Что такое двигатель evro i

Стандарты Euro и Stage для дизельных двигателей

На территории стран ЕС действуют свои стандарты, определяющие уровень вредных выбросов в выхлопных газах. Нормы выбросов изложены в определенных Директивах, которые разрабатывают Европейский Парламент, Европейский Совет (в данном случае представленный министрами по охране окружающей среды стран-участниц ЕС) и Европейская Комиссия. В своей совокупности эти Директивы формируют стандарты Euro

Euro — для дизельных двигателей транспортных средств

Нормы Euro устанавливают пределы для выбросов оксидов азота, общего количества углеводородов, неметановых углеводородов, оксида углерода и твердых частиц для большинства транспортных средств, включая автомобили, грузовики, поезда и катера, но не распространяются на морские суда и самолеты. Принято, что стандарты для легковых автомобилей обозначаются арабскими цифрами –Euro 1, Euro 2, Euro 3, Euro 4, Euro 5, Euro 6, а для большегрузных автомобилей – римскими (Euro I, EuroII, Euro III и т.д.).

Нормативно-правовая база ЕС по ограничению вредных выхлопов выглядит следующим образом:
— Euro 1 (1993 г.) вводились Директивами 91/441/EEC (для легковых автомобилей) и 93/59/EEC (для легковых автомобилей и грузовых автомобилей малой грузоподъемностью);
— Euro 2 (1996 г.): Директивы 94/12/EC и 96/69/EC (для легковых автомобилей), Директивы 2002/51/EC и 2006/120/EC (для мотоциклов);
— Euro 3 (2000 г.): Директива 98/69/EC (для всех транспортных средств) и Директивы 2002/51/EC и 2006/120/EC (для мотоциклов);
— Euro 4 (2005 г.): для всех транспортных средств – Директивы 98/69/EC и 2002/80/EC;
— Euro 5 (2009 гг.) и Euro 6 (2014 г.): для легковых и грузовых транспортных средств – Директива715/2007/EC.

В совокупности все эти нормы заменяют самую первую Директиву 70/220/ЕЕС от 1970 г., направленную на сближение законодательств государств-членов ЕС в области принятия мер против загрязнения атмосферы отработавшими газами автомобильных двигателей с системой позитивного зажигания.

Классификация транспортных средств, попадающих под действие норм Euro, определена Директивами 2001/116/EC и 2002/24/EC:
M — Четырехколесные автомобили для перевозки пассажиров

М_{1 —} Транспортные средства для перевозки пассажиров, имеющие не более восьми сидячих мест, помимо сиденья водителя

М_{2 —} Транспортные средства для перевозки пассажиров, имеющие более восьми сидячих мест, помимо сиденья водителя, и масса которых не превышает 5 тонн
М_{3 —} Транспортные средства для перевозки пассажиров, имеющие более восьми сидячих мест, помимо сиденья водителя, и масса которых более 5 тонн

N — Четырехколесные автомобили для перевозки грузов
N_{1 —} Транспортные средства для перевозки грузов, максимальная масса которых не превышает 3,5 тонн
N_{2 —} Транспортные средства для перевозки грузов, масса которых более 3,5 тонн, но не превышает 12 тонн
N_{3 —} Транспортные средства для перевозки грузов, масса которых более 12 тонн
О — Прицепы (включая полуприцепы)
G — Внедорожники

Нормы устанавливают различные пределы выбросов для бензиновых и дизельных двигателей. Для дизельных двигателей предусмотрены более строгие нормы выхлопов оксида углерода, а для бензиновых – более жесткие нормы для выбросов оксидов азота. Для бензиновых двигателей с прямым впрыском, ограничения для выбросов твердых частиц предусмотрены только в Euro 5 и Euro 6 – 0,005 г/км, цифра пока не является окончательной и должна быть определена до вступления Euro 6 в силу в 2014 г.

Например, для дизельных двигателей транспортных средств категории М выбросы оксидов углерода составляют: по Euro 1 – 2,72 г/км, Euro 2 – 1 г/км, Euro 3 – 0,64 г/км, Euro 4 – 0,5 г/км, Euro 5 и Euro 6 – 0,5 г/км.

