Чистый выхлоп

ОГРАНИЧЕННОСТЬ ТЕРРИТОРИИ И СКУЧЕННОСТЬ НАСЕЛЕНИЯ В ЕВРОПЕЙСКИХ ГОСУДАРСТВАХ В СВОЕ ВРЕМЯ ПРИВЕЛИ К ТОМУ, ЧТО В ШКОЛАХ СССР ЭКОНОМИЧЕСКОЙ СИСТЕМОЙ КАПИТАЛИСТОВ ПУГАЛИ УЧЕНИКОВ, КАК ПРИМЕР БЕСХОЗЯЙСТВЕННОСТИ И БЕЗОТВЕТСТВЕННОСТИ. АРГУМЕНТИРОВАЛИ ЭТО ТЕМ, ЧТО ИЗ-ЗА ЖАДНОСТИ ВЛАДЕЛЬЦЕВ ФАБРИК И ЗАВОДОВ, ЭКОНОМИВШИХ НА ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЯХ, В ЕВРОПЕЙСКИХ РЕКАХ, КУДА СЛИВАЛИСЬ ОТХОДЫ, ДАВНО НИКТО НЕ ЖИВЕТ – ДАЖЕ МИКРОБЫ. ЭТО БЫЛО НЕДАЛЕКО ОТ ПРАВДЫ, НО ЕВРОПЕЙЦЫ БЫСТРО ИЗВЛЕКЛИ ИЗ ЭТОГО УРОК. СЕЙЧАС В РЕКАХ ЕВРОПЫ ПОЛНО РЫБЫ, А ВО МНОГИХ ГОСУДАРСТВАХ ВОДУ МОЖНО ПИТЬ ИЗ-ПОД КРАНА.

После борьбы за чистоту во­дных ресурсов Европа взялась за воздух. Сегодня автомобильный транспорт занимает одно из первых мест среди наибольших загрязни­телей атмосферы (более 60%). От­работавшие газы содержат более 200 видов химических соединений. Чтобы оградить планету от нарас­тающей   угрозы   глобального   загрязнения, мировым сообществом был предпринят ряд мер по борьбе за чистоту выхлопа. В частности, в Европе начали вводить нормы Евро, регламентирующие токсичность вы­бросов автотранспорта.

Помня, что спасение экологии — процесс дол­гий и дорогостоящий, европейские чиновники еще в 1988 г. приняли экологический стандарт Евро-0, определяющий предельное содержание некоторых веществ в выхлоп­ных газах автомобилей. Через 26 лет с той даты Европа переходит на стандарт Евро-6. Как менялись за это время дви­гатели и их системы — рассказ дол­гий. Но, на мой взгляд, прорывных технологий в двигателестроении мы не увидели, а достижение экологи­ческих норм происходило за счет модернизации, улучшения и «углубления» уже имеющегося. В конеч­ном итоге это вылилось не только в инфляционное существенное подо­рожание техники, но и в увеличение стоимости владения автомобилем. Раскошелиться, в итоге, пришлось каждому жителю Европы и не толь­ко. Переживать по этому поводу не стоит, потому что все, и экология в том числе, имеет цену.

Свою цену имеет и новый дви­гатель, который создали инженеры DAF. В марте текущего года журна­листы были приглашены на презен­тацию нового мотора в Эйндховен. Его показу предшествовала лекция специалиста по двигателестроению, доктора Франца Мозера из технического университета Вены, который рассказал «куда, зачем и почем».

Смысл выступления свелся к тому, что экологическое требо­вание для двигателей будет уже­сточаться, но не такими темпами, потому что ничего принципиально нового в двигателестроении ждать не приходится. Скорее всего, уже­сточатся требования к моторам по содержанию в выхлопных газах СО2 и сажевых частиц. Окислы азота пока решили оставить в покое, но нашли новую цель к придиркам — аммиак (NН3). Обещают до 2020 г. определиться с новыми концентра­циями вышеупомянутых соединений.

А чем воевать будем? Да все тем же! Улучшать блок и головку блока: делать их легче и технологичнее. Больше 4-х клапанов на цилиндр пока ждать не стоит — нет необходимости. Поэкспериментируем с распредвалами.  В обязательном порядке будет использоваться ин­тегрированный моторный тормоз (Scania с раздельной головкой блока — ау!). Рабочее давление в цилин­драх будет 180-250 бар, а давление впрыска топлива в цилиндры -1800-2500 бар с помощью многото­чечных распылителей. Причем, бла­годаря электронике, подача топлива будет происходить многократными импульсами, продолжительность и цикличность которых меняется в зависимости от режимов работы и настройки компьютерной програм­мы. Без турбины с изменяемой гео­метрией современный дизельный двигатель для грузовиков уже никто не представляет. В обязательном порядке — системы рециркуляции выхлопных газов EGR, каталитиче­ской нейтрализации SCR и сажевый фильтр DPF.

