Что такое экологический класс топлива
Перейти к содержимому

Что такое экологический класс топлива

  • автор:

Что такое класс топлива

1662.png

В среднем при работе легкового автомобиля за год расходуется до 4 тонн кислорода, а при переработке бензина выделяется почти 800 кг угарного газа, 50 кг азота и 200 кг углеродистых соединений. Впечатляющие цифры?

Чтобы снизить вредное воздействие на окружающую среду, были разработаны экологические стандарты. С ними знакомы все автомобилисты. Это обозначения ЕВРО на автозаправочных станциях. Но какие критерии они накладывают на производимое топливо, от чего зависят, знают не многие. Давайте разбираться.

Что такое экологический класс

Одни автомобили работают на АИ-92, другим для работы двигателя нужен АИ-95, а третьим — дизельное топливо. Какую марку бензина или дизельного топлива необходимо использовать для эффективной работы мотора, устанавливает производитель. А вот количество присадок в топливе и выделяемые после его сгорания вещества определяет топлива класс.

При этом он может быть одинаковым у разных марок бензинов или разным у одной и той же марки. И это не прихоть нефтеперерабатывающих заводов или АЗС, а существующие стандарты. Ведь экологические нормы условно подразделяют топливо на категории в зависимости от степени воздействия на окружающую среду и человека.

От чего зависит экологический класс

1663.png

Во время сгорания топлива в окружающую среду выделяются различные токсичные вещества. Они оказывают пагубное воздействие на здоровье людей, флору и фауну планеты. И если бы требования к содержанию вредных веществ в бензине не ужесточались, то к настоящему моменту половина планеты была бы безжизненной.

Четкое регулирование содержания в топливе серы, свинца, бензолов, присадок и выделения углекислого газа, азота и других веществ определяет класс автомобильного бензина. Требования ужесточаются, старые стандарты перестают действовать, чтобы исключить производство топлива с низкой экологичностью.

Классы горючего

В ГОСТ 32513-2013 прописаны требования к бензинам по факту содержания вредных веществ. Самые жесткие требования предъявляют к содержанию серы и октаноповышающей присадки (ММА). В России такие маркировки обозначают буквой К и цифрой, а по европейским стандартам — ЕВРО. Реализуемое топливо уже в своем названии содержит данные о стандарте — например, АИ-95 ЕВРО. В документации же такое горючее будет записано с учетом российских стандартов, т. е. АИ-95-К5.

По этим ограничениям существуют классы:

  • К2 (ЕВРО-2): сера — до 500 мг на 1 кг, ММА — не более 1,3%.
  • К3 (ЕВРО-3): сера — до 150 мг/кг, ММА — 1%. Требования ужесточились на 40%.
  • К4 (ЕВРО-4): сера — до 50 мг/кг, ММА — 1%. Повышение норм еще на 40%.
  • К5 (ЕВРО-5): сера — до 10 мг/кг, ММА должно отсутствовать. Сначала был введен для грузовых, а потом для легковых авто.
  • К6 (ЕВРО-6): аналогичен предыдущему классу, но определяет содержание углекислого газа — 130 г/км.

Как видно, чем выше стандарт, тем более жесткие требования к составу топлива. При этом норма оксида углерода не изменяется, а содержание сложных веществ снижается.

При этом в настоящее время для производства разрешено топливо класса К5 и выше. Бензин класса 6 производят только на некоторых заводах.

На что влияет класс горючего

1664.png

Жесткие требования к производству бензинов определяют нормы выбросов токсичных веществ. Что улучшает окружающую среду и снижает вредное воздействие на человека. И также улучшает показатели в работе двигателя:

  • более полное сгорание снижает количество нагара на форсунках;
  • снижение количества серы уменьшает коррозийное воздействие на металлические элементы;
  • ниже количество углеводородов — меньше образуется сажи.

За счет использования бензина класса K5 и выше снижается количество отложений внутри двигателя, на впускных клапанах. Увеличивается срок службы топливной системы за счет меньшего трения элементов (износа). В итоге увеличивается срок работы двигателя.

Экологические евростандарты топлива. Введение в РФ запрета на стандарты ниже Евро-5

Стандарты Евро для топлива. Запрет на продажу Евро-3,4 в РФ

Горючее, которое используется для разных транспортных средств (грузовых, легковых), разделяется на экологические стандарты. Они применяются для контроля состава выхлопных газов, их соответствие нормам. Каждый вид горючего имеет определенное количество вредных примесей, и если их уровень будет превышать установленные стандарты, то оно будет запрещено к продаже. Предварительно топливо проходит проверку, получает определенную классификацию.

Хронология введения евростандартов

Перед тем как использовать топливо для автомобилей следует рассмотреть основные классы топлива Евро, их хронологию, период их введения:

0 Разновидность является базовой. В странах Европы появилась в 1988 году. У нее не было больших ограничений, он проводил регулирование уровня выбросов вредных веществ моторами;
1 Стандарт в Европейском союзе приняли в 1992 году. Его использование помогло улучшить экологию, уменьшить количество вредных выбросов;
2 Класс появился в 1995 году. Стандарт усилил требования относительно машин, которые имеют дизельный мотор;
3 Его приняли в 2000 году. Благодаря ему было сокращен показатель допустимых вредных выбросов на 40 %;
4 Он появился в 2005 году. На все машины необходимо было оформлять сертификат, который доказывает, что параметры мотора выполняют новые требования. Стандарт смог снизить предельные нормы выбросов на 70 %;
5 Стандарт в Европе приняли в 2008 году. В этот период он использовался для грузовых авто. Для легковых машин начал действовать через 12 месяцев;
6 В Европе появился в 2015 году. Он усилил требования к машинам, у которых установлен дизельный двигатель.

