Для нового поколения двигателей EU Stage IV (или US Tier 4 final) в Украине полноценного топлива не производят. Будем переплачивать за импорт?

Держать нос по ветру

Фото 1. Экодвигатель -заправка

Помню, в разгар очередного повышения российским правительством экологических требований к импортируемым автомобилям, при сохранении для отечественных грузовиков на так называемый адаптационный период прежних нормативов по выбросам, шуму (и, главное, стоимости) «АвтоКрАЗ» вместе со своими представителями и потребителями в РФ инициировал дискуссию среди специалистов о том, что на болотах Западной Сибири подобного рода повышенные экостандарты для автотракторной техники – полный абсурд. Они тогда предлагали перевести КрАЗы хотя бы с нефтегазовыми надстройками в разряд внедорожных средств, к коим требования в России тогда были более чем либеральны. Однако процесс этот был настолько длителен (затянут российской бюрократией), что желаемого результата добиться так и не удалось. Да и основную часть производства и экспорта Кременчугского автозавода в РФ всегда составляли автосамосвалы для какой-нибудь очередной гигантской комсомольской стройки типа Байкало-Амурской железнодорожной магистрали. В результате не только из-за плохого управления, отсутствия инвестиций и новых конструктивных идей, но и благодаря государственному протекционизму «УралАЗ» и «КамАЗ» всерьез потеснили КрАЗы в регионах их обычного распространения, выпустив в 2007 году соответственно более 20 000 и 50 000 единиц тяжелой автотранспортной техники. Тогда «АвтоКрАЗ» мечтал о ежегодном выпуске 4200 машин, хотя в 1989 году произвел порядка 33 000 единиц.

Фото 3. Экодвигатель -заправка комбайна

Досталось на орехи и белорусскому «МАЗу», но благодаря заложенным при конструировании базовых моделей преимуществам, отвечавшим перспективным тенденциям развития европейского грузового автомобилестроения, а также массированной корпоративной поддержке Минского автозавода со стороны централизованного государства Беларусь выпуск там сохранился на уровне «УралАЗа». Тем не менее «караван всеобщей экологизации», хотя и медленно, со скрипом, но движется и по нашим дорогам и даже полям к светлому Euro 5, нормативы которого с определенными допусками для внедорожного транспорта обозначаются как EU Stage IV или в североамериканском исполнении – US Tier 4 final.

Экотехнология с запахом денег

В Евросоюзе для достижения требований Euro 4 и 5 усилиями автомобилестроителей принята к использованию новая технология выборочного каталитического восстановления (Selective Catalytic Reduction, SCR), с помощью которой содержание в отработавших газах оксидов азота уменьшается на 96%, твердых частиц – на 95%, летучих углеводородов – на 85%. Плюсы этой технологии широко известны. В частности, SCR позволяет уменьшить расход топлива примерно на 5%. При этом увеличивается мощность двигателя без его перегрева, а также срок эксплуатации моторного масла и самого мотора. Ну и, само собой разумеется, экологическая безопасность: вместо привычных нам выхлопных газов грузовик или трактор выбрасывает в окружающую среду только чистую воду и азот.

Вроде все хорошо, но есть проблема: SCR требует дизтоплива с примесью специальной присадки, которая в Украине не производится. Получается, если вы купили самоходную машину, двигатель которой использует SCR, то нужно либо отдельно позаботиться о покупках этой самой специальной присадки (такие поставки уже организованы частными фирмами), либо использовать двигатель как есть, укорачивая его нормативный моторесурс. Ну и где же экономия? SCR-технология основана на впрыске в выхлопные газы строго дозированного количества реагента AdBlue® (продукт AUS 32), который представляет собой раствор мочевины или карбамида высшей степени очистки (32,5%) в деминерализованной воде (67,5%). Реагент впрыскивается в поток выхлопных газов аккурат перед их поступлением в катализатор (пентаоксид ванадия). Под воздействием высокой температуры мочевина превращается в аммиак, который вступает в катализаторе в реакцию с оксидами азота. В результате происходит химическая реакция превращения вредных оксидов азота (NOx) в безвредные природные вещества – азот и воду.

Казалось бы, на украинских НПЗ есть все необходимые компоненты для создания топлива, которое бы удовлетворяло потребности сверхэкологичных двигателей. Мочевину и аммиак наши химики, к примеру, и так производят десятилетиями. Но есть одно «но». Реагент AdBlue® производит корпорация sterreichische Mineral lverwaltung AG (OMV) на своих австрийских и румынских НПЗ. Вот в этом, то бишь в специально разработанной присадке для продукта AUS 32, по-видимому, и состоит ноу-хау, а также источник немалых гарантированных доходов австрийцев.

