1.3 Описание международных экологических норм Euro и Tier-Stage (действующих и перспективных).

Европейские экологические стандарты (нормы "Евро") регламентируют содержание в выхлопе автомобилей углеводородов, оксидов азота, угарного газа и твердых частиц.

В начале 90-х годов экологи европейских стран забили тревогу о высокой концентрации в городах Старого Света вредных выбросов от все увеличивающегося потока автомобильного транспорта. Здесь есть над чем задуматься. Ведь миллионы людей ежедневно вдыхают с выхлопными газами такие ядовитые выбросы:

СО (окись углерода) – ухудшает кровообращение;

СH (углеводород) – притупляет слух, обладает канцерогенным действием, разрушает озоновый слой атмосферы;

NОx (окись азота) – раздражает дыхательные пути, способствует проникновению в бронхи инфекции;

окись азота является «инициатором» кислотных дождей и тоже разрушает озоновый слой;

твердые частицы (сажа, смолы и т.п.) легко разносятся ветром и негативно влияют на легкие животных и людей.

ООН вынуждена была создать комиссию по оценке воздействий благ цивилизации на дальнейшую жизнь и здоровье ее граждан – заложников урбанизации. Выводы были печальные: углекислый газ, углеводороды, оксиды азота, выбросы тяжелых металлов и канцерогенных веществ, не ограниченные действиями законов, могли привести к печальным последствиям. Поэтому в 1992 году был введен в действие экологический стандарт Евро, разработанный европейской экономической комиссией ООН. Стандарт Евро 1 действовал с 1992 по 1995 год в Японии, США, странах Единого Союза и вводил ограничения только для бензиновых двигателей по трем показателям: оксид углерода, углеводородов, оксидов азота. Но это был лишь первый прогрессивный шаг на пути оздоровления атмосферы.

Заменой ему стал стандарт Евро 2. Данный стандарт значительно ужесточил требования к топливу и к уровню выброса токсинов дизельными и бензиновыми двигателями. С него начала свою заботу об экологии Россия, приняв Евро 2 и соответствующий тех регламент в 2006 году. С этого момента ввоз автомобилей на территорию России, также их производство были невозможны без евро сертификата.

Страны Евросоюза, США и Япония в 1999 году пошли дальше в своей заботе об окружающей атмосфере и, соответственно, о своих гражданах. В том году был введен стандарт Евро 3, который ужесточал требования к выбросам сразу на 30-40% по сравнению со стандартом Евро 2. Определялись предельно допустимые показатели окиси углерода, оксида азота, углеводородов. Для дизельных двигателей – это показатель твердых частиц, именно они вызывают рак легких при превышении допустимого уровня в топливе. Стандарт на дизельные двигатели был введен с Евро 3.

В 2005 году передовые страны ввели на своих территориях стандарт Евро 4, ужесточающий требования к выбросам, по которым происходит уменьшение их сразу на 65-70% по сравнению с Евро 3.

С 1 января 2011 г. в США, Японии и странах ЕС вступил в действие стандарт Евро 5. Он распространяется на все транспортные средства вне зависимости от назначения: экологичными должны быть и легковые авто, и спецтехника, и грузовики.

Стандарты Stage I/ II

Нормы, установленные стандартами Stage I и Stage II, не должны превышать величин, приведенных в табл. 1. Нормы, принятые в Stage I, ограничивают токсичность ОГ, выходящих непосредственно из камеры сгорания (КС), т. е. до того, как ОГ поступят в какое-либо устройство в составе системы выпуска, нейтрализующее ОГ. Токсичность ОГ измеряется в соответствии с методикой ISO 8178C1 (8-режимный цикл) и выражается в г/кВт·ч. При сертификации на соответствие нормам Stage I/ II двигатели должны испытываться на топливе с содержанием серы 0,1...0,2% по массе.

Стандарты Stage III/ IV

Предложенные стандарты Stage IIIA, Stage IIIB и Stage IV для дизельных двигателей самоходных внедорожных машин представлены в табл. 2, 3 и 4.

Стандарты Stage IV ограничивают предельное содержание сажи (твердых частиц) в пределах 0,020...0,025 г/кВт·ч. Системы выпуска двигателей, чтобы обеспечить соответствие этим нормам (составляющим приблизительно 90%-ное уменьшение содержания токсичной составляющей по сравнению с нормами Stage II), по-видимому, придется оборудовать сажевыми фильтрами. Для некоторых двигателей может также потребоваться нейтрализация ОГ при помощи каких-либо устройств в системе выпуска, например, избирательная каталитическая нейтрализация ОГ с аммиачным реагентом (SCR), чтобы обеспечить соответствие очень жестким нормам Stage IV по NOx – 0,4 г/кВт·ч.