Стандарты Euro 5 и Euro 6 в основном существенно ограничивают уровень выбросов твердых частиц и оксидов азота для дизельных двигателей. Для снижения уровня вредных выхлопов от дизельных двигателей страны ЕС большое внимание уделяют развитию альтернативных видов топлива.Директива по биотопливу 2003/30/EC предусматривала достижения доли возобновляемой энергии в транспортном секторе к 2010 г. до 5,75%, сейчас на стадии рассмотрения находится Директива, увеличивающая долю биотоплива до 10% к 2020 г. В связи с этим Комиссия Евросоюза намерена проанализировать, вводить ли дополнительно стандарты для ограничения вредных веществ, которые могут выделяться при использовании альтернативных видов топлива.

Стандарты Euro не лимитируют выбросы углекислого газа для легковых автомобилей. Для этой цели предусмотрено добровольное соглашение между Европейской Комиссией и Ассоциацией европейских производителей автомобилей (АСЕА).

Стандарты для автономных дизельных генераторов

В странах ЕС уровень токсичных веществ от выхлопов дизельных двигателей внедорожной техники регулируют стандарты Stage, аналогичные американским Tier. Хронология введения их в действие следующая: Stage I – в 1999 г., Stage II – с 2001 по 2004 гг., Stage III – с 2006 по 2013 гг., Stage IV – в 2014 г. Нормы Stage распространяются на дизельные двигатели буровых установок, компрессоров, бульдозеров, экскаваторов, техники для обслуживания дорог, снегоуборочной техники, оборудования для аэропортов и подъемных кранов. Стандарты также охватывают сельскохозяйственные и лесозаготовительные машины, но вступили они в силу в 2000 г. Двигатели морских судов, самолетов, железнодорожных локомотивов и автономных дизель генераторов не попадают под действие Stage I и StageII. Например, для дизельных двигателей мощностью 75-130 кВт установлены следующие пределы содержания количества твердых частиц в выхлопах:

Stage I — 0,7 г/кВт.ч.
Stage II и Stage III – 0,3 г/кВт.ч.
Stage IV – 0,025 г/кВт.ч.

В соответствии со стандартом Stage IV должно использоваться топливо с низким содержанием серы – 10-50 мг/кг (по стандарту Stage III – 1000-2000 мг/кг).

В условиях растущей глобализации европейские стандарты Euro/ Stage в определенной степени гармонизированы с американскими нормами Tier. Однако, в нашей стране с 2011 г. все транспортные средства, произведенные или ввезенные на территорию нашей страны, должны соответствовать стандартам Euro 3. Введение стандарта Евро 4 было запланировано на 2010 г., затем перенесено сначала на 2012 г., а потом и вовсе на 2014 г. В РФ уровень вредных выхлопов регулируется Специальным Техническим Регламентом «О требованиях к выбросам автомобильной техникой, выпускаемой в обращение на Территории РФ, вредных (загрязняющих) веществ», который вступил в силу в апреле 2006 г.

«КАМАЗ» начал разработку двигателя «Евро-6»

В Научно-техническом центре «КАМАЗа» в рамках проекта «Тибет» ведутся работы по созданию семейства рядных шестицилиндровых двигателей КАМАЗ-910.40 экологического уровня «Евро-6». Собран первый прототип двигателя.

По сравнению со своим предшественником, перспективный двигатель должен иметь в пять раз меньшие выбросы оксидов азота, в три раза – твёрдых частиц, в 2,5 раза – аммиака с отработавшими газами. Также существуют более жёсткие требования к бортовой диагностике.

«Переход на новый экологический класс двигателя КАМАЗ никогда еще не был таким сложным, как сейчас при разработке двигателя уровня «Евро-6», – рассказал главный специалист по рабочим процессам двигателя Александр Гордеев. — Путь от «Евро-4» к «Евро-5» в рамках семейства двигателей КАМАЗ V8 подразумевал только лишь большее снижение выбросов оксидов азота. Такие показатели, как выбросы твёрдых частиц, угарного газа, углеводородов оставались на том же уровне. И что немаловажно, методы испытаний и процедуры сертификации были абсолютно одинаковыми и относительно «Евро-6» простыми, ограничиваясь лишь стендовыми испытаниями. Кроме того, в методиках испытаний появились холодный и горячий циклы, циклы испытаний двигателя по всем нагрузочным характеристикам, а также оценка выбросов вредных веществ в составе автомобиля на дорогах общего пользования в условиях реальной эксплуатации». Гордеев также отметил, что помимо самого процесса испытаний двигателя, который уже давно стал самодостаточным инженерным направлением, коллектив ведёт научный анализ данных, выдаёт конструкторские рекомендации.

