Юрий Новиков - Экология, окружающая среда и человек

В 2000 г. инженеры французской группы Р51, в которую входят «Пежо» и «Ситроен», сконструировали на базе серийного двухлитрового бензинового двигателя мотор HPI, который на 20% экономичнее конвейерного аналога. Достигаются такие показатели благодаря устойчивой работе мотора на сверхбедной смеси (до 30:1), строгой дозировке ее компонентов (давление воздуха достигает 100 бар против традиционных 35 бар) и организации вихревого «антициклического» (по часовой стрелке) движения смеси в камере сгорания, обеспечивающей послойное ее сгорание. Главное достоинство двигателя — экологичность, содержание в выхлопных газах самое минимальное (табл. 3).

В мировом моторостроении доминируют поршневые двигатели внутреннего сгорания. Но ведутся поиски альтернативных решений. Одно из наиболее оригинальных — двигатель внешнего сгорания, или так называемый двигатель Стирлинга. Не вдаваясь в технические подробности, скажем, что работает такой мотор почти бесшумно и практически на любом топливе. Токсичность отработанных газов очень низкая, да и расход топлива примерно равен расходу дизеля с непосредственным впрыском. Однако для получения хотя бы средних значений удельной мощности требуются очень высокие рабочие температуры и, как следствие, дорогие жаропрочные материалы. Конструкция двигателей Стирлинга весьма замысловата, для них нужна сложная аппаратура управления. Все это делает такие моторы весьма дорогими как в производстве, так и в эксплуатации.

Российские ученые создали принципиально новую технологию работы автомобильного поршневого двигателя, не имеющего аналогов в мире. В основу разработки положено открытое группой ученых во главе с членом-корреспондентом РАН Ю. Васильевым и профессором Ю. Свиридовым явление С-процесса — молекулярного смесеобразования со 100%-ным испарением бензина. В двигатель поступает сухая безвоздушная газовая смесь (бензогаз), которая сгорает полностью и быстро. Выхлоп такого двигателя экологически чист. В результате отпадает необходимость в дорогостоящих технологиях, связанных с нейтрализацией выхлопов. С-процесс с гомогенным горением может быть внедрен на серийных отечественных двигателях.

Российские автомобили станут бесшумными и смогут ездить со скоростью иномарок, используя изобретение Г. Гребенюка. В зубчатом сцеплении крутящий момент, передаваемый от двигателя к колесам, ограничен прочностью зуба. Гребенюк сделал зуб особой формы (в торце — окружность, а в нормальном сечении — элолипс), а также уменьшил его высоту (она почти равна ширине), благодаря чему прочность увеличилась почти в 10 раз. В эвольвентой передаче, которая обычно установлена в коробке передач автомобиля, зубья в шестерне сцепляются по линии, что сопровождается небольшим ударом. Отсюда шум. Вот в том варианте сцепления, который предложил Гребенюк, площадь контакта гораздо больше. Поэтому его шестерня работает и более плавно и тише, а главное, передает усилия (крутящий момент) от двигателя на колеса в пять—десять раз больше. Заинтересовались изобретением и западные фирмы, в частности «Мерседес» и «Ауди».

В 2004 г. Правительство России подготовило проект постановления, направленного на повышение экологической безопасности автомобильной техники «О повышении экологической безопасности автомобильной техники, вводимой в эксплуатацию на территории РФ» и соответствующий проект технического регламента. Эти документы предусматривают введение экологической классификации на автомобили как производимые в стране, так и ввозимые из-за границы. Ужесточаются требования к качеству моторного топлива в соответствии с международными стандартами. Документы увязывают действующие экономические механизмы, например плату за загрязнение, с экологическим классом автомобиля и устанавливают запрет на ввоз автотранспорта, не соответствующего экологическому классу России.

Повышение качества автомобильных бензинов. Бензины с улучшенными экологическими свойствами за счет снижения содержания в них свинца, серы, бензола и ароматических углеводородов выпускаются в нашей стране уже почти 10 лет. Однако производство принципиально нового для России топлива с европейскими экологическими характеристиками Евро-3 запущено на Московском нефтеперерабатывающем заводе впервые. Для этого создана специальная установка по выпуску кислородосодержащего компонента (ТАМЭ) проектной мощностью 200 тыс. т бензина в год. Технология разработана российскими специалистами. Причем речь идет о выпуске не только АИ-95 Премиум Евро, но главным образом высококачественного АИ-92 Регуляр Евро экологически чистого бензина.

Новое топливо прошло межведомственные испытания и получило соответствующий сертификат. На заправках Московской топливной компании (МТК) оно появилось в июне—июле 2003 г. Его транспортируют специальными бензовозами и заливают на заправках в специальные емкости.

Экологический бензин европейского качества намерены производить и другие нефтеперерабатывающие компании, в частности, Тюменская (ТНК), которая организует производство экологического бензина на Рязанском НПЗ, Башкирская (Ново-Уфимский нефтеперерабатывающий завод). Промышленное производство бензинов с улучшенными экологическими показателями осваивает ОАО «ЛУКОЙЛ»: «Евросупер-плюс» (АИ-98) и «Евросупер» (АИ-95).

Снизить вредную нагрузку на природу можно, не только усовершенствовав конструкцию двигателей и установив на машины нейтрализаторы отработавших газов, но и повысив качество топлива. Однако технические требования на наиболее массовые отечественные бензины в России еще не отвечают международным стандартам по содержанию серы, бензола и моющих присадок. Большинство отечественных заводов выпускают только два вида бензинов: летний и зимний, которые приводят к появлению паровых пробок, потере мощности при температуре воздуха выше +30°С, а зимой затрудняют пуск двигателей. Экологические бензины во многом лишены таких недостатков.

Ориентир для российских нефтепереработчиков — бензины, применяемые в Европе, которые по качеству, как правило, выше норм, регламентированных и без того жестким международным стандартом ЕМ 228. В Европе давно используют экологический бензин марки Super (или Unleaded) с пониженным содержанием свинца и серы и с добавками, которые дожигают вредные выбросы в моторе. И стоит он меньше, чем обычный: муниципалитеты поддерживают низкие цены на это топливо, чтобы владельцы машин заправлялись именно им. У российских городских властей таких возможностей нет. Кроме того, внедрению экологически безопасного топлива в нашей стране мешают отсутствие законодательной базы, разрозненность сетей автозаправок, когда невозможно проконтролировать качество бензина и самого продавца.