Не за горами вступление в силу стандартов Stage IV и Tier 4 Final (в 2014 г.), а в Европе уже активно обсуждают разработку норм Stage V. Предполагается, что новые стандарты будут распространяться на двигатели мощностью менее 19 кВт и более 560 кВт, ранее не охваченные предыдущими нормами, а также более тщательно регулировать уровень вредных выхлопов для двигателей 19-37 кВт.

 

Новые системы для двигателей

Для снижения вредных выбросов двигатели оснащают дополнительными системами, что сказывается на их стоимости. Так было со стандартами Stage IIIB / Interim Tier 4, когда производители добавляли громоздкие и дорогостоящие системы очистки выхлопных газов. В результате в промышленности сформировались две тенденции:

- стремление производителей сделать двигатели более эффективными и мощными, чтобы затраты на покупку таких двигателей компенсировались за счет улучшенной производительности и сокращением расходов на топливо;

- использование гибридных систем, которое стало более рентабельным. Высокая стоимость компенсируется эффективной работой и сокращением расходов на топливо, а также означает, что в гибридных устройствах можно использовать небольшой и недорогой двигатель.

По поводу использования гибридных систем существуют спорные моменты. Например, вместо обычного дизельного двигателя мощностью 50 кВт в гибриде можно использовать двигатель 37 кВт и менее. Но расходы на сложные гибридные системы, используемые в небольших установках, трудно будет компенсировать, поскольку основная стоимость приходится именно на двигатель. Еще одним препятствием является факт, что новые стандарты Stage V, охватывающие маломощные двигатели, будут работать только в Европе. Поэтому многие эксперты считают, что разработка новых норм не будет иметь успеха.

Вопрос топлива

К проблеме регулирования вредных выхлопов можно подойти с другой стороны: не зацикливаться на конструкции двигателей, а обратить внимание на использование альтернативных видов топлива.

Так, например, компания Caterpillar в партнерстве с Westport объявила о намерении разработать двигатели для строительной техники, работающие на природном газе. Deutz сконцентрировался на разработке альтернативных источников топлива и в мае представил двигатели, работающие на биодизельном топливе, которое получают из масла семян рапса. Модели двигателей TCD 6,1 L6 и TCD 7,8 L6 оснащены системой впрыска топлива SCR, работающей под давлением 2000 бар, а также системой снижения токсичности выхлопа. Пока двигатели разработаны для сельскохозяйственной техники, но компания намерена представить аналоги для строительного оборудования, в частности для дизель генераторов. Подобным инновациям необходимо время для распространения на рынке.

Разработки производителей

Если все же обратиться к внедрению новых систем, то основная заслуга в снижении вредных выхлопов принадлежит системе избирательной каталитической нейтрализации отработавших газов SCR, которую дополняют система EGR, снижающая уровень оксидов азота в камере сгорания, сажевые фильтры и дизельные катализаторы окисления, удаляющие твердые частицы их выхлопных газов.

Например, Caterpillar разработал систему очистки выхлопов Clean Emissions Module (CEM), которая сочетает в себе дизельный катализатор окисления, сажевый фильтр и систему SCR. John Deere разработали аналогичную систему, только называется она Integrated Emissions Control.

Интерес собой представляет компания JCB, представившая серию двигателей Ecomax мощностью 55-129 кВт без сажевых фильтров. Секрет кроется в специально разработанном резервуаре, который совершенствует процесс сгорания, и вредные выхлопы просто не поступают наружу. В компании заявляют, что эксплуатационные расходы будут ниже, поскольку отсутствие сажевого фильтра и жидкости для дизельных выхлопов, необходимой в системах SCR, не требуют регулярного проведения ТО.

Yanmar удалось сократить выброс окислов азота на 90% за счет внедрения электронного управления, системы впрыска топлива под высоким давлением, системы EGR и дизельного катализатора окисления. Аналогичную схему сокращения уровня вредных выхлопов использовали в Kohler.

Подобные системы позволяют сэкономить на топливе до 1400$ в год (при использовании двигателя на протяжении 1000 часов в год).

В то время как альтернативные конструкции двигателей находятся в стадии разработки и обсуждения, рынок аренды дизель генераторов по-прежнему отдает предпочтение дизельным двигателям. Сам процесс разработки инновационных решений в сфере контроля вредных выхлопов призван выявить, кто из производителей на что способен.