Сравнительный анализ требований России, США, Японии в отношении выбросов вредных веществ легковыми автомобилями

УДК 504; 629.34; 629.35

М.Е. Вайсблюм, к.т.н. / Б.В. Кисуленко, к.т.н. / А.П. Гусаров, к.т.н.

В соответствии с положениями Специального технического регламента «О требованиях к выбросам автомобильной техникой, выпускаемой в обращение на территории Российской Федерации, вредных (загрязняющих) веществ» оценке экологических показателей подлежит не только новая, впервые вводимая в обращение автомобильная техника (далее по тексту автомобили), но также и единичные, ранее бывшие в эксплуатации автомобили, ввозимые на территорию Российской Федерации. Как известно, технические нормативы Специального технического регламента и экологическая классификация транспортных средств базируются на европейских нормативных документах (Правилах) ЕЭК ООН. Помимо Европы, основными источниками поступающих в Россию подержанных автомобилей являются США и Япония, законодательства которых существенно отличаются от европейского. Поэтому классификация (присвоение экологического класса) американских и японских подержанных автомобилей непосредственно по исходным сертификационным документам, как это делается в отношении европейских автомобилей, не представляется возможной. Нормативные документы, методики или, по меньшей мере, достоверная информация, содержащая данные о корреляции европейских, американских и японских экологических требований различного уровня в настоящее время также отсутствует. Поэтому, ФГУП «НАМИ» была поставлена задача разработать критерии оценки соответствия требованиям Специального технического регламента «О требованиях к выбросам автомобильной техникой, выпускаемой в обращение на территории Российской Федерации, вредных (загрязняющих) веществ» (далее регламент) автомобилей производства США и Японии, ранее бывших в эксплуатации, ввозимых на территорию Российской Федерации.

В публикации представлены результаты исследований по установлению корреляции экологических требований в отношении легковых автомобилей и легких грузовиков (М1, N1).

Был принят следующий порядок проведения исследований:

- анализ нормативных требований США и Японии в отношении экологических показателей автомобилей;

- испытания нескольких образцов автомобилей по определению выбросов вредных веществ в соответствии с национальными требованиями России, США, Японии;

- разработка критериев сопоставления нормативных экологических требований США и Японии различного уровня по отношению к требованиям Специального технического регламента «О требованиях к выбросам автомобильной техникой, выпускаемой в обращение на территории Российской Федерации, вредных (загрязняющих) веществ»;

- разработка рекомендаций по определению экологического класса (в соответствии с требованиями регламента) бывших в эксплуатации единичных автомобилей, сертифицированных по требованиям США и Японии.

Анализ законодательств Европы, США и Японии в отношении выбросов вредных веществ с отработавшими газами (ОГ) автомобилей показал, что сопоставление указанных требований является весьма сложной и трудоемкой задачей, а полноценная корреляция нормативных требований США и Японии по отношению к европейским практически невозможна. Ниже приведены основные отличия американского и японского законодательств от европейского:

– определения категорий АТС по законодательствам США и Японии существенно отличаются от европейского;

– т.н. ездовые циклы, предписываемые стандартами различных стран, существенно отличаются режимами движения;

– величины предельных значений выбросов вредных веществ, регламентируемые стандартами США, Японии и Европы, также имеют существенные различия;

– имеется различие в номенклатуре нормируемых компонентов, выбрасываемых с ОГ АТС, а именно:

• стандартами США нормируется выброс формальдегида с ОГ, а в Европе и Японии — не нормируется;

• стандартами США нормируются т.н. неметановые органические газы (NMOG), в Японии и Европе — суммарные углеводороды (THC);

– в США нормирование выбросов ВВ осуществляется для пробега 50 000 миль (80 000 км) и 120 000 миль (193 000 км). В Европе — для экологического класса 3 — 80 000 км, для экологического класса 4 — 100 000 км;

– начиная с 2004 года, в США установлено 11 ступеней нормирования выбросов ВВ. Уровень требований для целей сертификации конкретных моделей автомобилей выбирает производитель, исходя из того, что средневзвешенный выброс NOx по всей программе выпуска продукции не должен превышать 0,07 г/милю;

– в США, наряду с Федеральным законодательством, существует законодательство Калифорнии в отношении выбросов ВВ, которое в разные периоды времени имеет разный уровень отличий от Федерального законодательства.

