Евро с большой буквы

ОТКУДА ЧТО БЕРЕТСЯ?

Автомобильное топливо, будь то дизельное, бензин или газ, состоит всего из трех химических элементов, объединенных в молекулы: углерода С, водорода Н и кислорода О. При сгорании – с химической точки зрения это форма окисления – длинные цепочки атомов разрушаются, и на выходе получаются окислы углерода СО2, водорода Н2О, ну и еще всякая всячина. Оба вещества в принципе безвредны, хотя говорят, что СО2 влияет на погоду.

Так, однако, дело обстоит в идеальном случае, когда топливо сгорает «правильно» и до конца. Но моторы XXI века, увы, несовершенны и потому часть углеводородных цепочек может вообще не распасться на атомы – выйти из мотора в виде далеко не безобидных обрывков молекул (их обозначают обычно как СН). Может распасться, но не сгореть, вылетев в трубу в виде сажи. Может недогореть, дав на выходе страшно ядовитый угарный газ СО (чем опасны вещества из выхлопной трубы – см. ЗР, 2003, № 6).

Наконец, двигатель автомобиля работает не на чистом кислороде, а на воздухе, в котором 78% азота. При высокой температуре он тоже окисляется – образуются весьма вредные NO и NO2, для краткости обозначаемые как NOX.

Ужасы «газовой атаки» со стороны автомобилей испугали в конце ХХ века жителей Европы и США. Законодатели, поддерживаемые всевозможными объединениями «зеленых», стали ограничивать содержание вредных веществ в выхлопах. В Европе экологические нормы называются Евро, а отсчет начался с Евро 0, введенных в 1988 году как обязательное требование при получении одобрения типа транспортного средства, а с 1990-го – при регистрации новых авто.

ЧЕГО НОРМЫ СТОЯТ

Снизить вредные выбросы можно тремя способами: оптимизировать процесс сгорания смеси, дожигать то, что все-таки не сгорело в цилиндрах, переходить на альтернативные виды топлива. Сегодня инженеры используют все эти возможности.

Поход за чистоту воздуха начался с первого варианта, и это стоило жизни старому доброму карбюратору. Нет, он мог бы успешно готовить смесь и поныне, разгоняя автомобиль лучше самых продвинутых впрысковых систем. Вот только со стабильностью параметров беда: автономная система карбюратора не понимает сигналов электронных датчиков (попытки скрестить карбюратор с электроникой не имели успеха). Прибор не способен точно дозировать топливо с учетом множества параметров, от температуры воздуха до степени засоренности жиклеров. А без этого не будут эффективно работать нейтрализаторы, поселившиеся в выпускном тракте одновременно с внедрением Евро I. Они-то и дожигают (окисляют) то, что недогорело в цилиндрах.

Понятно: как ни совершенствуй программу контроллера впрыска, со временем параметры «уходят» (например, по мере засорения форсунок). Поэтому с введением более жестких норм Евро II появился датчик кислорода (лямбда-зонд), измеряющий состав «выдоха». После нейтрализатора это была еще одна сотня долларов в себестоимости автомобиля.

Дальше – больше. Евро III «прижали» окислы азота, которые не по зубам обычным нейтрализаторам: тогда придумали рециркуляцию отработавших газов, чтобы снизить температуру в цилиндрах. «Зеленые» занялись выбросами в процессе прогрева двигателя; чтобы обезвредить их, потребовалось перенести нейтрализатор вплотную к выпускному коллектору или применять электроподогрев. Машины стали еще чище, но дороже.

Наконец, введенные с этого года Евро IV (при регистрации новых авто они станут обязательными с января 2006-го) еще более ужесточили требования к выбросам на переходных и пусковых режимах. Теперь новым машинам не обойтись также без электронной педали газа. Ведь механический привод дроссельной заслонки позволял водителю топтать педаль, не задумываясь о чистоте выхлопа, а контроллер был вынужден переобогащать смесь при разгоне. Электронная заслонка делает процесс более плавным. Так в жертву экологии будет принесена (в определенной степени) динамика.

Это, однако, далеко не все. Оценить выбросы по нормам Евро III возможно лишь с помощью дорогих стендов и аппаратуры. От производителей потребовали, чтобы автомобиль гарантированно соответствовал нормам на протяжении 80 000 км! Чтобы быть в этом уверенными, с 2000 года сделали обязательной установку на каждой машине OBD – бортовой диагностики. Она бдительно следит за работой всех узлов и немедленно сигнализирует водителю о любой неисправности, способной вызвать «дурной запах» из вашей трубы.