«В этом проекте мы должны заблаговременно определиться с концепцией конструкции двигателя, оптимальным объёмом двигателя, степенью сжатия, правильно выбрать компоненты, такие как турбокомпрессор, система EGR, система нейтрализации. Причём необходимо принять максимально верные решения уже на первом этапе, чтобы исключить повторные циклы подбора компонентов, испытаний, и, соответственно, потерю времени. Для этого и применяется симбиоз расчётных исследований и испытаний, как часть системного моделирования», – дополнил коллегу главный специалист по перспективным двигателям Эдуард Алимгулов.

Сегодня собранный образец проходит стендовые испытания. В частности, сейчас идёт адаптация системы EGR (англ. Exhaust Gas Recirculation), отвечающей за возвращение обратно в цилиндры определённого количества отработавших газов для их окончательного сжигания. Это позволит снизить скорость тепловыделения в цилиндрах двигателя, и, как следствие, — образование оксидов азота. Как отмечают специалисты, только лишь одной системой EGR не удастся достичь требуемых норм по «Евро-6», поэтому это будет комплексное решение: с помощью EGR снижается часть оксидов азота, остальная часть должна быть нейтрализована каталитической системой нейтрализации.

«Когда будут адаптированы все компоненты и завершены стендовые испытания, будем проводить испытания в составе автомобиля», – добавил Эдуард Алимгулов. — В планах – закупка портативных средств измерения выбросов вредных веществ, которые устанавливаются на автомобили. Работы в составе автомобиля запланированы на следующий год. Запуск двигателя в серийное производство планируется на январь 2024 года, ещё через год в серию пойдёт уже сам автомобиль».

Согласно проектной документации, предполагается выпуск целой линейки двигателей рабочим объёмом 13 литров, мощностью от 420 до 560 л.с. Для производства новых моделей силовых агрегатов не нужно будет кардинально перенастраивать имеющуюся производственную линию. Основная оснастка останется неизменной, новые компоненты пойдут как дополнительные функции. Однако до этого момента специалистам ещё предстоит решить много инженерных задач, в частности, повысить эффективность нейтрализации отработавших газов, снизить выбросы аммиака, твёрдых частиц с отработавшими газами, оптимизировать рециркуляцию отработавших газов, бортовую диагностику и т.д.

ЕВРО-6 И ЕГО ОСОБЕННОСТИ

Топливо для автомобильной техники, соответствующей экологическому стандарту Евро-6, производит ОАО «Мозырский НПЗ».

Предприятие уделяет большое внимание проблемам экологии. Появление нового экологического стандарта влияет не только на автопроизводителей — двигатели должны соответствовать новым требованиям, но и на нефтеперерабатывающие заводы — топливо тоже должно быть высокого уровня качества для минимизации уровня вредных веществ в выхлопных газах автомобильной техники. В рамках работы по улучшению экологической ситуации введены специальные экологические стандарты Евро, которые классифицируют автотранспортные средства в соответствии с количеством выбрасываемых вредных веществ в атмосферу.

СПРАВКА

Экологический стандарт Евро — это система экологических стандартов, которые регулируют требования к содержанию вредных веществ в выхлопных газах автомобилей. Экологический класс автомобиля — специальный классификационный код, характеризующий автомобильную технику в соответствии с уровнем выбросов загрязняющих веществ. К загрязняющим веществам относятся выхлопные газы двигателей и испарения топлива, содержащие оксид углерода — СО, производ-ные углеводородов — CmHn, оксиды азота — NОx, а также дисперсные частицы.

Реконструкция, модернизация и техническое переоснащение действующего производства ОАО «Мозырский НПЗ», а также строительство и ввод в эксплуатию новых высокотехнологичных объектов позволили заводу своевременно обеспечить поэтапный переход производства автомобильных топлив от Евро-3 к Евро-6 и получить значительный запас по содержанию серы, ароматических углеводородов и бензола в автомобильном бензине, а также по содержанию серы и полициклических ароматических углеводородов в дизельном топливе. Сбалансированный фракционный состав автомобильного топлива гарантирует надежную и экономичную работу двигателя, значительное снижение токсичности и количества выбросов загрязняющих веществ автотранспортом.

