Ш1Ш1ЭКОЛОГИЧЕСКИЙПроблема "зеленого" автомобиля взгляд из Европы.теля внутреннего сгорания. Если до того времени важнейшим показателем совершенства мотора считали его тяговые характеристики, то теперь пришлось во главу угла ставить чистоту выхлопа, полноту сгорания топлива, экономичность... Конструкторы занялись фазами газораспределения, качеством подготовки смеси, формой камеры сгорания. Стремление сжигать все более бедную смесь уперлось в порог детонации, и тут уж ничего не оставалось, как привлекать к расчету камеры сгорания сложные динамические модели - скажем, организовывать вращение заряда и его локальное обогащение, идти на другие хитрости. Вскоре появились системы впрыска топлива (пока еще во впускной коллектор) и каталитический нейтрализатор отработавших газов (катализатор). Журнал не раз писал о его устройстве. Современный катализатор - это керамический монолит, пронизанный множеством каналов, поверхность которых покрыта слоем алюминия, а на него, в свою очередь, нанесены химически активные драгоценные металлы (родий, палладий, платина). На долю последних приходится до 60% себестоимости устройства. Именно благодаря им происходят необходимые химические реакции - окисление монооксида углерода (СО) и несгоревших углеводородов (СН), а также сокращение количества окиси азота (NOx). В трехкомпонентном нейтрализаторе платина и палладий вызывают окисление СО и СН, а родий "борется" с NOx. Кстати, родий - субпродукт при получении платины - наиболее ценный в этой троице. И именно его в первую очередь "отравляет" свинец, содержащийся в бензине. В конструкции катализатора используют другие химические элементы, повышающие эффективность трех основных, - никель, участвующий в реакции с NO x , железо, а также церий. На первый взгляд может показаться, что установка катализатора решает все экологические проблемы. Однако "зеленые" продолжили наступление и нашли-таки в нем изъян. Температура, при которой ка-wАркадий АЛЕКСЕЕВ, Михаил ЧАСТЬ ПЕРВАЯ, ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ Примерно в начале 50-х годов человечество впервые, пожалуй, осознало, что его среда обитания, такая привычная и естественная, может быть разрушена. К середине следующего десятилетия проблема встала во весь рост - невиданные ранее масштабы автомобилизации привели к тому, что в городах стали остро ощущать недостаток чистого воздуха. Родившееся тогда слово "смог" очень емко отражало типичную атмосферу больших городов, окутанных маревом автомобильных "испарений". Полицейским-регулировщикам выдали противогазы, а для обычных прохожих кое-где установили автоматы чистого воздуха: бросил несколько монеток - и можешь на минуту-другую "перевести дух". Общественность ("зеленые") забила тревогу, тема экологии бурно обсуждалась в прессе, с парламентских трибун - и, естественно, автоКОЗЛОВпроизводителям пришлось реагировать, чтобы изменить ситуацию к лучшему. Сразу определилось несколько направлений. Основное, естественно, - подвергнуть ревизии саму концепцию двигаКатализатор "Эмикэт" с мощным электрическим подогревателем.52ЗР 6/98 ТРИПТИтализатор начинает действовать (температура активации), находится в пределах 250-350"С. Время же, необходимое для разогрева, может достигать нескольких минут и зависит от типа автомобиля, способа его эксплуатации и температуры воздуха. Холодный катализатор практически неэффективен следовательно, необходимо уменьшить время достижения температуры активации. И опять инженеры взялись за дело. Фирма "Эмитек" разработала технологию подогрева катализатора мощным электрическим сопротивлением. Основанная на этом принципе модель катализатора "6С" (или "Эмикэт") была установлена на "БМВ-Альпина В12". Подогреватель на металлической опоре крепится внутри катализатора; его мощность - от 0,5 до 2, иногда 4 кВт, в зависимости от величины сопротивления (от 0,05 до 0,35 Ом). Для примера, элемент в 1,5 кВт разогревает катализатор до 400°С за 10 секунд. Компания ЭСИА пошла другим путем и предложила пусковой катализатор. Он размещается в специальном ответвлении выпускной системы, имеет меньшие, чем