Вот в этих трех соснах и пред­стоит блуждать инженерам неопре­деленное время. Проблема состоит в том, и я уже неоднократно писал об этом на страницах журнала, что уменьшение одного параметра, са­жевых частиц, за счет повышения температуры вызывает увеличение окислов азота и наоборот. К тому же EGR требует топлива без S (серы), a SCR — определенной рабочей температуры катализаторов, рас­положенных в глушителе. Поэтому современная машина имеет десятки датчиков, отслеживающих многие параметры. На самом деле КПД (коэффици­ент полезного действия) дизельного двигателя современного автомоби­ля равен примерно 45%.

Примерно 20% теряется в виде нагретых вы­хлопных газов, 16% — на тепловое рассеивание блоком двигателя, 10% — на охлаждение системы EGR, 9% — на интеркулер. В принципе, если здесь покопаться и хорошо подумать, то можно часть энергии, терявшуюся в виде тепла (проще всего — выхлопные газы и охлаж­дение EGR), преобразовать в меха­ническую с помощью цикла Ренкина — термодинамического   преобразования тепла в работу с помощью во­дяного пара. Но и это даст только 6% прироста эффективности. Так что в обозримом будущем вряд ли автомобили начнут возить с собой миниатюрную теплостанцию.

А для того, чтобы журналисты со­всем не впали в депрессию от услы­шанного, им показали то, что, судя по задумкам голландцев, поможет Европе и Америке (DAF принадле­жит американской группе PACCAR) увидеть надежду в гонке за Евро-6 — это совершенно новый двигатель. Новорожденного нарекли МХ-11, а ради его появления из семьи дафовских двигателей изгнали 9-ли­трового собрата.  Чем  он  провинился — нам не сказали, но теперь родственными узами связаны 5-, 7-, 11 — и 13-литровые моторы.

Этот 11-литровый двигатель с рождения отвечает стандартам Евро-6 (с намеком на быструю до­водку до новых) и встанет на конвейер только в конце лета 2013 г. Пять версий мощности, от 290 до 440 л.с, не оставляют сомнений в том, что ставить мотор будут в ос­новном на машины серии CF. Маги­стральные грузовики XF используют 13-литровые двигатели, которые тяжелее новичка на 180 кг и имеют большую мощность и потребление топлива на 3% выше.

Блок нового мотора изготовлен из высокопрочного чугуна с графи­том и имеет ребра жесткости. В сам блок уже интегрированы топливные каналы и два топливных насоса, ко­торые создают давление в топлив­ной рампе системы Common Rail. Впрыск топлива в цилиндры происходит при давлении 2500 бар. Распредвал теперь верхний, что способствует увеличению жесткости головки из-за отсутствия каналов для толкателей клапанов, которых 4 на каждый цилиндр. Это в свою оче­редь позволило повысить давление в цилиндрах. Но самое главное, что валов теперь два и они полые, так как высокие нагрузки на них сняты встро­енным в корпус блока топливным насосом. Кроме всего, такая конструкция распределительных валов позволяет максимально эффективно использовать моторный тор­моз, 70% мощности которого реализуется при оборотах двигателя до 1500 об/мин.

Турбонагнетатель с промежуточным охлаждением и изменяемой геометрией обеспечивает двигателю вы­сокий крутящий момент уже с 900 об/мин. Само собой, что для достижения Евро-6 на моторе стоит система EGR, а в выхлопной — SCR. Голландцы дают гарантию, что такую экологическую норму двигатель обеспечит как минимум при пробеге 700 тыс. км. При этом интер­вал очистки сажевого фильтра в глушителе ограничен 500 тыс. км. Сервисный интервал мотора увеличен до 125 тыс. км, но это при тепличных условиях.

Из новинок, внедренных гол­ландцами в новый двигатель, сле­дует выделить: двухступенчатый водяной насос с электромагнитной муфтой, что позволяет избежать паразитных потерь; отключающийся при достижении рабочего давления воздушный компрессор; установ­ленные единым блоком генератор и насос системы кондиционирования; топливный модуль со встроенной системой обогрева и автоматическим влагоотделителем на двигателе; масляный блок с фильтром и охладителем; новую герметизированную изоляцию жгутов проводки. Тем не менее, для стран третьего мира, где экологи­ческие требования к машинам не такие жесткие, в производстве остаются двигатели стандартов Евро-3, -4 и -5. Для России тоже.

ЗАВЕРЕНИЕ ПЕРЕВОДА ПЕЧАТЬЮ «БЮРО ПЕРЕВОДОВ» — бюро переводов «Традос» в Киеве.