Уже сейчас ОАО «Мозырский НПЗ» производит в полном объеме дизельное топливо, предназначенное для автомобильной техники, соответствующей экологическому стандарту Евро-6. Продукция выпускается в соответствии с требованиями технического регламента Таможенного союза ТР ТС 013/2011 «О требованиях к автомобильному и авиационному бензину, дизельному и судовому топливу, топливу для реактивных двигателей и мазуту» в отношении экологического класса К5, а также требованиями европейского стандарта EN 228 «Топлива для двигателей внутреннего сгорания. Неэтилированный бензин. Технические требования и методы испытаний» и требованиями европейского стандарта EN 590 «Топлива для двигателей внутреннего сгорания. Топливо дизельное. Технические требования и методы испытаний».

История вопроса

Первый экологический стандарт Евро-1 принят в Евросоюзе в 1992 году и начал действовать с 1993-го. Этот стандарт регулировал содержание CO, СН и NO в выхлопах и распространялся на все транспортные средства, включая спецтехнику, которые ввозятся, производятся или продаются на территории Евросоюза. Требования к выбросам CO и NOх для бензиновых и дизельных двигателей не отличались, однако для дизелей регламентировались еще и объемы выброса твердых частиц.

Евро-2, введенный в 1995 году, ужесточал нормы выброса CO почти втрое. Принятые Евросоюзом в 1999-м нормы Евро-3 регламентировали снижение уровня выбросов еще на 30—40 %, а для бензиновых двигателей появилась норма на количество углеводородов в выхлопе. Нормы Евро-4 заработали в ЕС в 2005 году — и выхлопы стали чище еще на 65—70 %. В 2009 году Евросоюз ввел в действие стандарт Евро-5, который существенно сократил количество взвешенных частиц в выхлопе дизельных двигателей и ввел нормы на летучие органические вещества в бензиновых двигателях.

Евро-6, принятый в 2015 году, считается новейшим экологическим стандартом, определяющим еще большее количество требований к выхлопным газам автомобилей с дизельными и бензиновыми двигателями. Прежде всего это касается содержания оксидов азота, выбрасываемых дизельными двигателями в атмосферу. В частности, количество допустимой концентрации оксидов азота (NOx) сокращено в пять раз — с 2 до 0,4 г/кВт*ч, уровень твердых частиц (PM) уменьшен в два раза — с 0,02 до 0,01 г/кВт*ч, а содержание остаточных углеводородов (HC) снижено в 3,5 раза — с 0,46 до 0,13 г/кВт*ч.

Группа итальянских ученых в рамках проекта Tobacco Control под эгидой Всемирной организации здравоохранения в 2014 году провела любопытный эксперимент. Оказалось, что три зажженные сигареты за 30 мин горения в закрытом гараже объемом 60 м 3 выделяют бóльшую концентрацию вредных веществ, чем работающий там же и в течение того же времени дизельный двигатель легкового автомобиля класса Евро-6.

С каждым разом требования норм экологических стандартов Евро становились все жестче как для производителей автомобильных топлив, так и для автопроизводителей.

Для обеспечения высоких требований Евро-3, Евро-4, Евро-5 и Евро-6 к выбросам вредных веществ в выхлопных газах автомобилей в ЕС поэтапно вводились и более строгие нормы к качеству автомобильного топлива, которые установлены в европейском стандарте EN 590 «Автомобильные топлива. Дизельное топливо. Требования и методы испытаний» и в европейском стандарте EN 228 «Автомобильные топлива. Неэтилированный бензин. Требования и методы испытаний», а именно:

для дизельного топлива цетановое число должно быть не менее 51 (c 2000 года), содержание серы — не более 350 ррм (с 2000 года), 50 ррм (c 2005 года) и 10 ррм (c 2009 года), полициклических ароматических углеводородов — не более 8 % масс. (c 2009 года);

для автомобильного бензина содержание серы — не более 150 ррм (c 2000 года), 50 ррм (c 2005 года) и 10 ррм (c 2009 года), бензола — не более 1 % об. (c 2000 года), ароматических углеводородов — не более 42 % об. (c 2000 года) и 35 % об. (c 2005 года), олефиновых углеводородов — не более 18 % об. (c 2000 года).

