменять ситуацию в мире?

О Tier и Stage коротко.

Первые законы о защите окружающей среды были разработаны и введены в США. Федеральные стандарты Tier 1 для дизельных двигателей новых внедорожных машин были приняты в 1994 году, они начали поэтапно внедрятся с 1996 года, а уже в 1998 году было решено вводить также поэтапно, в течение 2000...2008 г., значительно более жёсткие нормы Tier 2 и Tier 3. В мае 2004 года Управление по защите окружающей среды США (EPA) утвердило нормы Tier 4, которые, начиная с 2008 года поэтапно вводятся, вплоть до 2015 года. Нормы Tier 4 значительно жёстче предыдущих стандартов. Например, уровень содержания сажи и оксида азота NOx снижен на 90% по сравнению с аналогичными  параметрами, установленными для Tier 3. Для достижения норм Tier 4, считают специалисты, с одной стороны необходимо внедрение усовершенствованных технологий управления двигателем, в т.ч. и управления процессами нейтрализации отработавших газов (ОГ). С другой стороны, такие высокие показатели очистки невозможно получить, не снизив уровень определённых примесей в топливе внедорожных машин. С этой целью EPA предложило предприятиям нефтеперерабатывающей промышленности снизить допустимый уровень содержания серы в топливе, т.к. только при использовании  топлива с малым содержанием серы возможна эффективная работа сажевых фильтров и веществ, абсорбирующих из ОГ оксид азота NOx.

Открылся новый сайт войти с полезной информацией для автомобилистов в судах по ОСАГО, а также КАСКО

В Европе первые законодательные нормы, ограничивающие токсичность ОГ внедорожных самоходных машин были приняты в 1998 году. Введение норм было решено проводить также как и в США, поэтапно. Первый  уровень требований, Stage I, начал действовать в 1999 году, а второй уровень, Stage II, внедрялся на протяжении 2001...2004 гг.

В октябре 2003 года Европарламентом были приняты нормы Stage III, внедрение которых происходит с 2006 года и должно окончательно закончиться в 2013 г. Предлагаемые нормы Stage III/IV были опубликованы Европейской комиссией ещё в декабре 2002 года. Окончательное введение в странах Евросоюза норм Stage IV намечено на 2014 год.

Законодатели стран Евросоюза, Японии, США работают в тесном контакте при разработке стандартов токсичности ОГ двигателей, т.к. планируется, что эти стандарты будут действовать в общемировом масштабе. Так, европейские нормы Stage I/II были частично приведены в соответствие со стандартами США Tier 1/2, а нормы Stage III/ IV гармонизированы со стандартами Tier 3/4.

В целях повышения качества топлива, в соответствии с Директивой 2003/17/ЕС, в странах Евросоюза с 2009 г. продаётся дизельное топливо для внедорожных самоходных машин, практически не содержащее серы, т.е с концентрацией 0,001% или 10 частей на 1 млн.

Быть ли двигателям с «нулевой» эмиссией?

Надо отдать должное конструкторам компаний-ведущих производителей спецмашин, подписавшим в 1996 году т.н. «Соглашение  о принципах», в соответствии с которым производители двигателей обязались снижать токсичность вредных выбросов при производстве новых двигателей. Тогда это соглашение с рядом организаций по защите окружающей среды США, касающееся дизельных двигателей внедорожников, подписали компании John Deere, Cummins, Caterpillar, Deutz, New Holland, Komatsu, Mitsubishi, Isuzu, Yanmar, Kubota, Detroit Diesel, Wis-Con, Navistar. За период с 1996 года до настоящего времени двигателестроители сумели добиться того, что в ОГ снижен уровень выбросов оксида азота NOx и сажи на 60%!

Скептики, однако, вполне резонно замечают, что соблюдение требований Tier для спецтехники на территории Европы и в США оказывает незначительное влияние в целом на мировую ситуацию в части загрязнения, создающегося неочищенными ОГ. Действительно, с этим сложно спорить. С одной стороны, дорожно-строительная техника составляет лишь небольшую часть общего количества транспортных средств, и гораздо больший эффект должны дать экологические мероприятия в отношении огромной армии легкового транспорта и коммерческого, как внутригородского, так и трассового. А с другой стороны, экологические требования к спецтехнике, действующие в странах Африки и Азии, значительно превышающие территориально Европу с Америкой, мягко говоря, гораздо ниже, чем того требуют нормы Tier.