Характеристики стандартов

Ниже имеется таблица, в которой указаны основные характеристики стандартов топлива от 1 до 6:

Евростандарт Особенности хронологии
1 Стандарт топлива Евро 1 подходит для машин, которые были выпущены до 1993 года. Данный вид запрещал использование этилированного бензина, в составе которого имеется тетраэтилсвинец
2 Рекомендуется применять для машин, которые выпускались с 1997 года. Экологический класс направлен на уменьшение показателей несгоревших углеводородов в составе газовых смесей, повышение КПД моторов. Он уже давно не применяется в России
3 Класс подходит для машин, которые выпускались с 2001 года. В этом стандарте указано ограничение на период прогревания мотора. Наибольший допустимый показатель серы снизился. Класс давно снят с производства
4 Стандарт подходит для машин, которые выпускались с 2006 года. После появления этого вида горючего все машины стали снабжать фильтрами сажевого типа. Запрещен к использованию на территории РФ
5 Экологический класс подходит для всех машин, которые выпускались с сентября 2009 года. Основной упор сделан на снижение выбросов сажи. Фильтр сажевого вида обязателен для машин ЕС. Этот стандарт сильно подействовал на рынок топливной продукции. В 2015 году было полностью изъято горючее ниже Евро 5
6 Класс подходит для машин, выпускаемых с сентября 2015 года. Допустимый показатель выбросов уменьшился в три раза

Введение Евро-5 в РФ

Недавно на территории РФ был введен полный запрет на реализацию продукции, которая ниже стандарта 5. Это было сделано для повышения качества, снижения отрицательного воздействия на состояние экологии.

Когда был введен запрет в РФ Евро-3 и Евро-4

С 1 июля 2016 года в РФ был введен полный запрет на реализацию смесей ниже Евро-5. Официальный запрет на использование горючего ниже Евро-5 был введен 1 июля 2016 года.

Несмотря на то, что ограничение продажи топлива ниже Евро-5 наблюдается давно, многие продавцы нарушают закон и под видом качественного горючего стараются продать продукт запрещенного качества.

Компании и предприниматели часто предлагают топливо класса Euro-4 и привлекают ценой, которая значительно ниже рыночной, фактически поставляя субпродукты, использование которых негативно сказывается на работе оборудования и со временем выводит его из строя.

Если Ваш поставщик по сей день продаёт Вам топливо Евро-3 и Евро-4, то, к сожалению, Вас обманывают. Предлагаем проверить качество, сдав топливо в лабораторию и выяснить, что же Вам поставляют на самом деле. ТК Балтика с удовольствием поможет Вам с анализом горючего, для этого обратитесь, пожалуйста, по телефону +7 (911) 929-57-07 или напишите нам на почту.

ГОСТ РФ 305-2013 и Евро-5

Российский ГОСТ практически в полной мере соответствует Euro-5. Топливо имеет сниженный уровень вредных элементов. Данные типы топливных продуктов обладают похожими показателями общего загрязнения, зональности, а также они имеют другие одинаковые свойства.

Но все же имеются различия, а именно уровень серы: по Евро-5 10 мг/кг и по ГОСТу 500 мг/кг. Также наблюдаются отличия и по другим свойствам.

Что такое ЕВРО-6, чем отличается от ЕВРО-5, его преимущества

Euro-6 – современный вид горючего, который позволяет значительно снизить вред от выхлопов автомобиля. По сравнению с Euro-5 этот класс имеет ряд преимуществ:

  • Показатель токсичности ниже на 30 %;
  • Меньше выбросов угарного газа на 9,5 %;
  • Снижены выбросы оксида азота на 3,9 %;
  • Ниже выбросы углеводородных соединений на 3,6 %.

Топливо класса Евро-6 положительно отражается на состоянии автомобиля. Оно уменьшает количество отложений, снижает износ, увеличивает показатели износа двигателя.

На данный момент в РФ ДТ Евро-6 изготавливается на определенных НПЗ – Роснефти, Башнефти, ЛУКОЙЛа. И данное топливо можно приобрести на автозаправках от этих компаний. Но все же многих нефтеперерабатывающим компания достаточно сложно перейти на новый стандарт качества выпускаемых продуктов.

Евро-5 незначительно отличается от класса Евро-6. На территории России имеют некоторые автозаправки, но которых реализуется ДТ близкое к качеству Евро-6. Разница заключается в не в качестве, а в моторах автомобилей, для которых применяется горючее.

Дизельное топливо класса Евро считается качественным горючим, которое имеет низкий показатель вредных выбросов в атмосферу. В России уже несколько лет используется стандарт не ниже 5 класса, имеет отличные характеристики, низкое содержание негативных веществ, увеличивает срок службы двигателя автомобиля.

