Opel отмечает 25-летие каталитического нейтрализатора

Когда ровно 25 лет назад — в апреле 1989 года — Луи Р. Хьюз (Louis R. Hughes) возглавил компанию Opel, перед ним стояло множество задач, однако в первую очередь он уделил внимание каталитическим нейтрализаторам. Его первое решение стало также первоочередным для крупных европейских автопроизводителей: весь модельный ряд Opel должен оснащаться каталитическими нейтрализаторами.

К середине 1989 года каталитический нейтрализатор входил в перечень стандартного оборудования 19 из 20 автомобилей Opel с бензиновыми двигателями. Это подтверждает своевременность решения Хьюза, продиктованного не только соображениями прибыльности, но и заботой об окружающей среде, а также увеличения привлекательности автомобилей Opel благодаря снижению налоговой ставки для покупателей.

Сегодня результаты работы в сфере сокращения выбросов в окружающую среду впечатляют. После прохождения через нейтрализатор в атмосферу выбрасывается всего 10 % вредных веществ из общего количества веществ, поступающих в него. Но компания Opel не собирается останавливаться на достигнутом: «Мы всегда в авангарде разработки экотехнологий для уменьшения «углеродного следа» наших автомобилей. Это достигается не только за счет постоянного совершенствования наших каталитических нейтрализаторов, но и путем разработки экологичных и экономичных двигателей, — сказал вице-президент подразделения GME по инженерным разработкам Майкл Ф. Аблесон (Michael F. Ableson), — В период с 2013–2016 год Opel предложит три новые линейки двигателей и 13 новых модификаций, включая версии с более чем скромным уровнем вредных выбросов. Кроме того, компания проактивно запускает в производство продукты, характеристики которых превосходят требования действующего законодательства».

Руководитель инженерной группы отдела технических условий Андреас Диндорф (Andreas Dindorf) объясняет причины принятия в 1989 году решения устанавливать каталитический нейтрализатор в качестве стандартного оборудования: «Оборудованные каталитическим нейтрализатором автомобили более экологичны, и благодаря этому их владельцы получают налоговые льготы. Кроме того, мы являемся частью General Motors, благодаря чему смогли использовать ноу-хау и технологии, использовавшиеся в США, где каталитические нейтрализаторы обязательны, что дало нам возможность лучше подготовиться к их внедрению».

Уже в 1984 году Opel работал над проектом и стал первым автопроизводителем, установившим каталитический нейтрализатор на партию Opel Ascona с 1,8-литровым двигателем, предназначенную для полиции Германии. Передача состоялась 7 декабря того же года.

К концу 1984 года в Opel было принято 1000 сотрудников для работы с каталитическими нейтрализаторами. Инвестиции в программу составили 1 млрд немецких марок (более 500 млн евро). До этого в Европу поставлялись модифицированные каталитические нейтрализаторы из США. В то время головная компания (GM) была крупнейшим производителем каталитических нейтрализаторов.

В 1988 году на территории Германии было продано более 200 000 автомобилей Opel с каталитическими нейтрализаторами — опцией, стоимостью 430–950 немецких марок (220–485 евро), что превышало аналогичный показатель любого другого бренда. Годом позже каталитический нейтрализатор был включен в перечень стандартного оборудования.

От «Евро 0» до «Евро 6»

«Каталитический нейтрализатор прошел долгий путь эволюции для обеспечения максимальной защиты окружающей среды, — говорит главный инженер по системам управления двигателем Ролан Моше (Roland Maucher), — поскольку Opel стремится к лидерству в контексте экологичности».

Интерес к защите окружающей среды стал повышаться в 80-х годах, что побудило ведущих автопроизводителей, в частности Opel, принять решение, которое предотвратило выброс в атмосферу миллиардов тонн загрязняющих веществ. Каталитический нейтрализатор стал обязательным в ЕС с 1992 года. Сокращение выбросов за время действия стандартов от «Евро 0» до «Евро 6» ошеломляет. По словам г-на Диндорфа, объем вредных выбросов сократился на 90 %.

«Введение экологических норм началось еще в 70-х годах, однако наибольший эффект мы ощутили в 1992-м, когда вступили в силу нормы «Евро 1». В то время каталитический нейтрализатор был необязателен и его установка зависела от множества факторов», — сказал он. Несмотря на это, автомобили Opel стандартно оснащались каталитическим нейтрализатором уже в течение трех лет. И компания пошла еще дальше: «Мы провели сертификацию наших автомобилей на соответствие более строгим нормам, чем требовалось в то время,» — говорит г-н Диндорф.

Стандарт «Евро 4» стал обязательным в 2005, и в том же году Opel представил сажевый фильтр для дизельных двигателей, который сводил выброс твердых частиц практически к нулю. Это было сделано за четыре года до введения стандарта «Евро 5» в 2009 году.

