Главная страница

Главная страница | Архив | Содержание номера

Номер 16(353) 4 августа 2004 г.

АВТОМОБИЛЬ И МЫ

Аркадий ШВАРЦ
(Кёркленд, Вашингтон)

Дизели на рынке США

Tatraplan Diesel T600D

Развитие мировой экономики, в первую очередь в Китае и Индии, на фоне отставания капиталовложений в развитие транспорта по доставке нефти из районов добычи в потребляющие страны определяет прогноз значительного дефицита энергоресурсов в ближайшие 10-15 лет. События в Ираке и действия ОПЕК дополнительно способствовали росту цен на сырую нефть в первом полугодии и, соответственно, стоимости бензина в США. Если в 2000-2001 гг. в стране средняя цена бензина regular составляла 1,5-1,6 дол./гал., то в этом году будет 1,8-1,9. Американцы вынуждены снижать его потребление. В перспективе, реальный вклад в снижение потребности страны в бензине могут дать спирт и сжиженный газ, модели с гибридными агрегатами (с электромоторами) и двигатели на водородном сырье. В ближайшие несколько лет следует ожидать также повышение спроса на небольшие топливоэкономичные модели и автомобили с дизельными моторами. О первых на рынке США я уже рассказывал (Вестник #16, 2002 г.). Теперь пришло время поговорить о дизелях.

В бензиновом двигателе внутреннего сгорания воспламеняет газовую смесь электрическая искра. Принципиальным отличием дизельного двигателя от бензинового является самопроизвольное воспламенение топливо-воздушной смеси при высокой степени сжатия и температуре.

Дизельное топливо (в российском обиходе — солярка) представляет собой более тяжёлые, в сравнении с бензином и керосином, углеводородные фракции, выделяемые при химической переработке нефти. Основные требования: отсутствие каких-либо примесей (загрязнений) и максимальное значение цетанового числа (энергетическая характеристика, подобная октановому числу для бензина). Массовое применение дизельных двигателей позволяет извлечь из перерабатываемой нефти значительно больше углеводородного топлива для автотранспорта и уменьшить, таким образом, потребность в бензине. При сгорании топлива в дизельном моторе вследствие более высокой температуры в выхлопных газах практически нет моноокиси углерода и остаточных углеводородов, но несколько выше содержание окислов азота.

Дизельный двигатель был запатентован Рудольфом Дизелем в Германии в 1897 г., но первый работоспособный агрегат был создан французским инженером Проспером Л’Оранж и поставлен на производство в сотрудничестве с известной немецкой фирмой Bosch. Пятитонный грузовик фирмы Benz, на котором в серийном порядке впервые в мире был установлен дизель, был показан в 1924 г. на выставке в Амстердаме.

Проспер Л’Оранж разработал и усовершенствовал систему подачи топлива под высоким давлением компактным механическим насосом плунжерного типа (т.н. предкамерные двигатели). В 1926 году Daimler и Benz слились, и для грузовиков, которые стала выпускать объединенная компания, приняли предкамерную конструкцию. Первый пятидесятисильный дизель Benz 1924 года для грузовых машин дал толчок широкому распространению предкамерных двигателей. Накопленный опыт оказался успешным, и в 1936 году компания Daimler-Benz освоила выпуск легковых дизельных автомобилей (Mercedes-Benz 260D).

Предкамерный дизельный двигатель более металлоемок, чем бензиновый, его топливная аппаратура сложнее, и для обслуживания требует более точного контрольного оборудования. Сервис дизельного двигателя длительное время обходился дороже, чем бензинового мотора, но расходы на обслуживание покрывались при больших годовых пробегах за счет более дешевого дизельного топлива. Массовая установка предкамерных дизелей на легковых автомобилях во многих странах сдерживалась также тем, что в сравнении с бензиновыми они были шумнее, более склонны к вибрации и медленнее разгонялись. Однако дизельные двигатели потребляют на 25-30% меньше углеводородного топлива, и у них ниже выбросы двуокиси углерода, больше крутящий момент при одинаковых оборотах.