Чтобы измерить уровень токсичности ОГ в реальных условиях, совместно с Агентством по защите окружающей среды США (ЕРА) разработана новая методика испытаний на переходных режимах NRTC (Nonroad Transient Cycle – Методика испытаний на переходных режимах для внедорожных самоходных машин). NRTC будет применяться параллельно с предыдущей методикой испытаний на постоянных режимах ISO 8178, которая называется NRSC, для измерения содержания твердых частиц (сажи) в ОГ (в соответствии с нормами Stage IIIB и Stage IV) всех двигателей, кроме работающих при постоянной частоте вращения. По желанию производителя NRTC может также использоваться для измерения содержания газообразных токсичных составляющих в ОГ в соответствии с нормами Stage IIIA и для измерения газообразных токсичных веществ в ОГ по нормам Stage IIIB и Stage IV. Методика испытаний на постоянном режиме NRSC (ISO 8178) должна применяться в соответствии с нормами Stage I, II и IIIA и для двигателей, работающих при постоянной частоте вращения, а также в соответствии со Stage IIIB и Stage IV для измерения газообразных токсичных составляющих ОГ.

Образцовое топливо, используемое для испытаний на одобрение типа транспортного средства (сертификации) в соответствии со Stage III, должно содержать серы от 1000 до 2000 частей на 1 млн. Для оценки содержания сажи в ОГ в соответствии с предлагаемыми нормами Stage IV необходимо будет использовать топливо со сверхнизким содержанием серы 10...50 частей на 1 млн. Согласно Директиве 2003/17/ЕС не содержащее серы дизельное топливо (10 частей на 1 млн.) будет продаваться в странах Евросоюза с 2009 г., скорее всего, и для внедорожных самоходных машин.

Предлагаемое определение срока эксплуатации двигателя устанавливается в 3000/ 5000 часов для двигателей мощностью не более 37 кВт, работающих при постоянной частоте вращения/ при различных режимах соответственно, и 8000 часов для двигателей мощностью более 37 кВт.

Нормы Stage	Нормируемые компоненты (г/кВт∙ч)				Принятие в ЕС
	СО	СН	NOx	РМ
I	5	1,3	9,2	0,54	1999
II	3,5	1	6	0,2	2002
IIIа	3,5	4		0,2	2006
IIIb		0,19	2	0,025	2011
IV	3,5	0,19	0,4	0,025	2014

Таблица 1.4. - Нормы по токсичности ОГ для внедорожной техники (Stage)

Таблица 1.5. - Сравнение экологических норм Евро.

Нормы	Дата введения	Концентрация выбросов (в г/кВт·ч, дымность в м-1)
		CO	HC	NОx	Тверд. част.	Дымность
Евро 0	1988	12,3	2,6	15,8	-	-
Евро 1	1992(<115л.с)	4,5	1,1	8,0	0,612	-
	(>115л.с)	4,5	1,1	8,0	0,36	-
Евро 2	Октябрь1996	4,0	1,1	8,0	0,25	-
	Октябрь1998	4,0	1,1	7,0	0,15	-
Евро 3	Октябрь2000	2,1	0,66	5,0	0,10	0,8
Евро 4	Октябрь2005	1,5	0,46	3,5	0,02	0,5
Евро 5	Январь2013	1,5	0,46	2,0	0,02	0,5
Евро 6	Январь2016	1,5	0,13	0,46	0,01	0,5

Аналогично европейским стандартам Euro для дизельных двигателей так называемой внедорожной техники существует серия европейских стандартов Stage, практически аналогичных американским стандартам Tier. В 1999 году был введен первый стандарт, названный Stage I, сейчас действует введенный в 2006 году стандарт Stage III, который в 2014 году сменит стандарт Stage IV. Соответственно, по американским меркам с 2008 по 2015 год действуют нормы стандарта Tier 3.

Какое же оборудование подпадает под действие этих стандартов? Прежде всего это промышленные буровые установки, компрессоры, строительные колесные погрузчики, бульдозеры, внедорожные грузовые транспортные средства, мобильные экскаваторы, которые могут передвигаться по дорогам общего пользования, вилочные погрузчики, машины для уборки и ремонта дорог, снегоуборочная техника, наземное вспомогательное оборудование для аэропортов, оборудование вертикального доступа, подъемники, а также самоходные подъемные краны.

Кроме того, под действие этих стандартов подпадают сельскохозяйственные и лесозаготовительные тракторы.