Содержание
Самолет Ан-2: летно-технические характеристики — РИА Новости, 26.10.2013
Самолет Ан-2 (по кодификации НАТО: Colt — Жеребенок, разг. — Кукурузник, Аннушка) — лёгкий транспортный самолёт, биплан с расчалочным крылом. Эксплуатируется с одним двигателем АШ-62ИР Швецова мощностью 1000 лошадиных сил и винтом АВ-2. Применяется на местных воздушных линиях в качестве пассажирского и грузового самолета.
Ан-2 разработан ОКБ-153 Олега Константиновича Антонова, созданного в 1946 году при заводе № 153 им. В.П. Чкалова в Новосибирске.
Впервые идея создания многоцелевого самолета короткого взлета и посадки грузоподъемностью 1000-1500 килограмм для обслуживания труднодоступных районов страны, удовлетворения нужд сельского хозяйства и применения в качестве легкого военно-транспортного, была выдвинута Олегом Антоновым в октябре 1940 года.
Первый полет опытного Ан-2 состоялся 31 августа 1947 года. Самолет поступил в эксплуатацию в августе 1948 года. Задуманный как сельскохозяйственный, он быстро стал многоцелевым и выпускался в 16 модификациях.
Серийное производство в СССР было завершено к 1960 году после постройки более 5 тысяч самолетов. После этого Ан-2 выпускались по лицензии в Китае (в 1957-1992 годах построено более 950 самолетов под обозначением Y-5) и Польше (в 1960-1992 годах построено около 12 тысяч машин, из которых 10440 поставлено в СССР и СНГ). Самолет экспортировался в 26 стран мира.
Модификации самолета Ан-2: поплавковый самолет Ан-2В (Ан-4), грузовой самолет Ан-2Т, транспортно-пассажирский самолет Ан-2ТП, транспортно-десантный самолет Ан-2ТД, сельскохозяйственный самолет Ан-2СХ, специализированный высокопроизводительный сельскохозяйственный самолет Ан-2М, пассажирский самолет Ан-2П, санитарный самолет Ан-2С, ночной артиллерийский корректировщик и аэрофотосъемщик Ан-2К (Ан-2Ф, НАК), самолет метеоразведки Ан-6 «Метео», зондировщик атмосферы Ан-2ЗА, высотный самолет Ан-2В (для разведки погоды), пожарный самолет Ан-2ПП, лесопожарный самолет Ан-2ЛП, лесозащитный Ан-2Л, сельскохозяйственный с авиационным противопожарным опрыскивателем Ан-2СХ с АПО, Ан-3 с турбовинтовым двигателем ТВД-20, Ан-2 на лыжном шасси, Ан-2 на многоколесным шасси.
В ВВС эта машина применялась в качестве военно-транспортной, штабной и связной. Широко использовался Ан-2 и как учебный самолет для отработки парашютных прыжков.
Летно-технические характеристики самолета Ан-2:
Максимальная взлетная масса — 5500 кг
Масса пустого самолета — 3400 — 3900 кг (в зависимости от варианта)
Максимальная посадочная масса — 5250 кг
Масса топлива — 1240 л
Крейсерская скорость — 150-190 км/ч (в зависимости от модификации)
Практическая дальность полета с нагрузкой — 990 км
Практический потолок — 4,5 км
Длина самолета — 12,4 м
Высота самолета — 5,35 м
Размах верхнего крыла- 8,425 м
Размах нижнего крыла — 5,795 м
Площадь крыла — 71,52 кв. м.
Экипаж — 2 человека.
Пассажиров — 12 (Ан-2П), модификация Ан-2ТД — до десяти парашютистов-десантников.
Отличные взлетно-посадочные характеристики Ан-2 обеспечивают возможность базирования на плохо подготовленных грунтовых аэродромах.
Самолеты последнего выпуска имеют следующее пилотажно-навигационное оборудование: радиовысотомер А-037, радиокомпас АРК-9, маркерный приемник МРП-56П, гирополукомпас ГПК-48, комбинированную курсовую систему ГИК-1.
В состав связного оборудования входят: радиостанции — СВ диапазона Р-842, МВ диапазона РС-6102 или «Баклап-5», переговорное устройство СПУ-7.