«В этом году для новых моделей вводится стандарт «Евро 6», предусматривающий дальнейшее сокращение вредных выбросов. С его введением ограничения для бензиновых и дизельных двигателей будут одинаково строгими. Главной целью введения этих норм является ужесточение требований к тестированию и диагностике. «Мы вступаем в новую эру, — говорит г-н Диндорф, — Речь уже идет не о том, экологичен автомобиль или нет, ведь все серийные автомобили относительно экологичны, — а о том, чтобы сделать его еще «чище».

В будущем ожидается дальнейшее ужесточение экологических стандартов за счет введения нового протокола испытаний. «Мы ожидаем внедрения нового испытательного цикла — Глобальной процедуры испытаний легковых и легких коммерческих автомобилей. Кроме того, ожидается введение дополнительных требований в виде анализа отработавших газов в реальных условиях движения (RDE), который выполняется при помощи мобильного оборудования во время движения автомобиля в привычных условиях», — поясняет Диндорф.

Более экономичные и экологичные двигатели

«Наша первоочередная задача заключается не столько в очистке отработавших газов, — говорит д-р Моше, — сколько в уменьшении их объема при работе двигателя. Модернизация двигателя обуславливает сокращение так называемых моторных выбросов, поэтому наши инженеры прилагают огромные усилия для оптимизации и повышения эффективности процесса сгорания».

Это достигается за счет повышения полноты сгорания топлива и внедрения более совершенных систем впрыска топлива. «Это непрерывный процесс. Мы никогда не скажем, что достигли предела технологического совершенства», — отмечает д-р Моше.

В период с 2013 по 2016 год Opel обновит 80 % существующих двигателей и разработает три новые линейки, а также 13 новых версий, включая мощные, но экономичные модификации — бензиновый 1,6-литровый агрегат и дизель с низким уровнем выбросов CO2. Кроме того, этим летом будет представлен высокотехнологичный трехцилиндровый мотор рабочим объемом 1,0 л.

Бензиновый двигатель нового поколения 1.6 ECOTEC Turbo с системой непосредственного впрыска топлива отличается экономичностью, высоким крутящим моментом на низких оборотах и хорошей эластичностью. По сравнению с предшественником, выбросы CO2 и расход топлива снизились примерно на 13 %, а максимальная мощность и крутящий момент возросли на 30 %. Новый среднеразмерный кабриолет Cascada стал первой моделью Opel, доступной с новым двигателем, который в настоящее время также устанавливается на модели Astra, Astra GTC и Zafira Tourer.

Новый дизельный агрегат 1.6 CDTI Turbo является одним из лидеров в классе по всем ключевым показателям. Он дебютировал на Zafira Tourer и в настоящее время доступен для владельцев Meriva и Astra. Система Opel BlueInjection с селективным нейтрализатором отработавших газов (SCR) в Zafira Tourer и накопительным нейтрализатором оксидов азота (LNT) в Meriva и Astra обеспечивают соответствие экологическим нормам «Евро 6», благодаря чему агрегат 1.6 CDTI столь же экологичен, как бензиновый.

Новые ADAM ROCKS и ADAM станут первыми моделями Opel, на которые будет устанавливаться трехцилиндровый двигатель 1.0 ECOTEC Turbo с системой непосредственного впрыска топлива. Этот агрегат соответствует экологическим нормам «Евро 6» и, как уверены в Opel, сможет стать образцом по плавности работы для трехцилиндровых двигателей.

Какие функции выполняет каталитический нейтрализатор?

Работа двигателя внутреннего сгорания сопровождается выделением отработавших газов, в которых содержатся несгоревшие углеводороды (топливо), окись углерода (CO) и окислы азота (NOx). Драгоценные металлы, содержащиеся в каталитическом нейтрализаторе, играют роль катализатора реакций преобразования отработавших газов и несгоревшего топлива в нетоксичный углекислый газ (CO2) и воду (H2O).

Современные каталитические нейтрализаторы далеко ушли от своих предшественников. Кроме того, оптимизирован процесс диагностики: в настоящее время датчики устанавливаются на входе и выходе нейтрализатора для обеспечения более точной работы системы снижения токсичности отработавших газов. Еще одним существенным изменением является интеграция каталитического нейтрализатора в выпускной коллектор, благодаря чему повысилась его эффективность, как объяснил д-р Моше.

За прошедшие 25 лет в Opel были разработаны системы снижения токсичности отработавших газов и для дизельных двигателей — каталитические нейтрализаторы, сажевые фильтры (DPF), которые также могут использоваться совместно. Кроме того, компания Opel начала выпуск новых систем — накопительных нейтрализаторов окислов азота (LNT) и соответствующих нормам «Евро 6» селективных нейтрализаторов отработавших газов (SCR) с функцией AdBlue, которые способствуют дальнейшему снижению концентрации окислов азота (NOx) в отработавших газах. Результаты поражают: уровень выбросов одного автомобиля с дизельным двигателем 1992 года выпуска равен уровню выбросов 140 автомобилей с дизельными моторами 2014 года выпуска.