Стандарты Евро для топлива. Запрет на продажу Евро-3,4 в РФ

Стандарты Евро для топлива. Запрет на продажу Евро-3,4 в РФ

Экологические классы автотранспортных средств и моторных топлив Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

КОМПРИМИРОВАННЫЙ ПРИРОДНЫЙ ГАЗ (КПГ) / ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ КЛАССЫ / / ГАЙТАН / КАЧЕСТВО КПГ / COMPRESSED NATURAL GAS (CNG) / ECOLOGICAL CLASSES / THE CONTENT OF SULFUR IN CNG / HYDROGEN ADDITIVES IN CNG / HYTHANE / QUALITY OF CNG

Аннотация научной статьи по химическим технологиям, автор научной работы — Гнедова Людмила Анатольевна, Гриценко Кирилл Александрович, Лапушкин Николай Александрович, Люгай Станислав Владимирович, Перетряхина Вера Борисовна

Совершенствование экологических характеристик автотранспортных средств, в том числе с газовыми двигателями, потребовало оснащения их трехкомпонентными нейтрализаторами и производства моторных топлив с определенными экологическими характеристиками. Основной причиной снижения эффективности работы нейтрализаторов является наличие серы в отработавших газах независимо от того, на каком топливе (бензин, дизельное или газомоторное топливо) работал двигатель. Рассмотрены направления улучшения экологических качеств традиционных моторных топлив и компримированного природного газа.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по химическим технологиям , автор научной работы — Гнедова Людмила Анатольевна, Гриценко Кирилл Александрович, Лапушкин Николай Александрович, Люгай Станислав Владимирович, Перетряхина Вера Борисовна

Нормативное обеспечение применения газомоторного топлива на основе метана на автотранспорте

Индикаторы экологической результативности и безопасности эксплуатации автотранспортных средств на природном газе

Экологические аспекты использования природного газа в качестве моторного топлива на основе оценки полного жизненного цикла

Анализ научно-технической документации с целью повышения качества газомоторного топлива
Применение различных видов моторного топлива в условиях Сибири и Крайнего Севера
i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Ecological classes of vehicles and motor fuels

Improvement of ecological characteristics of vehicles, including with gas engines, demanded equipment them three-componential converters and productions of motor fuels with certain ecological characteristics. The main reason for decrease in overall performance of converters is their «poisoning» with sulfur containing in the fulfilled gases irrespective of on what fuel (gasoline, diesel fuel or gas motor fuel) the engine worked. The directions of improvement of ecological qualities of traditional motor fuels and compressed natural gas are considered.

Текст научной работы на тему «Экологические классы автотранспортных средств и моторных топлив»

Стандарты и нормы

Экологические классы автотранспортных средств и моторных топлив

старший научный сотрудник ООО «Газпром ВНИИГАЗ», К.А. Гриценко,

научный сотрудник ООО «Газпром ВНИИГАЗ», Н.А. Лапушкин,

начальник лаборатории ТО АГНКС ООО «Газпром ВНИИГАЗ», к.т.н., С.В. Люгай,

зам. начальника Центра «Использование газа» ООО «Газпром ВНИИГАЗ», В.Б. Перетряхина,

старший научный сотрудник ООО «Газпром ВНИИГАЗ», И.В. Федотов,

старший научный сотрудник ООО «Газпром ВНИИГАЗ», к.т.н.

Совершенствование экологических характеристик автотранспортных средств, в том числе с газовыми двигателями, потребовало оснащения их трехкомпонентными нейтрализаторами и производства моторных топлив с определенными экологическими характеристиками. Основной причиной снижения эффективности работы нейтрализаторов является наличие серы в отработавших газах независимо от того, на каком топливе (бензин, дизельное или газомоторное топливо) работал двигатель. Рассмотрены направления улучшения экологических качеств традиционных моторных топлив и компримированного природного газа.

Ключевые слова: компримированный природный газ (КПГ), экологические классы, содержание серы в КПГ добавки водорода в КПГ, гайтан, качество КПГ

Ecological classes of vehicles and motor fuels

L.A. Gnedova, K.A. Gritsenko, N.A. Lapushkin, S.V. Lyugay, V.B. Peretryakhina, I.V. Fedotov

Improvement of ecological characteristics of vehicles, including with gas engines, demanded equipment them three-componential converters and productions of motor fuels with certain ecological characteristics. The main reason for decrease in overall performance of converters is their «poisoning» with sulfur containing in the fulfilled gases irrespective of on what fuel (gasoline, diesel fuel or gas motor fuel) the engine worked. The directions of improvement of ecological qualities of traditional motor fuels and compressed natural gas are considered.

Keywords: compressed natural gas (CNG), ecological classes, the content of sulfur in CNG, hydrogen additives in CNG, Hythane, quality of CNG.

Экологические проблемы, связанные

с использованием традиционного моторного топлива в двигателях транспортных средств, актуальны для всех стран мира. Во многих приняты жесткие требования по экологизации автотранспорта. Первыми тревогу забили США и Япония, где загазованность в крупных городах ощущалась особенно остро. Были законодательно утверждены требования по токсичности выхлопов новых автомобилей, которые периодически пересматривались и ужесточались. Вскоре аналогичные законы были приняты и в странах Европы (табл. 1).

Технологии борьбы с загрязнениями появились в середине 1970 гг., когда был изобретен каталитический нейтрализатор, в котором осуществлялось дожигание оксида углерода до СО2. Сегодня это высокотехнологичные автоматизированные системы контроля уровня выбросов.