Материал подготовлен на основе информации РИА Новости и открытых источников
В СибНИА провели первый полет потомка Ан-2 с водосливным устройством
 Денис Калин
Фото: архив, СибНИА
В Новосибирске состоялся первый испытательный полет самолета проекта ТВС-2МС с водосливным устройством – кардинально обновленного легендарного кукурузника Ан-2.
Самолет планируется использовать для тушения пожаров.
Первый испытательный полет самолета проекта ТВС-2МС с водосливным устройством провели специалисты Сибирского научно-исследовательского института авиации имени Сергея Чаплыгина (СибНИА). Об этом сообщили в институте.
Фото СибНИА
«В ходе испытательного полёта выполнена практическая отработка сброса 800 литров воды с высоты 20 метров. Данный вариант оборудования ТВС-2МС планируется использовать для тушения лесных, промышленных и бытовых пожаров», – рассказали в СибНИА.
Ранее Сибкрай.ru вместе со специалистами СибНИА рассказывал о проекте по модернизации Ан-2. ТВС-2МС – кардинально обновленный и модифицированный потомок кукурузника. Институт вел множество разработок: на смену бензину пришел авиационный керосин, из-за чего значительно повысилась экономичность; благодаря новым решениям выросла полезная нагрузка; металл заменили на композиционные материалы, в результате чего отказались от расчалок и соединили крылья в замкнутый силовой и аэродинамический контур – в полтора раза выросли крейсерская и максимальная скорости полета; самолет в итоге стал представлять собой цельнокомпозитную конструкцию из углепластика.
Поршневой двигатель был заменен на турбовинтовой – взлетная мощность возросла до 1 100 лошадиных сил.
Улучшились и взлетно-посадочные и эксплуатационные характеристики самолета, что сделало его неприхотливым к условиям на аэродромах и посадочных площадках.
На сегодняшний день, сообщили в СибНИА, по заказу частных авиакомпаний изготовлено 24 самолета – они успешно эксплуатируются в регионах страны. В институте ожидают, что спрос будет расти. В дальнейшем планируется наладить также изготовление водосливных устройств.
Легкие самолеты проекта ТВС-2МС имеют преимущества перед многотонными пожарными аналогами – сказывается неприхотливость к посадочным условиям: самолет способен приземлиться на небольшую травяную или грунтовую площадку. Водосливное устройство имеет емкость до 2 000 литров, его можно заправлять водой и специальной огнегасящей жидкостью. Также такой самолет способен координировать действия наземных служб и выбрасывать парашютный десант.
«Всё это позволяет удержать огонь от распространения до прихода основных наземных пожарных служб.
При эксплуатации подобного оснащения на ТВС-2МС у регионов появляется надёжная поддержка с воздуха во время пожароопасного сезона», – заключили в СибНИА.
Чтобы быть в курсе, подпишитесь на нас в: Яндекс.Дзен, Вконтакте, Одноклассниках, Telegram, Яндекс.Новости
ЧТО ТАКОЕ ДВУХТАКТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ? | ДОБРО ПОЖАЛОВАТЬ
В чем разница между двухтактным и четырехтактным двигателем?
Основное механическое отличие двухтактного двигателя от четырехтактного заключается в том, что
- Двухтактные двигатели не имеют клапанов. Многие другие компоненты четырехтактного двигателя (поршень, цилиндр, свеча зажигания) также являются частью двухтактного двигателя. Однако тот факт, что клапан не требуется, позволяет двухтактным двигателям быть легче и часто лучше подходит для двигателей меньшего размера, таких как скутеры и оборудование для газонов.
- Двухтактные двигатели срабатывают при каждом обороте поршня (четырехтактные двигатели срабатывают через каждые два оборота), что может привести к увеличению мощности двигателя меньшего размера.
- Двухтактные двигатели часто меньше, легче и проще, чем четырехтактные двигатели, и имеют более высокое отношение мощности к весу.
Как работают двухтактные двигатели
В двухтактном двигателе свеча зажигания срабатывает при каждом обороте, что отличается от четырехтактных двигателей. Как и в четырехтактном двигателе, в цилиндре смешиваются топливо и воздух. Топливно-воздушная смесь сжимается и выталкивается поршнем к свече зажигания — это называется тактом сжатия.
Когда топливно-воздушная смесь сжимается в поршне, создается вакуум, открывающий язычковый клапан, который всасывает воздух, топливо и масло из карбюратора. Свеча зажигания воспламеняет смесь, и поршень движется вниз под действием взрыва свечи зажигания.