С учетом изложенного, для сопоставления требований Правил ЕЭК ООН № 83-05А, с требованиями США и Японии были приняты следующие допущения:

– сравнение уровня требований по стандартам Европы, США и Японии осуществлялось только в отношении выбросов вредных веществ с ОГ при имитации городского и загородного движения при нормальных температурных условиях окружающей среды (20°С–30°С);

– сопоставление требований осуществлялось дифференцированно по выбросам СО, СН и NOx;

– в качестве критериев сопоставления требований различных стандартов приняты отношения фактических удельных выбросов отдельных компонентов ОГ (г/км) к их предельным значениям по соответствующим стандартам.

Для получения сопоставимых результатов был проведен цикл испытаний нескольких автомобилей по Правилам ЕЭК ООН № 83-05А, стандартам США и Японии.

В табл. 1 приведены параметры испытанных автомобилей.

Таблица 1


На рисунках 1, 2, 3 приведены выбросы оксида углерода (СО), углеводородов (СН) и оксидов азота при испытаниях по требованиям ЕЭК ООН, США, Японии в сочетании с соответствующими техническими нормативами по каждому компоненту.


Рисунок 1. Значения выбросов СО с отработавшими газами автомобилей при испытании по ездовым циклам стандартов США, Японии и Европы в соотношении с установленными требованиями


Рисунок 2. Значения выбросов СН с отработавшими газами автомобилей при испытании по ездовым циклам стандартов США, Японии и Европы в соотношении с установленными требованиями


Рисунок 3. Значения выбросов NOx с отработавшими газами автомобилей при испытании по ездовым циклам стандартов США, Японии и Европы в соотношении с установленными требованиями

Из приведенных данных видно, что ни абсолютные значения выбросов вредных веществ, ни предельно допустимые значения выбросов, рассматриваемые по отдельности, не позволяют оценить степень жесткости требований того или иного законодательства. Относительно объективную оценку, на наш взгляд, дает сравнение отношений фактических значений выбросов к соответствующим предельным значениям сравниваемых стандартов, при испытаниях одного и того же автомобиля.

В табл. 2 приведены значения выбросов NOx, предельные значения выбросов и относительные доли выбросов при испытаниях по Правилам ЕЭК ООН № 83-05.

Таблица 2. Результаты испытаний и относительные доли выбросов NOx по Правилам ЕЭК ООН № 83-05А


В табл. 3 приведены относительные значения выбросов для различных уровней нормирования по стандарту США.

Таблица 3. Относительные доли выбросов NOx при испытаниях по Ф едеральному стандарту США


Из приведенных данных видно, что наиболее близкими по жесткости к европейским требованиям (экологический класс 3) являются требования LEV ULEV Tier 2: bin 9. Следовательно, автомобили, сертифицированные на соответствие указанным требованиям, а также требования США более высокого уровня соответствуют требованиям экологического класса 3 в отношении выбросов NОx.

Аналогичные сопоставления были выполнены в отношении других компонентов отработавших газов по результатам испытаний по Правилам № 83-05А ЕЭК ООН, стандартам США и Японии. В результате разработаны рекомендации по экологической классификации бывших в эксплуатации автомобилей, сертифицированных по стандартам США и Японии:

1. Легковые автомобили и легкие грузовики с полной массой до 4,5 т (LDV, LDT, MDPV), сертифицированные на соответствие Федеральным требованиям США и Калифорнии: LEV 2, SULEV, ZEV, Tier 2 — bins: 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0, могут быть признаны соответствующими требованиям специального технического регламента, экологический класс 3.

2. Легковые автомобили и легкие грузовики с полной массой до 3,5 т (PC, Mini Com Veh, Light CV, Medium LCV), сертифицированные на соответствие требованиям Японии, действующим с 2002 г., могут быть признаны соответствующими требованиям специального технического регламента, экологический класс 3.