ТЕКСТ Андрей Есин, начальник службы качества ОАО «Мозырский НПЗ»

Дизельный двигатель — как выбрать топливо?

Как выбрать топливо? Меньше всего можно доверять сочетанию «Евро» с любым числом на раздаточной колонке. Ведь этот стандарт регулирует не совсем то, что нам нужно. «Евро», в первую очередь, регламентирует содержание серы и канцерогенных веществ, а также смазывающую способность топлива. В то же время, жизненно важные для двигателя цетановое число, вязкость, плотность, коэффициент поверхностного натяжения, наличие катализаторов горения и даже сам состав топлива европейским стандартом не регламентируются. В этом плане, соответствие топлива нашему ГОСТ 305-82 гораздо важнее. С другой стороны, ГОСТ 305-82 не так строго относится к содержанию серы. А именно она губительна для тонких деталей двигателей западных машин. Поэтому для новых иномарок европейский стандарт топлива является критичным. А старые машины, работающие на дизельном топливе, не стоит заправлять дизельным топливом, изготовленным по самому высокому европейскому стандарту. При небольшом выигрыше в ресурсе двигателя и топливной аппаратуры вы получите повышенный расход топлива и повышенную дымность при высоких нагрузках. Но и наш, и европейский стандарт топлива имеют фатальные недостатки. Советский стандарт бесповоротно устарел, в нём не отображается борьба за снижение количества смол и механических примесей. А евро стандарт продолжает гнаться за бессмысленным уже понижением содержания серы.

Согласно ГОСТ 305-82 «Топливо дизельное. Технические условия» топливо по низкотемпературным свойствам может быть:

• Л — летним;
• З — зимним;
• А — арктическим.

А к низкотемпературным свойствам, в свою очередь, относятся плотность, температура вспышки, температуры помутнения, застывания и замерзания.

Задавшись вопросом, как выбрать топливо, нужно учитывать, что дизельные топлива делятся не только по низкотемпературным свойствам, а ещё и по классам, сортам и видам.

Кажется, от этого может пойти голова кругом. На самом деле всё просто. Качество регулируется стандартами «Евро» и ГОСТ, а низкотемпературные свойства показывают, при каких температурах ещё можно эксплуатировать двигатель. А что же тогда показывают классы и сорта? Спешим вас успокоить — они тоже имеют отношение к низкотемпературным свойствам! Для умеренной климатической зоны дизельное топливо делят на шесть сортов: А, В, С, D, E, F. Для сорта А предельная температура фильтруемости (ниже которой солярка не проходит через топливный фильтр) равна +5 °С, для сорта F — -20°С, шаг между сортами равен -5 °С (5, 0, -5, -10, -15, -20 °С соответственно). Для районов с холодным климатом дизельное топливо условно разделяют на пять классов, от 0 до 4. Класс показывает температуру помутнения топлива и предельную температуру фильтруемости. Для класса 0 предельная температура фильтруемости равна -20 °С, для класса 4 предельная температура фильтруемости равна -44 °С.

Итак, мы разобрались — классы и сорта имеют отношение к низкотемпературным характеристикам поведения топлива. А «вид» показывает столь важное для евростандарта содержание серы. Приведем пример:

ДТ ЕВРО сорт F, ВИД II. Сорт F — значит, зимнее топливо для умеренного климата, вид II — содержание серы в этом топливе не более 50 ррМ (мг/кг).

ДТ Евро класс 2, вид I — слово «класс» означает, что это зимнее топливо для холодного климата, вид I — содержание серы в этом топливе не более 350 ррМ (мг/кг).

Вид I соответствует стандарту «Евро-3», и содержанию серы не более 350 ррМ (мг/кг).

Вид II соответствует стандарту «Евро-4», и содержанию серы не более 50 ррМ (мг/кг).

Вид III соответствует стандарту «Евро-5», и содержанию серы не более 10 ррМ (мг/кг).

С 1 января 2013 года в Российской Федерации запрещён оборот топлива классом ниже Евро-3.