Технико-правовой основой комплекса мероприятий по снижению уровня выбросов вредных веществ и дымности двигателей являются стандарты, определяющие показатели токсичности, нормы выбросов и методы испытаний. Необходимость нормирования обусловлена требованиями экологической безопасности. Конкретные значения норм определяются достигнутым уровнем конструктивного совершенства двигателей, техническими возможностями производства с учетом экономической обоснованности тех или иных мероприятий по снижению токсичности.
В ведущих зарубежных странах, например в США и Японии, в области нормирования выбросов приняв наиболее жесткие стандарты на токсичность автомобилей и двигателей. Большинство других стран с учетом своей специфики автомобилестроения и эксплуатации используют опыт США. Первое законодательное ограничение токсичности автомобилей распространялось на легковые автомобили в штате Калифорния, где загрязнения авто сферы достигло опасных пределов, а затем его действие было распространено и на все остальные штаты. Стандартами регламентировалось содержание оксида углерода и углеводородов в отработавших газах (ОГ), устанавливались предельные значения топливных испарений.
Правила 15 ЕЭК ООН, принятые большинством европейских стран, устанавливают нормы выбросов вредных веществ в зависимости от массы автомобиля. Нормы, установленные ОСТ 37.001.054-74, как и в Правилах 15, дифференцированы в зависимости от массы автомобиля и предусматривают поэтапное их ужесточение. Согласно ОСТ, нормативы приведены отдельно для автомобилей, специально подготовленных к испытаниям, и для любого автомобиля из серии ГАЗ.
Следует отметить, что до восьмидесятых годов опережающие темпы снижения выбросов СО были оправданы, так как они в 2 - раза превышали, с учетом ПДК, выбросы оксидов азота. После того как эти выбросы стали сопоставимы, предусматривается опережающее снижение выбросов оксидов азота за счет установления более жестких норм. Испытания автомобилей проводились как с использованием метода отбора проб предписанного правилами №15 ЕЭС ООН, так и метода CVS. В таблице 1 приведены предельно допустимые нормы выбросов вредных веществ для легковых автомобилей, взятых из серии ГАЗ в зависимости от их весовой категории, по двум методам испытаний.
Контрольная масса автомобиля, кг | Предельно допустимые нормы выбросов, г/испытание | ||||
---|---|---|---|---|---|
По методике ЕЭК ООН | По методике CVS | ||||
CO | CnHm | NOx | CO | CnHm+NOx | |
До 1020 | 62 | 6,1 | 8,4 | 52 | 19,0 |
Свыше 1020 до 1250 | 72 | 6,5 | 9,2 | 68 | 20,5 |
Свыше 1250 до 1470 | 82 | 6,9 | 10,2 | 68 | 22,0 |
Свыше 1470 до 1700 | 91 | 7,4 | 11,1 | 76 | 23,5 |
Свыше 1700 до 1930 | 100 | 7,9 | 12,1 | 83 | 25,5 |
Свыше 1930 до 2150 | 109 | 8,4 | 13,0 | 91 | 26,5 |
Свыше 2150 | 119 | 8,8 | 13,0 | 99 | 28,0 |
Дальнейшее ужесточение этих норм сталкивается со все возрастающими трудностями их реализации. Необходимо учитывать рост значимости оксидов азота в балансе выбросов вредных веществ, требования повышения топливной экономичности, обеспечения стабильности исходных токсических характеристик в эксплуатации, повышения надежности антитоксичных устройств и регулировок.
При этом затраты на достижение заданного уровня токсичности резко увеличиваются и в дальнейшем могут войти в противоречие с экономической целесообразностью эксплуатации автомобиля. Для примера в таблице 2 приведены данные ЕЭК ООН по стоимости антитоксичных мероприятий в зависимости от уровня требований к токсичности автомобилей.
Модель автомобиля | Метод испытания | Прибор | Норма выброса, % |
---|---|---|---|
ГАЗ -24 | Полная нагрузка | ГАИ-1 | 50 |
Газ 24-01 | Свободное ускорение | ОА-2109 | 50 |
ГАЗ 24-07 | Полная нагрузка | ОА-5501 | 60 |
ГАЗ 3102 | Свободное ускорение | ГАИ-1 | 50 |
ГАЗ 52 | Свободное ускорение | ГАИ-1 | 50 |
ГАЗ 52-08 | Холостой ход | ОА-5501 | 55 |
ГАЗ 52-09 | Свободное ускорение | ОА-5501 | 60 |
ГАЗ 53А | Полная нагрузка | ГАИ-1 | 55 |
ГАЗ 53-07 | Холостой ход | ЕН-100 | 65 |
ГАЗ 54-04 | Свободное ускорение | НС-101 | 40 |
Часто это оправдано. Ограничение нерационального использования автомобиля приведет к снижению загрязнения атмосферы, обернется в итоге экономией материальных и трудовых затрат. Мероприятия, нацеленные на экономию топлива, дадут равноценный эффект по снижению загрязнения окружающей среды выбросами с ОГ двигателей. В экономическом и экологическом плане целесообразно создание дифференцированных норм токсичности в зависимости от назначения автомобиля. В частности, необходимо введение региональных норм на предельно допустимые выбросы, предусматривающие более жесткие нормы и контроль за их выполнением для автомобилей, используемых в крупных городах, городах-курортах, городах с неблагоприятными метеоклиматическими условиями. В этом случае с целью обеспечения предельно допустимых концентраций токсичных веществ в атмосфере городов.
Следует учесть, что само по себе введение норм не обеспечивает снижения загрязнения атмосферы. Для этого необходимо создать эффективную систему контроля уровня токсичности автомобиля как на производстве, так и в эксплуатации.