Как создавалась монополия

Авторские права на австрийский бренд AdBlue® были очень своевременно и дальновидно переданы крупнейшей европейской влиятельной общественной организации под названием «Ассоциация автомобильной промышленности Германии» (VDA). А поскольку технология производства никому, кроме узкой группы венских химиков из компаний OMV, не известна, производство этого реагента, естественно, строго регламентировано под предлогом «обеспечения высочайшего качества продукта с момента производства и до доставки конечному потребителю» в соответствии с двумя промышленными стандартами: DIN 70070 (ФРГ) и ISO 22241 (ЕС).

А для закрепления своего монопольного положения ушлые менеджеры OMV добились от Европейского совета химической промышленности (CEFIC) одобрения Инструкции по обеспечению гарантии качества (QAGD) для оценки и контроля оборота этого самого AdBlue®, точнее, его производства, хранения и доставки.

И наконец, в качестве последнего, якобы убийственного довода в пользу образовавшейся монополии служит утверждение о том, что работа с этим жидким реагентом требует специального высококачественного оборудования. А где сейчас, скажите, пожалуйста, рискуют обойтись простым и, главное, низкокачественным оборудованием? Разве что при лошадином «педикюре» – ковке подков и индивидуальной подгонке их в раскаленном состоянии под копыта. Хотя я тут явно наговариваю на уважающих себя кузнецов, которые «черти чем» не позволят себе мучить беззащитное животное.

Вот так карбамид, одно из лучших концентрированных азотных удобрений для дерново-подзолистых и орошаемых почв при внесении под сахарную свеклу, овощные культуры и картофель, а также заменитель белка для жвачных животных, и превратился в эффективное средство борьбы за чистоту (или сверхдоходы) на европейской части нашей планеты.

Фото 3. Кразы

Переход будет постепенным

Несмотря на все открывающиеся перспективы массированной экологизации, даже предсерийные образцы своих «стальных детищ» ведущие производители сельхозтехники не спешат комплектовать продвинутой «мочевинной» системой впрыска SCR. В качестве примера можно привести трактор Axion 900-й серии производства компании Claas. Несмотря на свою очевидную прогрессивность, он все-таки укомплектован привычной для нас рециркуляционной по выхлопным газам системой впрыска EGR. И это вполне разумно, поскольку в Украине требования для внедорожных средств по выбросам и шуму, а также дизтопливу, импортируемому из РФ и выпускаемому местными НПЗ, регулируются еще ДСТУ и прочими нормативными документами, мало чем отличающимися по показателям от аналогичного ГОСТа советских времен.

Однако поступающая к нам западная техника обычно укладывается в нормы Stage II (Tier 2) и даже Stage IIIa (Tier 3). Но только потому, что выпускать нынче менее экологичные машины меньшими сериями западным производителям просто не с руки, да и с конвейеров моторостроительных предприятий постепенно снимаются силовые агрегаты, им соответствующие.

Тем не менее мы, безусловно, поддержим похвальное стремление некоторых европейских разработчиков и производителей (Fiat/ Iveco, New Holland, Claas и др.) занять удобную предпоследнюю по своей экологической строгости стартовую позицию для последнего рывка к финальным европейским, а заодно и американским экологическим нормам, в данном случае – к требованиям Stage IIIb (Euro 4) и Tier 4i соответственно. Но если кто-то увлечен идеей достижения наилучших результатов с помощью новейшей техники, то таким украинским «сельхозгурманам» запросто доставят из соседней Румынии или Турции раствор карбамида (мочевины). То есть не широко применяемого в сельском хозяйстве удобрения, средства для весенней обработки плодоносящих кустов и деревьев или отбеливания зубов, а именно продукт AUS 32 (AdBlue®). При этом бак на 60 л мочевины будет встраиваться в топливный бак и рассчитываться на две заправки дизтопливом, по 700 л каждая.

Таким образом, объем потребления раствора карбамида составит 3-7% от расхода дизельного топлива. И эта емкость для AdBlue® к тому же будет согреваться подогреваемым топливом и непосредственно водой из системы охлаждения двигателя. Так что все дело в цене вопроса – себестоимости производимой растениеводами продукции.

Впрочем, несмотря на то что еще года три назад представители американской агротехнической корпорации Agco заявили о создании и двигателя, и трактора на базе «мочевинной» SCR-технологии усилиями специалистов дочерних финских предприятий Sisu Diesel и Valtra, а также о готовности поставлять такие машины на украинский рынок, воз и ныне там. Как говорится, нам бы тракторы «Беларусь» (еще с мягким знаком в конце!), ХТЗ и «Кировец» советского производства поменять на что-то более приличное. А уж о «спецмочевине», скорее всего, придется вспомнить только после напоминания руководства ЕС и соответствующего решения нашего Кабмина. Тем не менее лучше заблаговременно быть готовым к развитию такого рода событий, а не выполнять уже привычную роль аутсайдеров.

