С января 2013 года в Европе вступит в силу очередной "зеленый" стандарт "Евро-6", которому должны будут соответствовать новые модели автомобилей, а год спустя — все новые транспортные средства, поступающие в продажу. Некоторые компании, в частности Scania, Daimler AG и IVECO, уже заявили о наличии у них двигателей, отвечающих требованиям "Евро-6". Более того, Scania запустила их в серийное производство.
Прежде чем рассказать, каким образом достигнуты искомые параметры экологической чистоты, совершим небольшой экскурс в историю. В 1990 году в Старом Свете был введен стандарт "Евро-0". Он предписывал снижение содержания в выхлопных газах дизельных двигателей оксидов углерода (СО), углеводородов (СН, или, как их обозначают в англоязычной литературе, HC) и оксидов азота (NOx). Спустя три года вступивший в силу стандарт "Евро-1" добавил в этот перечень и твердые частицы (PM), то есть сажу. В 1996-м вступил в силу "Евро-2", далее "Евро-3" (2001), "Евро-4" (2006) и, наконец, ныне действующий "Евро-5" (2009). С последовательным ужесточением экологических норм до "Евро-3" включительно моторостроители справлялись совершенствованием рабочего процесса в камере сгорания двигателей. А вот для того чтобы и далее соответствовать очередному "Евро", и в первую очередь добиться существенного снижения NOx, требовались уже новые технологии, а именно SCR (Selective Catalyst Reduction — избирательное каталитическое восстановление) и EGR (Exhaust Gas Recirculation — рециркуляции отработавших газов).
Первая технология предусматривает впрыск реагента AdBlue (32,5-процентный раствор карбамида в деионизированной воде) в выхлопной тракт. Далее эта смесь попадает в нейтрализатор, где аммиак из AdBlue вступает в химическую реакцию с оксидами азота, разлагая их на безвредные атмосферный азот и водяной пар. EGR же предусматривает отбор части потока выхлопных газов с предварительным охлаждением и подачу их вновь во впускной коллектор. Повышение содержания углекислого газа приводит к уменьшению температуры процесса сгорания, что снижает содержание NOx. Правда, чем ниже температура в камере сгорания, тем выше содержание твердых частиц. С этим борются повышением эффективности процесса сгорания за счет увеличения давления впрыска и жестким его фазированием, а также установкой сажевых фильтров в выпускной системе.
Вступление в силу норм "Евро-4" и "Евро-5", для достижения которых, собственно, и требовалось применение SCR либо EGR, раскололо европейскую "большую семерку" (Daimler AG, Volvo Trucks, Renault Trucks, Scania, IVECO, MAN Truck & Bus AG и DAF Trucks) на два лагеря, причем не равновеликих. Большинство компаний проголосовало за применение системы каталитической нейтрализации SCR, и лишь Scania и MAN выступили приверженцами системы рециркуляции, да и то с оговорками: у обоих имелись модели двигателей с SCR, в частности V-образные "восьмерки". Похоже, грядущие нормы "Евро-6" примирили оппонентов. Во всяком случае, и Scania, и Daimler используют в своих новых двигателях обе технологии.
Часть NOx уничтожается непосредственно в камере сгорания за счет снижения температуры рабочего процесса — за это отвечает система рециркуляции отработавших газов EGR. Борьба с оставшимися оксидами азота и прочими вредными примесями при помощи нейтрализаторов SCR и полнопоточного сажевого фильтра DPF происходит уже в выпускной системе, в частности в глушителе, который в Scania, например, именуют "химзаводом" из-за обилия установленных в нем систем. Ведь прежде чем попасть в DPF, отработавшие газы проходят через окислительный нейтрализатор, который отвечает за "правильное" соотношение окиси и двуокиси азота, а заодно помогает поддерживать необходимую для регенерации температуру, иначе DPF довольно быстро засорится. После сажевого фильтра установлен смеситель AdBlue, нейтрализаторы SCR, где аммиак из AdBlue вступает в химическую реакцию с оксидами азота. Но и это еще не все: в корпусе глушителя помещаются также нейтрализаторы остатков аммония (ASC), нижний датчик NOx и датчики перепада давления в DPF.
IVECO, правда, заявила, что ей удалось добиться соответствия нормам "Евро-6" двигателей семейства Tector и Cursor за счет одной лишь SCR. Оптимизация рабочего процесса и изменение конструкции камер сгорания в цилиндрах, увеличенная степень сжатия и существенное повышение температуры позволили обеспечить полное сгорание без образования сажи, хотя сажевый фильтр в конструкции предусмотрен. А неизбежный вследствие высокой температуры в камере сгорания рост NOx компенсируется более сложной и эффективной системой нейтрализации, получившей обозначение SCR-only, и новой системой управления. Понятно, что возросшие теплонапряженность и динамические нагрузки, как минимум, потребовали установки более эффективной системы охлаждения и применения высокопрочных материалов. Можно предполагать также и увеличение расхода AdBlue.
Впрочем, какой бы подход к реализации "Евро-6" ни избрали автопроизводители, ясно одно: цена вопроса в любом случае весьма велика. По некоторым обнародованным представителями Scania данным, отпускная стоимость машин "Евро-6" на €12 тыс. выше, чем у аналогов стандарта "Евро-5". Надо полагать, что в конечном счете за все расплатится простой обыватель, так как возросшая стоимость автомобилей повлечет за собой увеличение стоимости перевозок, а следовательно, подрастут и цены на товары в супермаркетах.
Можно ожидать и проблем в эксплуатации. Скажем, фильтр DPF — штука весьма капризная и нуждается в периодической очистке (замене картриджа). Scania заявляет о межсервисном пробеге в 240 тыс. км (в данном случае речь о магистральных тягачах), Daimler обещает пробег до 400 тыс. км. Если же фильтр забьется раньше и принудительная регенерация не поможет — добро пожаловать на сервис. Это, кстати, диктует и повышенные требования к качеству применяемых ГСМ. Для двигателей стандарта "Евро-6" топливо и масло должны отличаться малозольностью и низким содержанием серы.
Наконец, есть некие сомнения в соответствии нормам "Евро-6" при эксплуатации автомобилей в условиях низких температур. А ведь это главное, ради чего и затевался весь этот сыр-бор. Известно, например, что европейское законодательство предусматривает возможность автоматического отключения подачи AdBlue при снижении температуры окружающего воздуха ниже -7°С° (исследования показывают, что при таких и более низких температурах оксиды азота очень низкие и их специальной нейтрализации не требуется). Весьма актуальный вопрос для стран Северной Европы и России. Проводились ли исследования, каким тогда нормам соответствует выхлоп?
Недаром злые языки утверждают, что вся эта еврогонка на самом деле не что иное, как сговор ведущих мировых автопроизводителей с евробюрократией, направленный на устранение конкурентов. Между прочим, в самой Европе с экологией на автотранспорте все не так уж и радужно: из зарегистрированных там 11 млн тяжелых грузовиков и автобусов более половины удовлетворяют лишь стандартам "Евро-2" и "Евро-1", а 30% — "Евро-0".