Развитие электронных систем управления и создание аппаратуры для прямого впрыска топлива способствовало значительному совершенствованию дизелей и их массовому применению в Европе в автомобилях самых разных категорий. У современных двигателей с прямым впрыском, турбонаддувом и охлаждением выхлопных газов для улучшения работы катализаторов очистки значительно снижены выбросы в атмосферу окислов азота и твёрдых частиц. Успешными были и работы по усовершенствованию самого топлива (повышение чистоты и цетанового числа).

С эффективными и экологически приемлемыми (отвечающими нормам Euro III и Еuro IV) дизельными двигателями немецкая Audi в Германии продаёт 52% собираемых легковых автомобилей, Volkswagen — 45%, DaimlerChrysler — 43%, BMW — 37%. Подавляющее большинство европейских моделей, включая собираемые на заводах Ford Motor и General Motors, имеют варианты с дизелями.

В Европе для получения топлива используется преимущественно малосернистая нефть с Ближнего Востока, Северной Африки и Северного моря. Бензин стоит 4-5 дол. за галлон. Для уменьшения потребления горючего в Европе законодательно стимулировалось применение дизельных двигателей. Нормативы на содержание окислов азота и твёрдых частиц в выхлопных газах выше, чем в США. Так, окислы азота для дизельных двигателей легковых автомобилей по Euro IV не должны превышать 0,04 г/милю. Норматив, действующий в Калифорнии с 2004 г. и планируемый к введению во многих других штатах, ограничивает содержание окислов азота до 0,05 г на милю первые 50 тыс. миль пробега и до 0,07 г на милю — следующие 70 тыс. миль. Аналогичны и требования по содержанию твёрдых частиц. Учитывая общую тенденцию ужесточения экологических нормативов, немецкая компания Bosch разработала недорогие и эффективные фильтры для очистки выхлопов и организовала производство интегрированных систем питания и выпуска отработанных газов. Аналогичные работы ведут и другие европейские и японские фирмы.

Различия в европейской и американской политике в области моторостроения, в какой-то степени, могли быть связаны также с разными интересами нефтехимического и автомобильного бизнеса. Для эффективной очистки выхлопных газов применяют дорогие каталитические системы на основе платины или палладия, на работу которых отрицательно влияет наличие серы в топливе. С увеличением содержания серы, попадающей в двигатель, стоимость очистки существенно возрастает. До последнего времени содержание серы в европейском дизельном топливе было значительно ниже, чем в США. В Америке (кроме Калифорнии), содержание серы ограничено 340 ppm, в Калифорнии — 140 ppm. В Европе содержание серы в дизельном топливе менее 10 ppm. С 2006 г. в США норматив на содержание серы в дизельном топливе будет понижен до 15 ppm, что повысит его стоимость, но облегчит и удешевит очистку выхлопных газов. Пока в Америке практически нет своего массового дизелестроения, и те немногие модели автомобилей, даже спорт-универсалов и пикапов, которые в 2004 г. предлагают на рынке, комплектуют моторами европейского производства. Однако, при дальнейшем росте стоимости бензина, вплоть до близкой к европейской, следует ожидать значительных изменений на американском рынке дизельных моторов. Прогнозируемый многими экспертами рост стоимости бензина будет стимулировать совершенствование двигателей, топлива, нормативов и налогового законодательства.

В текущем году с восьмицилиндровыми турбодизелями 300 л.с. предлагаются в США пикапы грузоподъёмностью до 2,5-2,8 тн. (Chevrolet Silverado 2500HD/3500, Dodge Ram Heavy Duty, Ford F-250/350 Super Duty, GMC Sierra HD 2500/35000) и микроавтобус вместимостью 7-15 человек Ford E-Series. Турбодизели 205 л.с. и 235 л.с. устанавливают на внедорожник с высокой проходимостью Hummer H1, спорт-универсалы Ford Excursion и Volkswagen Touareg.