В Европе в 1988 г. были приняты первые нормы (Евро-0), ограничивающие токсичность выхлопа автомобилей. Одновременно выяснилось, что для эффективной работы нейтрализатора необходимо использовать только качественное неэтилированное топливо, так как содержащийся в бензине тетраэтил-свинец необратимо «отравляет» каталитическую поверхность. Это привело к запрету использования металлосодер-жащих антидетонационных присадок к топливу.

Таким образом, впервые для снижения токсичности выхлопа автомобилей был применен химмотологический подход, при котором поставленная цель достигалась комплексным совершенствованием технологии нейтрализации отработавших газов (ОГ) и качества топлива.

Очередной этап по разработке и применению альтернативных топлив для улучшения экологии начался в 1992 г., когда в Рио-де-Жанейро состоялась всемирная Конференция ООН по окружающей среде и развитию. Ее главным итогом стала декларация о международном сотрудничестве в области охраны окружающей среды и развития, в том числе в области исследований сберегающих экологию альтернативных топлив. В результате с 1993 по 1999 г. количество вредных веществ в ОГ автомобилей за рубежом снизилось примерно

тандарты и нормы

Нормы токсичности выхлопа легковых автомобилей (категория M1) для развитых европейских стран [1]

Стандарты Дата введения Содержание в выхлопе, г/кВтч

N0, со сн Твердые частицы

Евро-1 1992.01 — 2,72 (3,16) — —

Евро-2 1996.01 — 2,2 — —

Евро-3 2000.01 0,15 2,3 0,2 —

Евро-4 2005.01 0,08 1,0 0,1 —

Евро-5 2009.09 0,06 1,0 0,1 0,005 Р)

Евро-6* 2014.09 0,06 1,0 0,1 0,005 Р)

‘Ужесточение норм Евро-5 и Евро-6 в основном касается дизельных автомобилей, существенно ограничивая содержание выбросов твердых частиц (сажа) и оксидов азота; DI — двигатели с непосредственным впрыском.

в 2 раза, а всего за последние 40 лет содержание токсичных компонентов в ОГ уменьшилось на 70 %.

Упомянутое соглашение получило отражение в Киотском протоколе (1997 г.), согласно которому индустриальные страны обязались сократить до 31 января 2012 г. выбросы парниковых газов (С02, СН4, N0^ проч.) на 5,2 % по сравнению с 1990 г. Евросоюз планировал сократить выбросы до 8 % к 2010 г. В настоящее время многие зарубежные моторостроительные фирмы взяли курс на решение задачи достижения нулевой токсичности отработавших газов. Опыт показывает, что добиться этого можно только при использовании альтернативных моторных топлив. Именно поэтому практически все перспективные экологически чистые автомобили проектируются под использование альтернативных топлив.

При современном уровне развития техники наиболее эффективным способом снижения токсичности выхлопа является нейтрализация токсичных компонентов ОГ с использованием химических реакций окисления и/или восстановления. С этой целью в выпускную систему двигателя устанавливают специальный термический реактор (нейтрализатор). На современных автомобилях (в том числе газовых класса Евро-4, Евро-5) для снижения выбросов вредных веществ устанавливаются трехкомпонентные каталитические нейтрализаторы, которые уменьшают содержание в выхлопных газах СО, СН и N0 .

Трехкомпонентный каталитический нейтрализатор представляет собой корпус из нержавеющей стали, установленный в систему выпуска до глушителя. В корпусе располагается блок с многочисленными продольными порами, покрытыми тончайшим слоем катализатора, который не вступает в химические реакции, а ускоряет их течение. В качестве катализаторов используются платина и палладий для окисления СО и СН, а родий — для N0^. В результате реакций токсичные соединения СО, СН и N0 окисляются или восстанавливаются

до углекислого газа, азота и воды.

Практически все страны отказались от применения этилированного бензина, при сгорании которого соединения свинца засоряют катализаторы. По этой же причине в настоящее время экономически развитые страны ограничили содержание серы в моторном топливе: в Европе на уровне 10 , в США — 15 мг/кг. Этот уровень содержания серы в моторном топливе и соответственно в отработавших газах обеспечивает достаточный ресурс работы нейтрализаторов. При этом для поверхности катализаторов, на которых откладываются соединения серы, не имеет значения, при сгорании какого топлива образовались эти ОГ (бензин, дизтопливо, КПГ или СУГ).

Экологическая классификация автомобильной техники в России

В области нормирования экологических показателей автотранспортных средств (АТС) и двигателей Россия применяет требования Женевского

соглашения 1958 г. Поэтому отечественная нормативная документация в этой области базируется на Правилах ЕЭК ООН.

Основные требования к выбросам вредных веществ автомобилями и двигателями установлены в Правилах ЕЭК ООН № 49 (грузовые автомобили и автобусы), № 83 (легковые автомобили и легкие грузовики), № 96 (дизели сельскохозяйственных и лесных тракторов, внедорожных транспортных средств). Указанные документы периодически пересматриваются, дополняются, модернизируются в рамках рабочей группы по загрязнению воздуха и экономии энергии Комитета по внутреннему транспорту ЕЭК ООН и принимают статус международных стандартов после их принятия Всемирным форумом WP.29.