Думаете, это конец истории? Сегодня в Еврокомиссии дискутируется вопрос об оснащении автомобилей более продвинутой системой ОBM (On-Board-Measurement – бортовое измерение). Тогда машина будет сама измерять состав газов и записывать результаты в память компьютера. Приедете на техосмотр, и инспектор сразу увидит на мониторе, насколько вы отравили воздух родного города за последний год.

ТРЕТИЙ ПУТЬ

А теперь обратим внимание на дизель: может, в нем проще добиться чистого выхлопа? Сначала показалось, что отказ от предкамеры, повышение давления впрыска и электронное управление позволят удовлетворить амбиции экологов. Не тут-то было! Сперва они уцепились за окислы азота, с которыми в дизелях сложно бороться: только «задавишь», как из трубы повалит черный дым несгоревшего углерода. Затем потребовали почти полностью убрать микрочастицы сажи… Итог: сегодня дизельные моторы выполняют Евро IV благодаря сложным системам впрыска, рециркуляции, накопительным нейтрализаторам NOх и фильтрам твердых частиц.

По мере засорения последних двух устройств мотор кратковременно переходит на режим, при котором температура газов резко повышается: вредные вещества выжигаются. Такие системы тоже недешевы. Совсем недавно правительство Германии приняло решение о налоговых льготах в размере 350 евро для владельцев новых авто с сажевыми фильтрами и 250 евро для тех, кто дооборудует ими свой старый «дизельваген». (А нечистым дизелистам – стыд и срам… плюс увеличение налога с 2008 года на 20%.)

В свете сказанного выход видится, во-первых, в переходе с бензина на природный газ – с ним мотор меньшей кровью выполняет нормы Евро IV или с дизтоплива на диметилэфир (наше российское ноу-хау). Во-вторых, перспективным направлением считают синтез жидкого топлива из того же газа (еще лучше – из пищевых отходов или биомассы) – в нем не будет ни серы, ни ароматических углеводородов. И тогда Евро V станут повседневной и доступной реальностью.

А У НАС…

А у нас на момент подготовки материала документ, окончательно вводящий нормативы Евро II с 1 января 2006 года, ожидал утверждения правительством. Неужто пришел конец карбюраторным динозаврам?

Тогда следует подумать и о пересмотре налоговой системы, чтобы она экономически стимулировала приобретение более «чистых» машин. Пока же в регистрационных документах нет ни слова об экологических параметрах автомобиля.

Но в любом случае, мы, народ, сами сделаем воздух городов чище, пересаживаясь на все более современные иномарки.

РАЗ, ДВА, ТРИ, ЧЕТЫРЕ, ПЯТЬ…

Если посмотреть на европейские нормативы (табл.), в глаза бросится, что норматив по СО для Евро III мягче, чем для Евро II. Зато методика измерений жестче: раньше газы собирали на анализ спустя 40 с после пуска двигателя при комнатной температуре. Теперь это делается при минус 7°С, а ведь после пуска мотор работает на обогащенной смеси, да и нейтрализатор еще холодный.

По Евро V в отношении легковых автомобилей еще идут дебаты – когда и для кого делать их обязательными. (Законодатели ЕС обещают скоро определиться.) Производители, как могут, упираются – сократить выбросы сажи в 10 (!) раз можно лишь ценой установки сложных фильтров стоимостью 200–400 евро. А на рынке и так застой. Похоже, однако, «зеленые» опять победят под лозунгом: «Смерть стоит у порога Германии в облике микрочастиц».

НЕ ТАК СТРАШЕН OBD, КАК ЕГО МАЛЮЮТ

Может показаться, что лампочка неисправности систем двигателя будет то и дело зажигаться, разоряя владельца на ремонтах. Это, однако, совсем не так. Во-первых, OBD отключается, если температура за бортом ниже минус 7°С или гора, куда вы заехали, выше 2500 м. А во-вторых, программа настроена так, что система среагирует лишь на неисправности, которые могут привести к увеличению выброса вредных веществ выше уровня, указанного в таблице. Сравните с требованиями норм Евро III или IV и… успокойтесь.