основной, размеры и, стало быть, прогревается быстрее, после чего приводит в рабочее состояние "старшего брата". Чтобы снизить вредные выбросы при пуске холодного двигателя, иногда применяют также встроенный в катализатор адсорбер углеводородов. Как только рабочая температура достигнута, последние "освобождаются" и окисляются самим катализатором. Среди подобных устройств можно назвать нейтрализатор "Эдкэт" фирмы "Делфай" или "Пума'' фирмы "Корнинг". А вот еще одна проблема. Чем беднее рабочая смесь, тем ниже эффективность катализатора в отношении NO„. Для СО и СН - обратная картина: при обогащенной или богатой смеси не происходит их полного окисления. В настоящее время разрабатываются системы, адсорбирующие окиси азота, Конечно, доводкой катализаторов "экологические" заботы конструкторов транспортных средств не ограничиваются. Скажем, чтобы при равномерном движении умерить аппетит (и, естественно, выбросы) восьмицилиндрового "Порше-928", инженеры экспериментировали с отключением цилиндров. "Фольксваген" пошел еще дальше - у серийного "Гольфа-Ill Экоматик" мотор и вовсе отключался при любом подходящем случае - движении накатом, остановке у светофора - и оживал с нажатием на педаль акселератора. Здесь мы намеренно не заостряем внимание на решениях завтрашнего дня - гибридных силовых установках, электромобилях и других идеях, связанных с отказом от ДВС на автомобиле. Эти разработки если и станут массовыми, то лишь лет через 10-15, а то и больше, но до тех пор мы принуждены, по меткому выражению одного из коллег-журналистов, "шевелить поршнями". Добавим, что уже принятые меры оказались довольно эффективны по крайней мере, смога в Европе теперь практически нет.Эволюция европейских норм выброса вредных веществ.которые действуют по принципу ловушки: высвобождение NO x происходит в тот момент, когда достигается стехиометрическое (нормальное) соотношение рабочей смеси (около 1:15). Так, например, работает катализатор двигателя "D4" фирмы "Тойота".Нормы выброса микрочастиц дизельными двигателями.0,5 —г/км0,4-чСША0,3-0,20,14 0,12 0,08 0,05 0,025ЧАСТЬ ВТОРАЯ, СОЦИАЛЬНАЯ Обеспокоенное экологическими проблемами общество, естественно, позаботилось о подходящем инструментарии, чтобы оценить вред окружающей среде от автомобиля. Сперва появились сложные и громоздкие химические газоанализаторы (они, можно сказать, пришли прямиком из лабораторий химиков), затем - более компактные и точные термохимические (их прямой потомок - лямбда-зонд - сейчас есть едва ли не на каждом европейском автомобиле), теперь воЕвропа шли в употребление инфракрасные (с ними вы встречаетесь на техосмотре в ГАИ). Для дизелей сконструировали нефелометры (у нас их называют "дымомеры"), измеряющие плотность выхлопа, то есть 986 1990 1993 1996/972000 20032005 | число несгоревших частичек сажи. Что дальше? Дальше начали от-^11"Y. 1ЗР 6/9853 слеживать экологическую обстановку в масштабе крупных городов, видимо, не за горами и общемировые исследования загрязнения воздуха. Можно отметить определенную закономерность последних двух десятилетий. Едва, казалось бы, инженеры и автопроизводители приблизятся к решению какой-то экологической проблемы - тотчас возникают десятки новых. Удалось справиться с СО? А вот, пожалуйте - СН и NO x . Вопростакие частицы, не задерживаясь в верхних дыхательных путях, попадают прямиком в легкие и могут вызвать целый букет весьма опасных заболеваний. Так опасен ли все-таки автомобиль? Специалисты предпочитают использовать в качестве единицы измерения вредного воздействия тех или иных факторов не человеческую жизнь как таковую, а... непрожитые годы. Для примера возьмем французскую статистику: 300 смертей в год,са перепроизводства - тоже. Надо доказать владельцу, что его нестарая еще машина смертельно вредна для природы - и для него самого. Он не поддается на уговоры "зеленых"? Что ж, тогда неплохо подействует повышенный налог на "старье на колесах". Согласитесь - куда лучше платить проценты по кредиту и ездить на совершенно новом автомобиле, чем тратить те же деньги на высокий "экологический" налог. В крайнем случае государстУстановка фирмы "Бош" для сертификационных испытаний автомобилей: 1 - тормоз; 2 - маховик; 3 - выхлопная труба автомобиля; 4 - воздушный фильтр; 5 - канал добавочного воздуха; 6 - охладитель; 7 - датчик температуры; 8 - датчик давления; 9 - турбокомпрессор; 10 - ресивер; 11 измерительные и выпускные трубы.