В России экологическая классификация автомобильной техники в зависимости от уровня выбросов вредных веществ впервые была введена специальным Техническим регламентом от 12.10.2005 г. № 609 «О требованиях к выбросам автомобильной техникой, выпускаемой в обращение на территории Российской Федерации, вредных (загрязняющих) веществ». Этот первый специальный ТР обеспечил нормативной базой решение многих вопросов. А именно:

• установил предельно допустимые нормы выбросов в атмосферу для каждого вида и типа АТС;

• ввел понятие «экологический класс автомобиля» в зависимости от уровней вредных выбросов в атмосферу;

• сформулировал требования к топливу, использование которого обеспечит выполнение соответствующих экологических нормативов;

• установил сроки поэтапного ввода в действие экологических нормативов.

В этом документе дано следующее определение: «экологический класс» — классификационный код, характеризующий автомобильную технику в зависимости от уровня выбросов.

Также дана экологическая классификация автомобильной техники в зависимости от уровня выбросов вредных (загрязняющие) веществ и определены нормативные документы, устанавливающие требования к экологическим

Стандарты и нормы

характеристикам автомобильной техники и технические нормативы выбросов (Правила ЕЭК ООН № 83, № 49, № 96).

В приложении № 3 к этому Техническому регламенту впервые были приведены основные технические требования к характеристикам топлива различных классов для автомобильной техники соответствующего им экологического класса.

Экологическая классификация моторных топлив в России

Для сокращения разрыва между европейскими и российскими экологическими требованиями к моторным топливам и их гармонизации постановлением Правительства РФ от 27.02.2008 г. № 118 принят Технический регламент «О требованиях к автомобильному и авиационному бензину, дизельному и

судовому топливу, топливу для реактивных двигателей и топочному мазуту» (введен с января 2009 г.). В этом регламенте требования к характеристикам автомобильного бензина и дизельного топлива были уточнены и приведены в соответствие с европейскими экологическими требованиями к моторным топливам. Он содержит, в частности, следующее требование: «Изготовители (продавцы) автомобильного бензина и дизельного топлива обязаны в информационных материалах, размещенных в местах, доступных для приобретателей, указывать наименование продукции, марку автомобильного бензина или дизельного топлива, экологический класс автомобильной техники, для которой данная продукция рекомендована».

В этом техническом регламенте впервые приведено определение

Требования к характеристикам автомобильного (Приложение 2 ТР ТС 013/2011)

экологического класса топлива: «экологический класс топлива — классификационный код (К2, К3, К4, К5), определяющий требования безопасности топлива».

Последняя редакция требований к автомобильному бензину и дизельному топливу приведена в Техническом регламенте Таможенного союза (ТР ТС 013/2011) «О требованиях к автомобильному и авиационному бензину, дизельному и судовому топливу, топливу для реактивных двигателей и мазуту» (утвержден Решением Комиссии Таможенного союза от 18.10.2011 г. № 826).

Переход с одного уровня экологических требований к АТС на другой, более высокий, сопровождается одновременным изменением и ужесточением соответствующих нормативных показателей по экологическим классам для автомобильных топлив (табл. 2, 3).

Характеристики автомобильного бензина Единица Нормы в отношении экологического класса

измерения К2 КЗ К4 К5

Массовая доля серы, не более мг/кг 500 150 50 10

Объемная доля бензола, не более % 5 1 1 1

Массовая доля кислорода, не более % не определяется 2,7 2,7 2,7

Объемная доля углеводородов, не более: %

ароматических не определяется 42 35 35

олефиновых не определяется 18 18 18

по исследовательскому методу, не менее ОЧ 80 80 80 80

по моторному методу, не менее ОЧ 76 76 76 76

Давление насыщенных паров: кПа

в летний период 35-80 35-80 35-80 35-80

в зимний период 35-100 35-100 35-100 35-100

Концентрация железа, не более мг/дм3 отсутствие отсутствие отсутствие отсутствие

Концентрация марганца, не более мг/дм3 отсутствие отсутствие отсутствие отсутствие

Концентрация свинца*, не более мг/дм3 5 5 5 5

Объемная доля монометиланилина, не более % 1,3 1,0 1,0 отсутствие

Объемная доля оксигенатов, не более: %

метанола** не определяется 1 1 1

этанола не определяется 5 5 5

изопропанола не определяется 10 10 10

третбутанола не определяется 7 7 7

изобутанола не определяется 10 10 10

эфиров, содержащих 5 или более атомов углерода в молекуле не определяется 15 15 15

других оксигенатов (с температурой конца кипения не выше 210 °С) не определяется 10 10 10

* — для Российской Федерации для экологических классов К2, КЗ, К4 и К5 отсутствие, ** — для Российской Федерации для экологических классов КЗ, К4 и К5 отсутствие.

Требования к характеристикам дизельного топлива (Приложение 3 ТР ТС 013/2011)

Характеристики дизельного топлива* Единица Нормы в отношении экологического класса

измерения К2 КЗ К4 К5

Массовая доля серы, не более мг/кг 500 350 50 10

Температура вспышки в закрытом тигле, не ниже:

для летнего и межсезонного дизельного топлива °С 40 40 55 55

для зимнего и арктического дизельного топлива 30 30 30 30

Фракционный состав — 95 процентов объемных перегоняется при температуре, не выше °С 360 360 360 360

i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Массовая доля полициклических ароматических % 11 11 8

углеводородов, не более

Цетановое число для летнего дизельного топлива, ЦЧ 45 51 51 51

Цетановое число для зимнего и арктического дизельного топлива ЦЧ не определяется 47 47 47

Смазывающая способность, не более мкм не определяется 460 460 460

Предельная температура фильтруемости, не выше:

летнее дизельное топливо не определяется не определяется не определяется не определяется

дизельного топлива зимнего ** °С минус 20 минус 20 минус 20 минус 20

дизельного топлива арктического минус 38 минус 38 минус 38 минус 38

дизельного топлива межсезонного *** минус 15 минус 15 минус 15 минус 15

* — допускается содержание в дизельном топливе не более 7 % (по объему) метиловых эфиров жирных кислот. ** — для Республики Казахстан не более минус 15 °С для экологических классов К2, КЗ, К4 и К5. ***- для Республики Казахстан не более минус 5 °С для экологических классов К2, КЗ, К4 и К5.

