4.9.2. Нормування шкідливих викидів двз

Нормування шкідливих викидів з відпрацьованими газами ДВЗ має місце у процесі виробництва ДВЗ і автомобілів і в умовах експлуатації.

У процесі виробництва визначення викидів двигунів легкових авто­мобілів і автомобілів невеликої вантажопідйомності здійснюється у про­цесі випробування автомобіля. Викиди двигунів великовантажних авто­мобілів визначаються в процесі випробування двигуна.

В умовах експлуатації нормується вміст шкідливих речовин у від­працьованих газах двигуна, встановленого на автомобілі.

Нормування викидів шкідливих речовин у процесі виробництва роз­почалося в 1970 р. після прийняття Правил ЄЕК ООН № 15 та ідентич­ної їм Директиви ЄС 70/220.

Згідно з цими документами обмежувалися викиди оксиду вуглецю СО та С_пН_т з відпрацьованими газами автомобілів для перевезення

до восьми пасажирів та автомобілів для перевезення вантажів макси­мальною масою до 3,5 т, оснащених бензиновими двигунами.

Випробування згідно з Правилами ЄЕК ООН № 15 здійснюється на стенді з біговими барабанами при умовному русі автомобіля за міським їздовим циклом. Цикл складається з чотирьох однотипних режимів. При виконанні цих режимів автомобіль умовно проїжджає 4,052 км за 820 с. Максимальна швидкість - 50 км/год, середня швидкість - 18,7 км/год. Нормувалися викиди СО і С_пН_т в г/км умовного шляху.

Протягом наступних років до названих Правил та Директиви вноси­лися поправки, якими більш жорстко обмежувалися викиди СО і С_пН_т та введені обмеження викидів оксидів азоту NО_х, при цьому обмежен­ня введені на викиди автомобілів з дизелями.

Із 1989 року для названих категорій автомобілів були введені Пра­вила ЄЕК № 83, які діють до теперішнього часу. В ці Правила постійно вносяться поправки, які змінюють процедуру випробувань та встанов­люють більш жорсткі норми викидів.

Нормування шкідливих викидів двигунів автомобілів більших пасажиромісткості і вантажопідйомності розпочалося в 1982 році після прий­няття Правил ЄЕК ООН № 49. Згідно з цими Правилами випробування проводяться на двигуні, встановленому на гальмівному стенді за тринадцятиступінчастим циклом, який включає різні сталі навантажувальні і швидкісні режими. Останнім часом у процедуру випробувань великона-вантажувальних автомобілів і їх двигунів внесені значні зміни. Випробу­вання проводяться на двигуні за двома циклами, які включають сталі режими, і за їздовим циклом, який включає режими, характерні для різ­них умов експлуатації, у тому числі і несталі режими.

Нормуються викиди СО, С_пН_т, NО_х та твердих частинок у

г/(кВт- год) виробленої двигуном енергії.

Крім того, автомобілі з дизелями згідно Правил № 24, прийнятих у 1972 р., перевіряються на димність відпрацьованих газів у шести режи­мах повних навантажень та режимі вільного прискорення. Нормованим параметром димності є коефіцієнт поглинання, який характеризує оптич­ну густину відпрацьованих газів і вимірюється у м^-1.

Україна в 2000 році приєдналася до Женевської Угоди від 20 берез­ня 1958 року про прийняття єдиних технічних приписів для коліісних транспортних засобів, тому, починаючи з 2003 року, автомобілі, що ви­робляються в Україні, повинні відповідати вимогам Правил ЄЕК ООН.

Як вказувалось вище, перевірка автомобілів на шкідливі викиди з відпрацьованими газами їх двигунів передбачається не тільки на стадії виробництва, але й у процесі експлуатації. Згідно з Директивою ЄС 77/143 та змінами до неї, зареєстрованими за номером 96/96/ЄС, авто­мобілі з двигунами з іскровим запалюванням без систем нейтралізації перевіряються на вміст оксиду вуглецю у відпрацьованих газах під час роботи двигуна в режимі мінімальної частоти обертання холостого ходу. Граничні значення вмісту СО становлять для автомобілів випуску до 1986 р. - 4,5%, після 1986 р. - 3,5%. Для автомобілів з системою нейт­ралізації перевірка здійснюється в режимах мінімальної і підвищеної частот обертів на холостому ходу. Граничні значення вмісту СО при мі­німальній частоті обертів - 0,5%, на підвищеній (не менше 2000 хв^-1) -0,3%.

Для автомобілів з дизелями контроль за димністю відпрацьованих газів здійснюється в режимі вільного прискорення. Значення димності повинно відповідати рекомендаціям заводу-виробника. Якщо такі реко­мендації відсутні, або контрольна служба вважає їх неприйнятними, граничні значення димності становлять для дизелів без наддуву 2,5 м^-1, з наддувом — 3,0 м^-1.

В Україні поки що автомобілі з бензиновими двигунами в режимі експлуатації на вміст шкідливих викидів перевіряються за ГОСТ 17.2.2.03-87 з змінами. Згідно з ними перевіряється і обмежується вміст оксиду вуглецю і вуглеводнів у двох режимах роботи двигуна: при міні­мальній і підвищеній частотах обертання на холостому ходу. Підвищена частота приймається на рівні 2000 хв^-1 - 0,8 номінальної частоти обер­тання колінчастого вала. В режимі мінімальної частоти обертання вміст оксиду вуглецю не повинен перевищувати 1,5%, вуглеводнів для авто­мобілів з двигунами, які мають до 4 циліндрів, - 1200 млн^-1, з більшою кількістю циліндрів - 3000 млн^-1. У режимі підвищеної частоти обертан­ня вміст оксиду вуглецю обмежується 2%, вміст вуглеводнів - 600 млн^-1 для автомобілів, двигуни яких мають до 4 циліндрів, та 1000 млн^-1 для автомобілів з більшою кількістю циліндрів. Для автомобілів з каталітич­ними нейтралізаторами в першому режимі вміст оксиду вуглецю не по­винен перевищувати 1%, в другому - 0,7%. Вміст вуглеводнів у першо­му режимі для автомобілів з двигунами до 4 циліндрів повинен бути до 400 млн^-1, більше 4 циліндрів - до 600 млн^-1, у другому режимі - до 200 і 300 млн^-1 відповідно.

Автомобілі з дизелями в процесі експлуатації перевіряються згідно з ГОСТ 21393-75, який встановлює допустиму димність відпрацьованих газів. Перевірка димності здійснюється в двох режимах - вільного при­скорення і максимальної частоти обертання на холостому ходу. В ре­жимі вільного прискорення здійснюється 6-разовий розгін дизеля без зовнішнього навантаження від мінімальної до максимальної частоти обертання. За результат приймається середнє арифметичне значення димності в процесі чотирьох останніх розгонів. Параметром димності може бути прийнята оптична густина газів, яка оцінюється у відсотках за стовідсотковою шкалою. Димність відпрацьованих газів в режимах віль­ного прискорення не повинна перевищувати для дизелів без наддуву 40% або 1,2 м^-1, з наддувом - 50% або 1,6 м^-1, у режимі максимальної частоти обертання холостого ходу - 15% або 0,4 м^-1.

Зараз в Україні розроблені і підготовлені до видання Державні стан­дарти України (ДСТУ), що визначають норми вмісту оксиду вуглецю і вуглеводнів у відпрацьованих газах автомобілів із двигунами, які пра­цюють на бензині або газовому паливі, та норми димності відпрацьова­них газів автомобілів із дизелями або газодизелями. Ці стандарти гар­монізовані з нормативними документами, прийнятими в інших європей­ських країнах.