Для многих специалистов вообще спорным является то, что двигатели дорожных и коммунальных серийных машин «дотянутся» до современных, очень жёстких лимитов на выбросы. Они считают, что работы по созданию двигателя с минимальным  уровнем выбросов вполне могут зайти в тупик. Сегодня совершенно очевидно, что одним только совершенствованием процесса сгорания в двигателях ДВС достичь выполнения современных жёстких экологических норм невозможно. Требуется разработка сложных, а следовательно, дорогих, систем очистки выхлопных газов. Возникают большие сомнения, что со стороны стран Азии и Африки, и других экономически слаборазвитых стран, следует ожидать заинтересованности в решении вопроса снижения вредности «выхлопа». Расчеты показывают, что мероприятия по снижению эмиссии вредных выбросов приведут к повышению стоимости транспортных средств минимум на 8%.

Но, поскольку Европа и Америка уже вступили на путь снижения уровня вредности ОГ, законы и положения разработаны и приняты - значит, они подлежат выполнению. Кто-то должен был начать этот процесс по защите окружающей среды и возврат к прежним нормам сегодня уже не возможен.

Вопрос введения жёстких норм не прост.

Несмотря на то, что процесс внедрения требований Tier/Stage уже идёт полным ходом, часть производителей спецтехники, в т.ч. и европейских,  всеми силами пытаются оттянуть переход на нормы Tier 4/ Stage IV, как будто ещё есть возможность, если не отказаться от их выполнения полностью, то, по крайней мере, смягчить. Другие «пробивают» расширение перечня машин, использование которых допускалось бы с устаревшими моделями двигателей. Принятие такого перечня позволит этим производителям торговать своей продукцией вплоть до окончательного принятия норм Tier 4 в 2015 г.

Конечно, попытки «спустить на тормозах» экологические программы и замедлить их введение не могут не волновать приверженцев идеи создания машин с «нулевой эмиссией» вредных веществ. Тем более, что, например, концерн Case New Holland (CNH), компания Volvo CE, целый ряд других компаний демонстрируют совсем иной подход к проблемам экологии. Спецтехника этих производителей не только соответствует современным экологическим нормам, но и во многих случаях, превосходит их.

Почему отличается отношение различных производителей к проблемам экологии? Для руководства Volvo выполнение экологических требований является, по всей видимости, не только желанием достичь дополнительного успеха в бизнесе, повысить уровень своих продаж, но и воспринимается своего рода миссией по сохранению окружающей среды, возложенной  на компанию свыше. Действия Volvo CE во многом продиктованы ещё и характерным для большинства скандинавов бережным отношением к природе.

Деятельность концерна CNH, сосредоточившегося на производстве спецтехники под брендами Case и New Holland, сориентирована также на выдерживание экологических норм. На счету компании много новаторских разработок в области снижения уровня вредных выбросов. Во многом это заслуга входящей в состав CNH фирмы Fiat Powertrain Technologies (FTP), которая поставляет двигатели для техники New Holland, Case, DaimlerChrysler и др. Совсем недавно FTP разработала для компании Iveco абсолютно новые двигатели с запатентованной системой очистки отработавших газов - High Efficiency SCR, которые отвечают самым современным требованиям. Вообще же компания FPT произвела более 100 тысяч двигателей для спецтехники, эта цифра - лучшая характеристика качества.

Но повышенное внимание обработке ОГ не должно производиться в ущерб модернизации других узлов и систем дорожно-строительных машин. Так, новейшие экскаваторы Case укомплектованы двигателями, отвечающими нормам и требованиям Tier 4, но, кроме двигателей, в их конструкции имеется множество инновационных решений, существенно отличающих их от машин прежних серий.

Требования стандартов Tier 1... Tier 3 достигались модернизации конструкции двигателей без использования или при ограниченном использовании нейтрализации. Для соответствия требованиям Tier 4 сегодня в основном применяются две технологии очистки выхлопных газов. В одних машинах применяется технология селективной каталитической нейтрализации SCR, в других - технология рециркуляции отработавших выхлопных газов EGR.

Не выгодней ли было бы выбрать одну и сосредоточить усилия на её усовершенствовании? Дело в том, что в зависимости от объёма и мощности двигателя, а также с учётом условий эксплуатации, конструкторы используют ту или иную технологии очистки. Благодаря этому удаётся достигнуть переходных стандартов норм эмиссии выхлопных газов Tier 4 при сохранении максимально низких эксплуатационных расходов, при этом гарантируется надёжность работы механизмов и высокая производительность машин, а это для владельца - важнейшие качества машины.

Отдельные особенности систем очистки ОГ.

Многие эксперты сходятся во мнении, что выполнение требований Tier 4 проще всего решается при введении в конструкцию системы SCR. В технике New Holland, например, SCR используется в машинах, с двигателем мощностью более 100 л.с. Ограничения по мощности продиктованы тем, что более мощные машины менее требовательны к соблюдению температурного режима, который повышается при работе систем SCR.