Ограничения устанавливают исходя, во-первых, из требований обеспечения надежной и эффективной работы АТС, включая двигатель и его системы, в том числе топливную и систему каталитической нейтрализации ОГ, во-вторых — из закономерностей влияния состава топлива на организацию рабочего процесса в цилиндре двигателя и его управление, что в итоге определяет состав и интенсивность эмиссии вредных веществ.

К первой группе показателей можно отнести нормирование следующих параметров:

• детонационной стойкости моторного топлива, обеспечивающей работоспособность самого двигателя;

• давления насыщенных паров бензинов, что обеспечивает отсутствие паровых пробок в топливоподающей системе;

• смазывающих свойств дизельных топлив, так как сокращение содержания соединений серы привело к ухудшению антифрикционных свойств;

• содержания серы, фосфора, ме-таллосодержащих антидетонаторов на основе свинца, марганца, железа,

которые, осаждаясь на каталитических поверхностях нейтрализатора ОГ, нарушают его работу.

Оксигенатные добавки к бензинам, пришедшие на смену металлосодержа-щим антидетонационным присадкам, имеют кислородсодержащие компоненты и применяются для производства высокооктановых бензинов. Наиболее распространенными и широко применяемыми являются: метил-трет-бутило-вый эфир (МТБЭ), этил-трет-бутиловый эфир (ЭТБЭ), этанол, а также метил-трет-амиловый эфир (МТАЭ). Однако эти соединения токсичны и нестабильны при длительном хранении, вызывают отложения в топливных системах, поэтому их содержание в топливе ограничено.

По данным ВНИИНП известно, что в дизельном топливе только при содержании серы выше 500 мг/кг обеспечиваются требуемые смазывающие свойства, необходимые для надежной работы дизельной топливной аппаратуры. Чем меньше сернистых соединений в топливе, тем ниже его смазывающие свойства и хуже работоспособность топливной аппаратуры. Поэтому (см. табл. 3) введен весьма важный нормативный

показатель смазывающей способности дизельного топлива по величине пятна износа трущейся пары (мкм), определяемый по стандартизованной методике. В настоящее время в мировой и отечественной практике требуется обязательное применение противоизносных присадок к дизельным топливам.

Вторая группа показателей ограничивает долю соединений, склонных при сгорании к образованию твердых частиц (сажа) в ОГ.

Для дизельных топлив экологических классов К3. К5 введены повышенные требования к цетановому числу (воспламеняемость):

• для летнего дизельного топлива не менее 51;

• для зимнего не менее 47.

Это обусловлено применением топливной аппаратуры нового поколения, называемой Common Rail (разработчик фирма Bosch). Эта топливная система включает: топливный насос высокого давления (до 150 МПа и выше) с резервуаром-аккумулятором; электронную систему распределения топлива по форсункам с пьезоэлектрической высокоскоростной системой топливоподачи

Стандарты и нормы

до трех-пяти подвпрысков рабочего заряда топлива за один цикл. Поэтому, для реализации преимуществ гибкого управления впрыском и обеспечения более полного и эффективного сгорания рабочего заряда необходимо использование дизельного топлива с высокими цетановыми числами.

Экологические требования к газомоторному топливу

Совершенствование экологических качеств газомоторного топлива (КПГ) в настоящее время, как и в случае с традиционным моторным топливом, также идет по двум направлениям:

• ограничения содержания серы для обеспечения достаточного ресурса работы нейтрализатора;

• введения добавок водорода для улучшения сгорания КПГ и снижения токсичности ОГ.

Ограничение содержания серы в КПГ. Состав покрытия трехкомпонен-тного катализатора ОГ современных газовых двигателей подобран с учетом работы на природном газе, поскольку при неполном сгорании смеси в ОГ остается метан, стойкий к высокой температуре. Наличие серы в горючем значительно снижает эффективность работы таких устройств, так как она способна блокировать зоны активного катализа со слабой возможностью дальнейшей очистки (десульфуризация) последних. При переходе на малосернистое топливо продолжительность работы катализатора всегда возрастает. Для эксплуатации такой техники и обеспечения нормативного срока службы катализатора необходимо газомоторное топливо с содержанием серы не более 10 мг/кг.

В настоящее время экологические требования к газомоторному топливу

сформулированы в следующих нормативных документах, регламентирующих его качество:

• стандарт на КПГ Германии DIN 51624 — с января 2009 г. норма общего содержания серы 10 мг/кг;

• спецификация на качество газового топлива фирмы Cummins CES 20067 (США) — норма общего содержания серы 10 мг/кг;

• Правила ЕЭК ООН № 49 (05), Пересмотр 4 — с 3.02.2008 г. норма общего содержания серы на уровне не более 10 мг/м3 в эталонных газовых топливах GR, G23 и G25.