Из легковых моделей в 2004 г. только немецкие Volkswagen Golf, Jetta и New Beetle, собираемые в Мексике, предлагаются американскому покупателю, наряду с бензиновыми двигателями, с турбодизелем 100 л.с. (мощность по сравнению с моделями предыдущих лет повышена на 10 л.с.). На Volkswagen Passat устанавливается турбодизель с прямым впрыском мощностью 134 л.с. Компания рассчитывает, что в 2004 г. в США дизельные варианты составят 8% от всех продаваемых моделей Volkswagen.

Удельный пробег город/шоссе Volkswagen Golf с дизелем при механической трансмиссии составляет 42/45 миль/гал., что приближается к гибридам Honda Hybrid и Toyota Prius. При бесступенчатом автомате средний пробег 36 миль/гал. Удельный пробег той же модели с бензиновым мотором 115 л.с. — 22/29 миль/гал. В журнале Car & Driver недавно были опубликованы два письма, в одном из которых автор пишет, что за несколько лет эксплуатации Volkswagen Jetta с дизелем 85 л.с. средний пробег составил 50 миль/гал, в другом для вариантов с двигателем 90 л.с. называются цифры от 44 до 55 миль/гал. в зависимости от времени года и нагруженности. Для сравнения, удельный пробег самой экономичной (не считая гибридов) модели на рынке США Toyota Echo с бензиновым двигателем 108 л.с. — 34/41 миль/гал. DaimlerChrysler рассчитывает с 2005 г. продавать в США дизельные версии Mercedes-Benz Е-320, Chrysler PT Cruiser, спорт-универсалы Jeep Liberty и Jeep Grand Cherokee.

В автомобильных изданиях США в последний год увеличился объём информации по сравнению автомобилей с бензиновыми и дизельными моторами. Интересные данные опубликовал недавно журнал Car & Driver по результатам испытаний четырёх пар автомобилей с двигателями с мощностью от 119 до 330 л.с. (микровэн Chrysler PT Cruiser, спорт-седан Mercedes-Benz E320, седан-люкс Audi A8 Quatro и внедорожник Volkswagen Touareg).

Некоторые результаты приведены ниже.


 Chrysler PT Cruiser Диз./бенз.Mercedes-Benz E320 Диз./бенз.Audi A8 Touring Quatro Диз./бенз.
Привод:переднийзаднийполный
Объем двигателя, л.2,1/2,53,2/3,23,9/4,2
Мощность, л.с.119.150201/221271/330
Крутящий момент, Нм.305/223509/320661/437
Время разгона 0-60 м/ч, сек.9,8/9,26,4/7,46,2/6,4
50-70 м/ч, сек7,6/14,54,5/5,44,0/4,3
Удельный пробег, город, миль/галлон26/2125/1617/13
Выбросы двуокиси углерода, г/милю298/375294/383417/457

Результаты испытаний чётко показали преимущества дизелей в крутящем моменте, времени набора скорости от 50 до 70 миль/час, пробеге на галлон топлива и выбросах двуокиси углерода — при практически близком времени разгона при трогании с места и шуме. К сожалению, в упомянутой статье нет данных по содержанию в выбросах окислов азота. Но я полагаю, что неблагоприятная для США ситуация с ценой на нефть на мировых рынках будет стимулировать решение и этой проблемы. Таким образом, следует ожидать, что дизельный автотранспорт, в первую очередь — внедорожники, пикапы и минивэны в ближайшие годы значительно расширят перечень топливоэкономичных вариантов на рынке США.

В заключение можно ещё раз отметить, что современный дизель — достаточно сложная конструкция и требует грамотной (по инструкциям) эксплуатации, качественного и чистого топлива, а также квалифицированного обслуживания и ремонта.

Главная страница | Архив | Содержание номера

Номер 16(353) 4 августа 2004 г.

[an error occurred while processing this directive]