решается? А как вам канцерогены, озон, микрочастицы... У кого-то может даже возникнуть мнение, что автомобили становятся все более опасными. Между тем, это неверно: известный специалист Андрэ Дуо, один из руководителей Французского института нефти, заявляет: "Сегодня автомобили загрязняют окружающую среду в 7-10 раз меньше, чем раньше, но ведь прежде не существовало и столь совершенной измерительной аппаратуры". Проблема состоит еще ив том, что тогда многие вещества вовсе не считались такими вредными, как показывают современные исследования. Вот, скажем, дизель. Пару десятков лет назад его считали чуть ли не эталоном чистоты. Потом обнаружилось, что здоровью вредят частицы сажи размером 10 микрон. Дальше - больше. В системе смазки плунжеров ТНВД традиционно использовали свойства серы, входящей в дизельное топливо. Теперь же на нее накладывают табу: при сгорании такого топлива образуется сернистый ангидрид S0 2 , другие вредные соединения. Да ис сажей дело оказалось гораздо сложнее, чем виделось сначала: "Ранее полагали, что диаметр микрочастиц составляет 10 микрон, в то время как в действительности они имели размер 1 микрон", - говорит тот же Андрэ Дуо. А это совсем другое дело:причиной которых стало, как полагают, загрязнение атмосферы, составляют не более 100 непрожитых лет. Кто-то скажет: циничная арифметика. Возможно, но стоит сравнить эти данные с цифрами потерь, вызванных иными причинами: пассивное курение - 1 0 тысяч лет; самоубийства среди молодежи - 400 тысяч лет; активное курение - 1 миллион лет! ЧАСТЬ ТРЕТЬЯ, ЭКОНОМИЧЕСКАЯ А что же,собственно, производители автомобилей? Может показаться, что общественность буквально выламывает им руки, заставляя делать все более экологически чистые автомобили. Вы тоже так думаете? Напрасно - ведь, по правде говоря, вся эта гонка автомобильным фирмам... выгодна! Посудите сами. Надежность и ресурс современных автомобилей год от года увеличиваются. Стала нормой шестилетняя гарантия на кузов, трансмиссия без какого-либо обслуживания способна работать сотни тысяч километров, двигатель, смазанный самыми современными маслами, тоже проживет не меньше. Как же стимулировать покупку нового авто? Ведь снижать общий выпуск машин нельзя: скажем, в Германии каждый седьмой работающий так или иначе связан с автопромом - если выпускаются "лишние" автомобили, стало быть, имеются и "лишние" работники? Со времени написания "Капитала" обруганный капитализм научился решать многие свои проблемы. И проблему кризиво приплатит потенциальному покупателю - нет, далеко не только из-за любви к чистому воздуху. Это - плата за поддержание уровня производства и, стало быть, за отсутствие социальных потрясений. Итак, "экологическая гонка" в разгаре, и каждая фирма стремится проявить себя на этом поприще - ведь общепонятные "зеленые" рассуждения служат таким великолепным фоном для рекламных призывов... Нет, авторы вовсе не против того, чтобы автопроизводитель был кровно заинтересован в улучшении экологических параметров своей продукции. Это просто великолепно! Выигрывают все - кроме, быть может, каждого конкретного покупателя: автомобиль с катализатором, электронным впрыском и т. д. заметно дороже, чем, как говорится в рекламе, "обычный". Один европейский журнал ядовито заметил по этому поводу: "У вас будет катализатор. Только за эту цену придется обойтись без АБС, подушек безопасности..." С другой стороны, вправе ли этот самый покупатель сетовать - если признано, что автомобиль, мягко говоря, не улучшает экологическую ситуацию? И потом стоит ли осуждать автопроизводителей? Ведь меркантильное стремление к совершенству все же лучше бескорыстного "хоть трава не расти". По материалам журналов "Ауто, мотор унд шпорт" (Германия), "Ревю текник отомобиль" (Франция).54ЗР 6/98