Перспективные отечественные экологические требования к моторному топливу и нормы предельного содержания серы в нем определены Техническим регламентом Таможенного союза «О требованиях к автомобильному и авиационному бензину, дизельному и судовому топливу, топливу для реактивных двигателей и мазуту» (ТР ТС 013/2011). Поскольку в эксплуатации находится большой парк автомашин экологического класса 3 (и более низкого), топливо для них будут продолжать выпускать до определенного срока, установленного в ТР ТС 013/2011 (табл. 4).

Для выполнения экологических требований к моторному топливу нормы предельного содержания серы в КПГ должны быть приведены в соответствие с требованиями Технического регламента Таможенного союза ТР ТС 013/2011. Таким образом, с января 2015 г. содержание серы в моторном топливе не должно превышать 50 мг/кг (класс К4), а с января 2016 г. (К5) — 10 мг/кг. Уже сейчас в России немало АТС класса Евро-4, работающих на КПГ. Для их работы необходимо газомоторное топливо с содержанием серы не более 50 мг/кг.

Требования к максимально допустимому содержанию серы в дизельном топливе и автомобильном бензине и сроки их нахождения в обороте в РФ

Моторное топливо Нормы для топлива экологического класса

Дизельное топливо массовая доля серы, не более, мг/кг допускается в обороте до 350 1.01.2015 50 31.12.2015 10 Срок не ограничен

Автомобильный бензин массовая доля серы, не более, мг/кг допускается в обороте до 150 31.12.2014 50 31.12.2015 10 Срок не ограничен

Природный газ, поставляемый с северных месторождений РФ, почти на 98 % состоит из метана и имеет содержание серы ниже 10 мг/кг. Газ, поставляемый по газотранспортной системе с некоторых южных месторождений, а также газ из южных стран СНГ по содержанию серы зачастую превышает уровень 50 мг/кг. Однако следует отметить, что после прохождения блока осушки на АГНКС часть соединений серы поглощается адсорбентом.

Если промысловая очистка газа от серы обеспечит по РФ ее содержание на уровне 10 мг/кг, то КПГ будет соответствовать по норме общего содержания серы требованиям к моторному топливу класса К5, и дополнительной его очистки от серы на АГНКС не потребуется.

Двигатели современных газовых автомобилей производятся с использованием передовых технологий, и для них требуется высококачественное газомоторное топливо. В числе основных перспективных требований к его качеству следует выделить следующие:

• детонационную стойкость газомоторного топлива с метановым числом (МЧ) не менее 70;

• содержание серы в КПГ не более 10 мг/кг;

• теплотворную способность КПГ 39000. 50300 кДж/кг;

• осушку КПГ, обеспечивающую работу газоиспользующей техники без выпадения влаги в жидкой фазе или в виде гидратов;

• отсутствие масла в КПГ.

Последнее требование обусловлено применением газовых инжекторов нового поколения, ориентированных на современные безмасляные технологии компримирования. В газовых инжекторах используются в качестве уплотнительных элементов дозирующих органов эластомеры, ресурс работы которых снижается при попадании масла [2]. В газовых инжекторах первых поколений седла дозирующих органов были выполнены из металла, и небольшое содержание компрессорного масла в КПГ обеспечивало достаточную смазку в паре металл-металл. Кроме того, переход на безмасляные технологии компримирования позволили снизить выброс твердых частиц с ОГ.

Добавка водорода в КПГ. Для улучшения экологических качеств

компримированного природного газа и уменьшения эмиссии токсичных компонентов с ОГ в настоящее время применяют ввод до 5 % (по массе) водорода. Это улучшает воспламеняемость газомоторного топлива и расширяет концентрационные пределы сгорания топливовоздушной смеси в цилиндре двигателя. Метан имеет низкую скорость распространения пламени, особенно в бедной топливовоздушной смеси, в то время как скорость распро-

странения пламени водорода примерно в восемь раз выше. Для воспламенения водорода требуется примерно в 25 раз меньше энергии, чем для метана.

Смесь природного газа с 20 % по объему водорода (что составляет по массе =3%) называется гайтан, она прошла лабораторные исследования на газовых двигателях. Автотранспортные средства, работающие на этой смеси, проходят опытную эксплуатацию во многих странах и подтверждают

Рис. 2. Нормы выбросов N0^ и твердых частиц при испытаниях по городскому ездовому циклу и перспективные характеристики двигателей при работе на гайтане: — Евро-5; — Евро-4; — Евро-3; — Евро-2; — Евро-1; — гайтан; ▲ — дизель Евро-1; — дизель Евро-2; ▲ — дизель Евро-3; ■ — дизель+; • — КПГ Евро-2; • — КПГ Евро-3; • — КПГ Евро-5

существенное снижение эмиссии токсичных компонентов с ОГ при добавках водорода в природный газ.

Одна из причин образования токсичных компонентов в цилиндре двигателя — неполнота сгорание топлива в пристеночной зоне. Из-за высокой теплоотдачи в стенку температура смеси газа и воздуха понижена, а сама смесь плохо перемешана из-за ее низких скоростей вблизи стенки. Ввод добавки водорода, благодаря расширению концентрационных пределов сгорания смеси, приводит к сокращению до пяти раз толщины пристеночной зоны, более полному сгоранию и снижению выхода токсичных компонентов с ОГ.

