Во Франции, Бельгии, Нидерландах на дизельные автомобили уже приходится почти две трети всех продаж. Если взглянуть на темпы дизелизации Австрии, Италии, Испании, то становится очевидным, что скоро и в этих странах дизели победят своих бензиновых конкурентов. На очереди Германия, но означает ли это, что дни бензиновых машин сочтены, а будущее принадлежит моторам с воспламенением от сжатия?
О преимуществах дизелей и причинах того, почему "соляроеды" постепенно вытесняют бензиновые автомобили с рынков многих европейских стран, говорено немало. Главное достоинство дизелей - лучшая на 25-30% экономичность, но при этом дизельное топливо еще и по себестоимости производства дешевле бензина. И чем выше поднимаются ставки на нефть, чем дороже обходится перегонка бензина, тем очевидней выходят на первый план выгоды от использования дизельных силовых агрегатов, которые к тому же по динамическим характеристикам сегодня практически не уступают бензиновым моторам.
Если что-то способно остановить победное шествие дизелей, то это только экологические последствия от их использования
Что победит – экономия или экология?
Словом, экономические предпосылки для дизельной экспансии имеются, и если что-то способно сейчас остановить победное шествие дизелей, то это, как ни парадоксально, только экологические последствия от их использования. В чем здесь, однако, заключается парадокс? А в том, что до недавнего времени дизели считались более безопасными в плане выброса вредных веществ в окружающую среду, чем бензиновые двигатели. В выхлопе дизелей и впрямь содержится в три раза меньше СО, чем в отработанных газах бензиновых двигателей. Опять же дизели меньше засоряют атмосферу не только токсичным угарным, но и способствующим парниковому эффекту углекислым газом (меньше сгорело топлива, меньше СО2 образовалось). И пока в Европе действовали старые экологические нормы, в которые дизель по выбросам других вредных веществ - оксидов азота, углеводородов и сажи - за счет совершенствования рабочего процесса играючи укладывался, будущее моторов, работающих на солярке, представлялось безоблачным.
Но в 2005 году вступают в силу требования Euro 4, соответствовать которым, прежде всего, по уровню содержания сажи в выхлопе (он должен уменьшиться по сравнению с нормами, действовавшими в 1996-2000 годах, почти в 3,5 раза), становится затруднительно. Повсеместное внедрение электронно-управляемых систем питания типа Common Rail и многоступенчатого впрыска, увеличение давления впрыска, за счет чего улучшается качество распыливания топлива и оптимизируется процесс сгорания, дает результат, однако потенциал подобных конструктивных улучшений не безграничен. А в перспективе уже маячат и нормы Euro 5. Что предлагают производители?
550 по цельсию
Надо отдать должное дальновидности французов. Еще в 1999 году концерн PSA начал комплектовать дизели семейства HDi системой очистки выхлопных газов Particle Filter System. "Сердцем" этой системы является противосажевый фильтр-накопитель, представляющий собой керамический блок сотовой структуры, пронизанный большим количеством каналов, в которых задерживаются частички сажи. Понятно, что через определенное время фильтр оказывается забитым этими частицами, и чтобы его очистить, требуется сажу сжечь. Проблема заключалась в том, что в естественных условиях сажа в присутствии кислорода сгорает при температуре более 550 град. С. Температура отработанных газов, разогревающих противосажевый фильтр, гораздо ниже. Поднять ее можно за счет изменения алгоритма впрыска и подачи дополнительного топлива. Специалисты PSA так и сделали. После того, как датчик давления зафиксировал разницу в давлении на входе в фильтр и после него, сигнализирующую о засорении фильтра, включается режим регенерации. Когда в цилиндр впрыснута основная доза солярки и начался такт расширения, управляющий компьютер Common Rail дает команду на еще один впрыск. Большей частью это дополнительное топливо сгорает в цилиндре, нагревая выхлопные газы. Другая его часть догорает уже в выхлопном коллекторе и в самом фильтре, раскаляя его "соты".
Правда, французы не рискнули увеличивать температуру фильтра до указанных 550 по Цельсию. Большие термические нагрузки не способствуют долговечности самого фильтра и имеющихся на нем датчиков температуры и давления, плюс из-за нагрева увеличивается выброс в атмосферу других вредных веществ, например, окислов азота. Поэтому было предложено следующее решение. На период работы в режиме регенерации в топливо добавляется специальная присадка, которая служит катализатором сгорания сажи и позволяет частицам сажи полностью выгорать уже при 450 град. С. Эта присадка (она называется Eolys и разработана компанией Rhodia) не наносит вреда окружающей среде, и ее использование одобрено министерствами экологии Франции и Германии.
Без потерь не обойтись, но выхода нет
Particle Filter System - это новое устройство, не только увеличивающее цену автомобиля, но требующее и дополнительных средств на обслуживание, ремонт, запасные части. Опять же увеличенный расход топлива и применение присадки, которая к тому же дороже солярки. Как видим, по экономической привлекательности дизелей наносится удар. Его еще нельзя признать существенным, но не надо забывать, что экологические требования будут ужесточаться и впредь. Поэтому сегодня системы, подобные Particle Filter System, занимают умы инженеров конструкторских отделов во всех фирмах-автопроизводителях.
Слепо копировать разработку концерна PSA не собирается никто. Renault, к примеру, предлагает увеличивать температуру выхлопных газов с помощью электронагревающих устройств, установленных на входе в противосажевый фильтр. Toyota собирается подавать дополнительное топливо не в цилиндр, а непосредственно в выпускной коллектор. Volkswagen предлагает дожигать сажу не с помощью кислорода, а за счет диоксида азота, что позволит при регенерации фильтра подогревать выхлопные газы всего лишь до 300 град. С. Работают Mercedes-Benz, Opel и Ford, к делу подключился Bosch, который, вероятно, подготовит универсальную систему, способную устанавливаться на дизели любой марки. Имеются интересные предложения от сторонних организаций, не связанных с двигателестроением.
Так, в Германии разработана система, использующая для очистки фильтра-накопителя сажи микроволновое излучение. Корпус фильтра металлический, внутри - не проводящая электрический ток керамика. Ну чем не "микроволновка"? При регенерации высокочастотный излучатель включается на некоторое время, достаточное, чтобы разогреть керамический блок до температуры выгорания сажи. А корпус фильтра обеспечивает необходимое экранирование.
Есть еще один путь решения экологических проблем дизеля. Способствует образованию сажи сера, содержащаяся в топливе. Как показали исследования, использование топлива с уменьшенным в 30 раз содержанием серы против допустимого сегодня позволяет дизелю без применения дополнительных устройств, похожих на Particle Filter System, оставаться безопасным для окружающей среды. Только стоимость такой экологически чистой солярки перестанет укладываться в рамки, обеспечившие дизелю наряду с низким расходом топлива решающее преимущество над бензиновыми двигателями. Но направление указано…
P.S. Пока эта статья готовилась к печати, появилась информация, что в Германии принят закон, согласно которому с 2008 года все поступающие в продажу дизельные автомобили должны в обязательном порядке оснащаться системами, улавливающими и нейтрализующими частицы сажи, содержащейся в выхлопных газах. Такое решение стимулирует разработки противосажевых фильтров.
Сергей БОЯРСКИХ | 