Когда поршень возвращается в нижнее положение, выхлопные газы выпускаются из цилиндра, и цикл начинается заново со свежим топливом, поступающим в камеру. Это известно как инсульт сгорания.
Масла для двухтактных двигателей. Можно ли использовать обычное масло в двухтактном двигателе?
Поскольку масло является частью смеси, которая сгорает при работе двухтактного двигателя, для двухтактных двигателей требуются специальные масла. Картер создает давление в камере топливно-воздушной смесью, а топливо смешивается с маслом. Из-за этой смеси топлива и масла для двухтактных двигателей часто требуются масла с меньшей вязкостью.
Недостатки двухтактных двигателей
Двухтактные двигатели часто имеют преимущества при использовании в небольших двигателях; но у них есть проблемы, которые делают их не такими эффективными в других операциях двигателя. Вот некоторые из недостатков двухтактных двигателей:
- Использование топлива в двухтактных двигателях не так эффективно — экономия топлива значительно ниже, чем в четырехтактных двигателях.
- Двухтактные двигатели производят значительно больше выбросов и загрязнений в результате сгорания масла и выделения углеводородов при сгорании топлива с маслом. Сгорание масла также может привести к образованию маслянистого дыма из двухтактного двигателя.
- Стоимость эксплуатации двухтактного двигателя выше, чем стоимость эксплуатации четырехтактного двигателя. Это результат снижения расхода топлива и того факта, что масло в двухтактном двигателе сжигается вместе с бензином. Обычно на галлон бензина в двухтактном двигателе сжигается около 4 унций масла.
- Тот факт, что смазка двигателя настолько отличается от двухтактной, часто приводит к сокращению срока службы двигателя.
Сгорание масла также может привести к образованию маслянистого дыма из двухтактного двигателя.
Двухтактные двигатели широко используются в небольших двигателях, например, в небольших транспортных средствах, таких как квадроциклы, водные мотоциклы и садовая техника. Они могут обеспечить более высокое отношение мощности к весу, что очень эффективно для определенного оборудования. Если у вас двухтактный двигатель, обязательно ознакомьтесь с разделом Castrol Oil Selector, чтобы найти подходящее двухтактное масло для вашего оборудования.
Стандарты выбросов: США: внедорожные дизельные двигатели
- Фон
- Применимость
- Стандарты выбросов Tier 1-3
- Стандарты выбросов Tier 4
- Циклы испытаний и топливо
- Экологические выгоды и затраты
Фон
Стандарты выбросов для внедорожных (или внедорожных) двигателей и транспортных средств устанавливаются Агентством по охране окружающей среды США. В большинстве случаев федеральные правила для внедорожных двигателей также применяются в Калифорнии, полномочия которой устанавливать нормы выбросов для новых внедорожных двигателей ограничены. Поправки к федеральному закону о чистом воздухе от 1990 (CAA) отменяет полномочия Калифорнии по контролю за выбросами от новой сельскохозяйственной и строительной техники мощностью менее 175 л.с. -дорожные источники [CAA Section 209 (e)(2)(A)] .
Пожалуйста, войдите в систему , чтобы просмотреть полную версию этой статьи | Требуется подписка.
Важные шаги в области норм выбросов внедорожных двигателей включают:
- Стандарты уровня 1-3. Первые федеральные стандарты (Уровень 1) для новых внедорожных дизельных двигателей были приняты в 1994 году для двигателей мощностью более 37 кВт (50 л. внедорожные дизельные двигатели были подписаны между EPA, California ARB и производителями двигателей (включая Caterpillar, Cummins, Deere, Detroit Diesel, Deutz, Isuzu, Komatsu, Kubota, Mitsubishi, Navistar, New Holland, Wis-Con и Yanmar). 27 августа 1998, EPA подписало окончательное правило, отражающее положения SOP [2787] . Регламент 1998 г. ввел стандарты Уровня 1 для оборудования мощностью менее 37 кВт (50 л.с.) и все более строгие стандарты Уровня 2 и Уровня 3 для всего оборудования с графиками поэтапного ввода с 2000 по 2008 г. Соответствие стандартам Уровня 1-3 достигается за счет усовершенствованного двигателя. конструкция, без или с ограниченным использованием нейтрализации отработавших газов (катализаторы окисления). Стандарты Уровня 3 для NOx+HC аналогичны по строгости стандартам 2004 года для шоссейных двигателей, однако стандарты Уровня 3 для ТЧ так и не были приняты.
- Стандарты уровня 4. 11 мая 2004 г. Агентство по охране окружающей среды подписало окончательные правила, вводящие стандарты выбросов Tier 4, которые вводятся поэтапно в период 2008–2015 гг. [2786] . Стандарты уровня 4 требуют дальнейшего снижения выбросов ТЧ и NOx примерно на 90%. Такое сокращение выбросов может быть достигнуто за счет использования технологий контроля, включая усовершенствованную доочистку выхлопных газов, аналогичных тем, которые требуются стандартами 2007–2010 годов для дорожных двигателей.
- Стандарты уровня 5. В ноябре 2021 года Калифорнийский совет по воздушным ресурсам провел первый открытый семинар по разработке стандартов выбросов Уровня 5, которые будут направлены на дальнейшее сокращение выбросов NOx и твердых частиц на 50-90%, в зависимости от категории мощности двигателя, в 2028-2028 гг. Срок 2030 год. Рассмотренные изменения также включают новый цикл сертификационных испытаний при низкой нагрузке (LLAC), продленный срок службы (FUL) и гарантийные периоды выбросов, требования OBD и многое другое. Однако из-за преимущественного права Калифорнии стандарты Tier 5 штата Калифорния будут иметь ограниченную сферу действия и могут обеспечить лишь очень ограниченное сокращение выбросов, если только Агентство по охране окружающей среды не примет соответствующие правила для внедорожных двигателей.
Стандарты Уровня 3 для NOx+HC аналогичны по строгости стандартам 2004 года для шоссейных двигателей, однако стандарты Уровня 3 для ТЧ так и не были приняты.
Срок 2030 год. Рассмотренные изменения также включают новый цикл сертификационных испытаний при низкой нагрузке (LLAC), продленный срок службы (FUL) и гарантийные периоды выбросов, требования OBD и многое другое. Однако из-за преимущественного права Калифорнии стандарты Tier 5 штата Калифорния будут иметь ограниченную сферу действия и могут обеспечить лишь очень ограниченное сокращение выбросов, если только Агентство по охране окружающей среды не примет соответствующие правила для внедорожных двигателей.Дизельное топливо для внедорожной техники. На этапе Tier 1-3 содержание серы в внедорожном дизельном топливе не ограничивалось экологическими нормами. Спецификация нефтяной промышленности составляла 0,5% (мас., макс.), при этом средний уровень серы при использовании составлял около 0,3% = 3000 частей на миллион. Чтобы включить в двигатели уровня 4 технологии контроля, чувствительные к сере, такие как каталитические сажевые фильтры и адсорберы NOx, Агентство по охране окружающей среды предписало снизить содержание серы в дизельном топливе для внедорожной техники следующим образом:
- 500 частей на миллион с июня 2007 г. для внедорожного, локомотивного и судового (NRLM) дизельного топлива
- 15 частей на миллион (дизельное топливо со сверхнизким содержанием серы) действует с июня 2010 г. для внедорожного топлива и с июня 2012 г. для локомотивного и судового топлива
для внедорожного, локомотивного и судового (NRLM) дизельного топливаСтандарты выбросов внедорожных транспортных средств США в определенной степени гармонизированы с европейскими стандартами выбросов внедорожных транспортных средств.
Нормы выбросов EPA для внедорожных дизельных двигателей опубликованы в Своде федеральных правил США, раздел 40, часть 89. Нормативный текст, информационные бюллетени и соответствующие документы доступны на веб-сайте EPA [2788] .
Применимость
Стандарты для внедорожной техники охватывают мобильные внедорожные дизельные двигатели всех типоразмеров, используемые в широком спектре строительной, сельскохозяйственной и промышленной техники. Определение EPA внедорожного двигателя основано на принципе мобильности/портативности и включает двигатели, установленные на (1) самоходном оборудовании, (2) на оборудовании, которое приводится в движение при выполнении своей функции, или (3) на переносное или транспортируемое оборудование, на что указывает наличие колес, салазок, ручек для переноски, тележки, прицепа или платформы [40 CFR 1068.
30] . Другими словами, внедорожные двигатели — это все двигатели внутреннего сгорания, за исключением автомобильных (дорожных) двигателей, стационарных двигателей (или двигателей, которые остаются на одном месте более 12 месяцев), двигателей, используемых исключительно для соревнований, или двигателей, используемых в самолетах.
С 14 мая 2003 г. определение внедорожных двигателей было изменено и теперь включает все дизельные двигатели, включая стационарные, используемые в сельском хозяйстве в Калифорнии. Это изменение относится только к двигателям, продаваемым в штате Калифорния; стационарные двигатели, продаваемые в других штатах, не классифицируются как внедорожные двигатели.
Нормы выбросов внедорожных дизельных двигателей не применяются ко всем внедорожным дизельным двигателям. Исключением являются следующие категории внедорожных двигателей:
- Двигатели, используемые в железнодорожных локомотивах; на них распространяются отдельные правила EPA.
- Двигатели, используемые на морских судах, также подпадают под действие отдельных правил EPA. Судовые двигатели мощностью менее 37 кВт (50 л.с.) подпадают под действие внедорожных стандартов Уровня 1-2, но не Уровня 4. Некоторые судовые двигатели, не подпадающие под действие морских стандартов, могут подпадать под действие недорожных правил.
- Двигатели, используемые в оборудовании для подземных горных работ. Выбросы дизельных двигателей и качество воздуха в шахтах регулируются Управлением по безопасности и гигиене труда в шахтах (MSHA).
- Двигатели Hobby (менее 50 см 3 на цилиндр)
Примеры регулируемых приложений включают сельскохозяйственные тракторы, экскаваторы, бульдозеры, колесные погрузчики, экскаваторы-погрузчики, автогрейдеры, дизельные тракторы для газонов, лесозаготовительное оборудование, переносные генераторы, погрузчики с бортовым поворотом или вилочные погрузчики.
Новое определение двигателя с воспламенением от сжатия (дизеля) было введено в 1998, в соответствии с определениями, установленными для шоссейных двигателей.
В определении основное внимание уделяется циклу двигателя, а не механизму зажигания, с наличием дроссельной заслонки в качестве индикатора, позволяющего различать работу дизельного цикла и работы в обратном цикле. Регулирование мощности путем управления подачей топлива вместо дроссельной заслонки соответствует сгоранию на обедненной смеси и работе в дизельном цикле. Эта формулировка допускает возможность, что двигатель, работающий на природном газе, оснащенный свечой зажигания, считается двигателем с воспламенением от сжатия.
Стандарты выбросов Tier 1-3
Правила 1998 года для внедорожных двигателей были построены в виде трехуровневой последовательности. Каждый уровень включал поэтапный ввод (по рейтингу мощности) в течение нескольких лет. Стандарты Уровня 1 вводились поэтапно с 1996 по 2000 год. Более строгие стандарты Уровня 2 действовали с 2001 по 2006 год, а еще более строгие стандарты Уровня 3 вводились поэтапно с 2006 по 2008 год (стандарты Уровня 3 применялись только для двигателей от 37 до 2008 г.
). 560 кВт).
Стандарты выбросов Tier 1-3 перечислены в Таблице 1. В правилах для внедорожных транспортных средств используется метрическая система единиц с нормативными ограничениями, выраженными в граммах загрязнителя на кВтч.
| Мощность двигателя | Уровень | Год | СО | ХК | NMHC+NOx | NOx | вечера |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| кВт < 8 (л.с. < 11) | Уровень 1 | 2000 | 8,0 (6,0) | — | 10,5 (7,8) | — | 1,0 (0,75) |
| Уровень 2 | 2005 | 8,0 (6,0) | — | 7,5 (5,6) | — | 0,8 (0,6) | |
| 8 ≤ кВт < 19 (11 ≤ л.  с. < 25) | Уровень 1 | 2000 | 6,6 (4,9) | — | 9,5 (7,1) | — | 0,8 (0,6) |
| Уровень 2 | 2005 | 6,6 (4,9) | — | 7,5 (5,6) | — | 0,8 (0,6) | |
| 19≤ кВт < 37 (25 ≤ л.с. < 50) | Уровень 1 | 1999 | 5,5 (4,1) | — | 9,5 (7,1) | — | 0,8 (0,6) |
| Уровень 2 | 2004 | 5,5 (4,1) | — | 7,5 (5,6) | — | 0,6 (0,45) | |
| 37 ≤ кВт < 75 (50 ≤ л.с. < 100) | Уровень 1 | 1998 | — | — | — | 9,2 (6,9) | — |
| Уровень 2 | 2004 | 5,0 (3,7) | — | 7,5 (5,6) | — | 0,4 (0,3) | |
| Уровень 3 | 2008 | 5,0 (3,7) | — | 4,7 (3,5) | — | — † | |
| 75 ≤ кВт < 130 (100 ≤ л.  с. < 175) | Уровень 1 | 1997 | — | — | — | 9,2 (6,9) | — |
| Уровень 2 | 2003 | 5,0 (3,7) | — | 6,6 (4,9) | — | 0,3 (0,22) | |
| Уровень 3 | 2007 | 5,0 (3,7) | — | 4,0 (3,0) | — | — † | |
| 130 ≤ кВт < 225 (175 ≤ л.с. < 300) | Уровень 1 | 1996 | 11,4 (8,5) | 1,3 (1,0) | — | 9,2 (6,9) | 0,54 (0,4) |
| Уровень 2 | 2003 | 3,5 (2,6) | — | 6,6 (4,9) | — | 0,2 (0,15) | |
| Уровень 3 | 2006 | 3,5 (2,6) | — | 4,0 (3,0) | — | — † | |
| 225 ≤ кВт < 450 (300 ≤ л.с. < 600) | Уровень 1 | 1996 | 11,4 (8,5) | 1,3 (1,0) | — | 9,2 (6,9) | 0,54 (0,4) |
| Уровень 2 | 2001 | 3,5 (2,6) | — | 6,4 (4,8) | — | 0,2 (0,15) | |
| Уровень 3 | 2006 | 3,5 (2,6) | — | 4,0 (3,0) | — | — † | |
| 450 ≤ кВт < 560 (600 ≤ л.  с. < 750) | Уровень 1 | 1996 | 11,4 (8,5) | 1,3 (1,0) | — | 9,2 (6,9) | 0,54 (0,4) |
| Уровень 2 | 2002 | 3,5 (2,6) | — | 6,4 (4,8) | — | 0,2 (0,15) | |
| Уровень 3 | 2006 | 3,5 (2,6) | — | 4,0 (3,0) | — | — † | |
| кВт ≥ 560 (л.с. ≥ 750) | Уровень 1 | 2000 | 11,4 (8,5) | 1,3 (1,0) | — | 9,2 (6,9) | 0,54 (0,4) |
| Уровень 2 | 2006 | 3,5 (2,6) | — | 6,4 (4,8) | — | 0,2 (0,15) | |
| † Не используется, двигатели должны соответствовать стандарту Tier 2 PM. | |||||||
Производители, подписавшие 1998 Постановления о согласии с EPA могли потребоваться для соответствия стандартам уровня 3 на год раньше запланированного (т.
е. начиная с 2005 г.).
Добровольные, более строгие стандарты выбросов, которые производители могут использовать для получения обозначения двигателей «серии Blue Sky» (применимо к сертификации уровня 1-3), перечислены в таблице 2.
| Номинальная мощность (кВт) | NMHC+NOx | PM |
|---|---|---|
| kW < 8 | 4.6 (3.4) | 0.48 (0.36) |
| 8 ≤ kW <19 | 4.5 (3.4) | 0.48 (0.36) |
| 19 ≤ kW <37 | 4.5 (3.4) | 0.36 (0.27) |
| 37 ≤ kW < 75 | 4.7 (3.5) | 0.24 (0.18) |
| 75 ≤ kW <130 | 4,0 (3,0) | 0,18 (0,13) |
| 130 ≤ kW < 560 | 4.0 (3.0) | 0.12 (0.09) |
| kW ≥ 560 | 3. 8 (2.8) | 0.12 (0.09) |
Двигатели всех размеров должны были соответствовать стандартам дымности 20/15/50% на режимах разгона/болтания/пика соответственно.
Правила включали несколько других положений, таких как усреднение, банковское обслуживание и торговля квотами на выбросы, а также максимальные «семейные лимиты выбросов» (FEL) для усреднения выбросов.