Экспериментальные исследования, проведенные на двигателе Yu-chai компанией Hythane Company, занимающейся внедрением гайтана на транспорте [3], показали возможность существенного снижения выброса с ОГ твердых частиц, СО, NOx при работе на гайтане c 7 % Н2 (по энергетическому содержанию в КПГ). При этом уровень выбросов ОГ двигателя не превышают норм Евро-3, Евро-4 (рис. 1).

Применение гайтана, по мнению Hythane Company, позволит выполнить экологические требования Евро-5 по эмиссии NOx и твердых частиц при испытаниях по городскому ездовому циклу (рис. 2). Перспективные характеристики двигателей при работе на гайтане — поле, залитое красным [3].

Опыт применения гайтана позволяет считать перспективным направлением совершенствования экологических характеристик КПГ ввод до 5-7 % (по массе) водорода.

1. Электронный ресурс autoeco. info>misc.php

2. Системные решения Бош по сокращению выбросов CO2 и других компонентов ОГ. У.Радмахер, Й.Вагнер, Б.Менхер, Ш.Келлер // Журнал Автомобильных Инженеров. — 2011. — № 4 (69). — С. 42-49.

Экологический стандарт Евро-5: в чем отличие от Евро-4

Европейский экологический стандарт предусмотрен для всех типов дизельного и бензинового топлива. Введение нормативов предусматривает классификацию горючего, а также выбрасываемых автотранспортом опасных и вредных для экологии веществ.

В числе загрязняющих веществ отмечают выхлопные газы, которые выпускает в процессе работы двигатель транспортного средства. К таковым относят и вредные испарения самого топлива. Классификация осуществляется по содержимому выхлопов и испарений, в том числе производных углеводородов – CmHn, оксида углерода – CO, оксида азота – NОx. В числе опасных веществ и различные дисперсные частицы.

Евро-4

В России данный норматив начал действовать в 2014 году. Предусматривает сокращение выбросов NOx и твердых частиц (сажи, PM) в 2 раза по сравнению с Евро-3.

Для этого используется дополнительная система очистки SCR (впрыск AdBlue) или EGR (рециркуляция ОГ). Среди особенностей новой системы то, что часть выпускаемых газов снова поступает во впуск для снижения температуры рабочего процесса в камере сгорания. Это позволяет значительно сократить содержание оксидов азота в выхлопах.

Конструктивно двигатели стандартов Е-3 и Е-4 идентичные, за исключением дополнительной системы очистки. Однако у системы существуют существенные недостатки – повышенная вероятность износа ЦПГ, а также необходимость частого обновления масла.

Евро-5

В России стандарт внедрен с 2018 года, он предусматривает снижение выбросов оксида азота и сажи в 5 раз по сравнению с показателями Е-4, в 10 раз относительно Е-3.

Дополнительно к ранее используемой системе очистки EGR в моторе устанавливаются:

  • дроссельная заслонка на впуске,
  • новые поршни с измененной формой камеры сгорания,
  • турбокомпрессор с изменяемой геометрией,
  • система вентиляции картерных газов закрытого типа,
  • сажевый фильтр, улавливающий мелкие частицы.

Актуальность использования сажевого фильтра

Важно понимать, что выбросы сажи и оксида азота находятся в обратной зависимости. Это означает, что чем меньше будет в выхлопах NOx, тем больше становится PM, и наоборот. С NOx мы боремся еще большим уменьшением температуры в камере сгорания (еще большая часть отработавших газов возвращается в цилиндр), соответственно температура падает и углерод просто не догорает, т.е. сажа образуется сильнее. Для устранения возникшей проблемы и требуется сажевый фильтр, который до определенного момента накапливает сажу. Затем ее требуется прожигать за счет дополнительного объема топлива.

Трассовый режим, с поездками под нагрузкой, фильтр будет самостоятельно прожигаться за счет повышения температуры нагрева выхлопной системы до 350 градусов. При отсутствии подобных режимов эксплуатации предусматривается возможность использования третьего подвпрыска, так называемый поствпрыск на такте выпуска (для двигателей Е-3 и Е-4 реализован только двухфазный впрыск). На поствпрыск необходима дополнительная порция топлива.

Разница топлива

Дизтопливо Е-4 должно содержать менее 50 мг/кг3 серы. Степень содержания диоксида серы в выхлопных газах зависит от объема серы в дизельном топливе.

Топливо стандартов Е-4 и Е-5 имеет температуру вспышки 550 С. Но различается содержание СО: в Евро-4 этот показатель составляет 1,5 г/кВт*ч, а в Евро-5 он значительно меньше. Массовая доля полициклических ароматических углеводородов составляет менее 2%.

Дизель Е-5 должен иметь в составе менее 10 мг/кг3 серы. В случае повышения данного показателя в топливе, которое применяется для двигателей внутреннего сгорания под Евро-5, появляется отрицательное влияние на коррозийную стойкость элементов силового агрегата, а также сокращается ресурс работы форсунок, катализатора, подшипников и поршневых колец.

Барьер цетанового числа (оно напрямую влияет на эффективность работы дизельного двигателя) в топливе класса Е-5 составляет 51.

Технологические нормы стандартов

Экостандарт Оксид углерода (II) CO, г/км Оксид азота (NOx), г/км HC+NOx, г/км Взвешенные частицы (РМ), г/км
Евро-4 0,50 0,25 0,30 0,025
Евро-5 0,500 0,180 0,230 0,005

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *