Стандарты Stage для строительной техники

Ещё 30 лет назад в баки дизельной техники заливали чуть ли не всё, что могло гореть. Чадили экскаваторы, бульдозеры, грузовики и т. д. нещадно. И хотя в Евросоюзе уже вовсю вводили экологические нормы Евро-1 и Евро-2, моторы строительной техники под них не попадали.  

Stage I

В 1999 году ввели стандарт Stage I, регламентирующий уровень выхлопов. Для производителей двигателей это не доставило особых неудобств, так как инженеры попросту настроили механические ТНВД под требуемые стандарты.

«На каждый цилиндр двигателя есть своя плунжерная пара, которая нагнетает давление в камеру сгорания. Но эта конструкция обладает рядом недостатков. Самый весомый – низкое давление впрыска. Плюс к этому – механическое управление всей топливной аппаратурой», – поясняет эксперт Volvo CE по технической поддержке Александр Штин.

Впрочем, российские механики последний пункт относят к достоинствам, так как с механической регулировкой разобраться «на коленке» куда проще, нежели с электронной. Отремонтировать такую технику можно чуть ли не в поле. И, как правило, техника с двигателями стандарта Stage I всё ещё в строю, несмотря на свой возраст.

Stage II

В 2001 году в Европе начали вводить стандарт Stage II. Производителям пришлось устанавливать для каждой форсунки индивидуальный ТНВД с электронным управлением. В Volvo CE пошли дальше и внедрили в топливную систему насос форсунки, которые помимо впрыска топлива ещё и создают давление. Это обеспечивает более точное количество топлива.

Наиболее широкое распространение получила хорошо знакомая многим система Common Rail. В ней насосы накачивают давление до 2000 бар в общую топливную рампу, откуда солярка попадает на форсунки, контролирующие объём впрыска. Точнее, подсчётом занимается ЭБУ двигателя.

С технической точки зрения, у двигателей с электронными системами более высокие показатели крутящего момента и мощности на низких оборотах. Соответственно, расход топлива уменьшается, а ресурс мотора увеличивается, что важно для строительной техники. Ну и, конечно, ущерб экологии минимизирован.

«Сейчас регламентированы нормы выхлопа окислов углерода, азота и твёрдых частиц по стандарту Stage II. Углекислый газ в больших количествах вреден, так как вызывает парниковый эффект. Оксиды серы в выхлопных газах не нормированы, при этом являются вредными», – рассказывает руководитель отдела поддержки продаж Volvo CE Михаил Авдеев.

В камере сгорания двигателя появляются окислы азота и, вступая в реакцию с парами влаги, превращаются в азотную кислоту. Вдыхая её, человек получает онкологические заболевания.

Stage IIIA

В 2006 году в Европе начал действовать стандарт Stage III. Тут производителям машин пришлось потрудиться. В итоге в конструкциях строительной (и не только) техники появилась система рециркуляции выхлопных газов (EGR). Одним из решений стало внедрение в выпускной коллектор трубоотвода с дозирующим клапаном, по которому часть отработанных газов попадает во впускной коллектор вместе с воздухом снаружи.

Ещё один вариант – установка теплообменника, где выхлопные газы остывают и потом отправляются во впускной коллектор двигателя.

В некоторых двигателях стали применять систему внутренней рециркуляции, устанавливая выпускной клапан и открывая его на время для запуска газов обратно в камеру сгорания путём добавления «кулачков» на распредвале.

Stage IIIB

В 2011 в силу вступил второй этап реализации третьего стандарта, направленный на уменьшение выбросов дисперсных частиц. Производители отреагировали установкой в конструкцию выхлопной системы сажевых фильтров (DPF). Естественно, что забивались они достаточно быстро и конструкторы придумали систему прожига. При её активации компьютер отключает EGR, чтобы поступал только воздух, проводит поздний впрыск топлива для повышения температуры в выпускном коллекторе до 650 ⁰С. Соответственно, ГСМ воспламеняется и прожигает фильтр.

Stage IV

В 2014 году новый стандарт заставил производителей техники внедрить в конструкцию использование AdBlue или SCR. В России она сразу же породила море смеха, так как, по сути, в специальный бак нужно было наливать мочевину. Но не в прямом смысле, справлять водителю естественную нужду, а заливать канистры с деионизированной водой и соединением азота, которое при нагреве становится аммиаком.

Естественно, это составило дополнительную статью расходов для владельцев техники. Поэтому в России спрос на установки эмуляторов и отключение AdBlue обогатил многих умельцев.

Stage V

В 2019 году пятый стандарт поставил перед производителями задачу оснащения силовой установки датчиком фиксации ультрамелких частиц сажи.

«Новые двигатели практически не отличаются от тех, что принадлежат стандарту Stage IV. Из впускного коллектора выходят отработанные газы, попадают в дизельный катализатор, где происходит их ускоренное окисление. Выхлоп проходит через сажевый фильтр, соединяется с аммиаком и разлагается на безопасный азот и воду», – поясняет Александр Штин.

Естественно, большую роль в экологических вопросах играет и качество топлива. Если заправлять бак ГСМ с большим количеством серы, то никакие очищающие выхлопы системы не справятся.