По заявлениям специалистов компании, технология очистки  газов SCR будет пользоваться приоритетом и в дальнейших разработках New Holland. Ещё одним основанием для такого прогноза является тот факт, что за счёт оптимизации процессов сгорания, использование систем SCR может существенно снизить потребление топлива, по сравнению с двигателями прежних лет.

В тоже время, сажевые фильтры EGR значительно дешевле и проще в монтаже, чем системы SCR. Но и недостатков у фильтров EGR предостаточно. Одним из главных недостатков технологии рециркуляции ОГ является как раз увеличение до 6% расхода топлива. Однако, сегодня уже существуют разработки, в которых, благодаря высокой синхронности работ гидравлической системы, приводной части и системы управления работой двигателя, получают максимальную производительность и эффективность при стандартном потреблении горючего, даже при оборудовании машины системой EGR.

Распространено мнение, что система рециркуляции EGR требует дорогого обслуживания. Действительно, повышается риск выхода автомобиля из строя в связи со снижением пропускной способности фильтра. Риск повреждения катализатора в большой мере зависит от качества дизтоплива, а точнее от процентного содержания в нём серы. Серный конденсат, образующийся при рециркуляции, вызывает засорение каналов и быстро снижает эффективность очистки. Но, если тщательно контролировать используемое топливо, машина, оборудованная фильтром EGR, не требует частого проведения техобслуживания. Ресурс фильтра твёрдых частиц предполагает несколько тысяч часов работы. Если же всё-таки спецтехника, на которой установлен фильтр, работает в очень уж сложных условиях, и фильтр вырабатывает свой ресурс раньше срока, то процесс замены очень прост и проблем не вызовет.

Применение в машинах систем SCR также не требует для них какого-то специального обслуживания. Оператору достаточно только контролировать и доливать до нужного уровня жидкость AdBlue, для хранения которой на машине специально имеется бак. AdBlue - нетоксичный, бесцветный, не имеющий запаха 32,5% раствор аммиака в дистиллированной воде. Раствор AdBlue в определённых циклических дозах смешивается с выхлопными газами. Происходит реакция с частичками азота, в результате которой крайне вредный оксид азота распадается на безвредный азот и ещё более безвредный водяной пар. Объём бака под AdBlue зависит от типа машины, но в большинстве случаев составляет 10% от ёмкости топливного бака. При конструировании большинства машин, при определении ёмкости бака для AdBlue исходят из того, что этот бак должен заправляться  не чаще, чем при каждой второй заправке топливного бака. Для тяжёлых машин, например, в больших гусеничных экскаваторах, одной заправки бака AdBlue хватает даже на 4 заправки топливом. Опытным путём уже установлено, что если машина эксплуатируется в обычных условиях, то бак с AdBlue требуется наполнять примерно раз в 2 недели.

Конечно, для операторов спецтехники контроль за наличием AdBlue - дополнительная обязанность, но не контролировать уровень AdBlue нельзя. Если бак с жидкостью опустеет, то оператор сразу почувствует падение мощности, а через некоторое время машина заглохнет и без добавления AdBlue уже не заведётся.

Вообще-то, раствор AdBlue - вещество довольно капризное. При высоких температурах, выше 250С, хранить AdBlue не желательно, не любит раствор мочевины и воздействия прямого солнечного света. Также важно помнить, что AdBlue не является «незамерзающей» жидкостью. При температуре ниже минус 11,50С водный раствор аммиака кристаллизуется. Хотя этот процесс и является «обратимым», но доводить раствор до кристаллизации всё же не рекомендуется, поскольку после размораживания возможно появление технических проблем. Отдельные нерастворившиеся кристаллики могут мешать свободному движению жидкости, а аммиак имеет тенденцию кристаллизоваться и оседать на дне бака. Затем этот плотный слой довольно сложно, даже при повышении температуры, растворить. Срок годности AdBlue составляет 6 месяцев, причём если его хранить в незакрытой ёмкости, то в растворе, даже при нормальной температуре, может выпасть кристаллический осадок.

С сожалением надо отметить, что если в США, странах ЕС, Японии на практике воплощаются стремления к обеспечению производства двигателей транспортных средств с практически нулевым выбросом вредных веществ, то в России вопросы создания «чистой» спецтехники практически пока не рассматриваются. Долго ли сможем мы закрывать глаза на проблемы очистки ОГ дорожно-строительной техники - сказать сложно, но решать их всё таки придётся, и, возможно, в достаточно скором времени.

 Николай Протасов

Опубликовано в РИО "Деловой Лес" № 9 (141) 2012г. стр.48

 


Источник: http://review-gadget.com.