Топливо к потреблению надо готовить

Фото 4. Воздуховод

При неизбежном переходе на высокоэкологичные дизельные моторы использование сепаратора – фильтра грубой очистки топлива становится совершенно необходимым. Сепаратор обеспечивает максимальную защиту автотранспортных и сельскохозяйственных дизелей западного производства, поступающих в эксплуатацию в «варварские», по не безосновательному мнению жителей ЕС, страны распавшегося СССР. И именно такая предусмотрительность позволяет существенно продлевать сроки соответствия данных силовых агрегатов конкретным экологическим требованиям на весь срок доремонтной эксплуатации, а потом и в постгарантийный период.

И напротив, ни одно предприятие авто- и агропромов РФ, Украины и Беларуси не борется с низким, убивающим двигатели качеством местного топлива с помощью, например, того же «Сепара» (см. журнал «Зерно» No11, с. 96; No12, с. 118) или другой аналогичной конструкции фильтра грубой очистки дизтоплива. Во всяком случае на проведенных в Киеве осенних выставках спецтехники найти такой жизненно важный для современного дизельного автомобиля агрегат у автомобилей КрАЗ В18.1Х (6х6) и С18.1 (6х4) с новым изящным пластиковым капотом нам не удалось. И это при комплектации грузовиков не менее новым для стран СНГ лицензионным турбодизелем Renault/ ЯМЗ-6511 (Р6; 265 кВт/360 л.с.; Euro 4), кстати говоря, с системой рециркуляции отработавших газов. И в противовес машинам производства стран СНГ, западноевропейские и североамериканские машины, как правило, такими фильтрами комплектуются, что в отечественных условиях эксплуатации крайне необходимо.

Фото 5. Фильтр экодвигателяИ, наверное, пора бы уже научиться привлекать некоторых (хотя бы отечественных) нефтепереработчиков к ответственности. Есть за что: за увеличение стоимости приобретаемой техники (на которую теперь жизненно необходимо устанавливать фильтр грубой очистки топлива) и существенное (с помощью сернистых соединений) сокращение ими сроков эксплуатации новых дорогостоящих машин. В данном случае можно лишь порекомендовать ассоциациям, представляющим профессиональные интересы автоперевозчиков и сельхозпроизводителей, готовить и подавать иски на владельцев НПЗ о возмещении нанесенного ущерба, а заодно и на нерадивых чиновников, под любыми предлогами затягивающих введение новых, более жестких требований к производимым и ввозимым в страну ГСМ.

Справка: рециркуляция отработавших газов (EGR)

Оксид азота выделяется, когда кислород и азот вступают в реакцию в воздухе под высоким давлением и при высокой температуре. Дизельные двигатели работают в условиях высокого давления и бедной топливной смеси. Из-за этого в камере сгорания образуется атмосфера, богатая кислородом и азотом, что, в свою очередь, ведет к образованию оксида азота. Когда некоторая часть выхлопов возвращается обратно в камеру сгорания (рециркуляция выхлопных газов, РВГ), объем избыточного воздуха уменьшается, создавая условия, в которых меньше кислородных и азотных молекул, готовых для реакции создания оксида азота. При этом ограниченный объем выхлопных газов может пропускаться через внешний охладитель и снова вводиться в камеры сгорания через пластинчатый клапан.

Этот метод известен как внешне охлаждаемая РВГ. А применяемая система позволяет достигать высокой плотности рассеиваемой мощности и лучшего управления крутящим моментом, так как пластинчатый клапан контролируется системой управления силовым агрегатом. То есть в систему сгорания снова вводятся охлажденные выхлопные газы, температура забора воздуха (наддувочного воздуха) уменьшается, что и находит отражение в увеличенной плотности рассеиваемой мощности.

Схема. Новые системы экологичности двигателей и их проблемы

Причем ни повышенные требования к системе охлаждения двигателя, ни более интенсивный переход сернистых соединений из топлива в серную кислоту, коррозирующим образом воздействующую на каналы выпуска отработавших газов и финишную часть системы их выхлопа, не помешали широкому распространению охлаждаемой РВГ в мировом моторостроении при создании турбированных дизелей с промежуточным охлаждением наддувочного воздуха.

Что касается степени влияния сернистых соединений низкокачественного дизтоплива производства российских и украинских НПЗ, скажем, на эксплуатационные возможности широко распространенных у нас мощных дизельных двигателей ЯМЗ, КамАЗ и пр., то потому-то эти моторы и не могут нынче стать на западный манер «миллионниками», то есть проработать не менее 1 млн км до капитального ремонта. Так что моторостроители СНГ сделали свои шаги к Euro 4, а наши нефтеперегонщики, склонные к утаиванию в оффшорах и бездарной растрате сверхприбылей, при попустительстве регулирующих госорганов своим дерьмовым, а потому и, видите ли, «конкурентоспособным» по цене топливом рубят на корню эту положительную для существования человечества европейскую инициативу.

 

Владимир Вдовенко, кандидат технических наук