Стандарты выбросов Tier 4
Стандарты выбросов Уровня 4, введенные поэтапно с 2008 по 2015 гг., предусматривают существенное сокращение выбросов NOx (для двигателей мощностью более 56 кВт) и твердых частиц (более 19 кВт), а также более строгие ограничения по углеводородам. Пределы выбросов CO остаются неизменными по сравнению с уровнем 2-3.
Двигатели до 560 кВт. Стандарты выбросов Tier 4 для двигателей мощностью до 560 кВт перечислены в таблице 3.
| Мощность двигателя | Год | СО | НМГС | NMHC+NO x | НЕТ x | вечера |
|---|---|---|---|---|---|---|
| кВт < 8 (л.  с. < 11) | 2008 | 8,0 (6,0) | — | 7,5 (5,6) | — | 0,4 и (0,3) |
| 8 ≤ кВт < 19 (11 ≤ л.с. < 25) | 2008 | 6,6 (4,9) | — | 7,5 (5,6) | — | 0,4 (0,3) |
| 19 ≤ кВт < 37 (25 ≤ л.с. < 50) | 2008 | 5,5 (4,1) | — | 7,5 (5,6) | — | 0,3 (0,22) |
| 2013 | 5,5 (4,1) | — | 4,7 (3,5) | — | 0,03 (0,022) | |
| 37 ≤ кВт < 56 (50 ≤ л.с. < 75) | 2008 | 5,0 (3,7) | — | 4,7 (3,5) | — | 0,3 б (0,22) |
| 2013 | 5,0 (3,7) | — | 4,7 (3,5) | — | 0,03 (0,022) | |
| 56 ≤ кВт < 130 (75 ≤ л.с. < 175) | 2012-2014 в | 5,0 (3,7) | 0,19 (0,14) | — | 0,40 (0,30) | 0,02 (0,015) |
| 130 ≤ кВт ≤ 560 (175 ≤ л.  с. ≤ 750) | 2011-2014 д | 3,5 (2,6) | 0,19 (0,14) | — | 0,40 (0,30) | 0,02 (0,015) |
| a — двигатели с прямым пуском и воздушным охлаждением с ручным запуском могут быть сертифицированы по стандартам Уровня 2 до 2009 г. и по дополнительному стандарту PM 0,6 г/кВтч, начиная с 2010 г. b — 0,4 г/кВтч (Уровень 2), если производитель соответствует требованиям стандарт 0,03 г/кВтч с 2012 г. c — PM/CO: полное соответствие с 2012 г.; NOx/HC: вариант 1 (при использовании накопленных кредитов уровня 2) — 50% двигателей должны соответствовать требованиям в 2012–2013 гг.; Вариант 2 (если не заявлены кредиты Уровня 2) — 25% двигателей должны соответствовать требованиям в 2012–2014 гг., с полным соответствием с 31 декабря 2014 г. d — PM/CO: полное соответствие с 2011 г.; NOx/HC: 50% двигателей должны соответствовать требованиям в 2011-2013 гг. | ||||||
В двигателях номинальной мощностью 56–560 кВт стандарты NOx и HC вводятся поэтапно в течение нескольких лет, как указано в примечаниях к таблице 3.
Первоначальные стандарты (соответствие РМ) иногда называют «промежуточным уровнем». 4» (или «Уровень 4i»), «переходный уровень 4» или «Уровень 4 A», а окончательные стандарты (соответствие NOx/HC) иногда называют «Уровень 4 B».
В качестве альтернативы установлению требуемого процента двигателей, соответствующих требованиям Уровня 4, производители могут сертифицировать все свои двигатели на соответствие альтернативному пределу NOx в каждом модельном году в течение периода поэтапного внедрения. Эти альтернативные стандарты NOx:
- Двигатели 56-130 кВт:
- Вариант 1: NOx = 2,3 г/кВт-ч = 1,7 г/л.с.-ч (уровень 2 соответствует требованиям, 2012-2013 модельный год)
- Вариант 2: NOx = 3,4 г/кВт-ч = 2,5 г/л.с.-ч (кредиты Уровня 2 не заявлены, 2012-2014 модельный год)
- Двигатели 130–560 кВт: NOx = 2,0 г/кВтч = 1,5 г/л.с.ч (2011–2013 модельного года)
Двигатели мощностью более 560 кВт. Стандарты Tier 4 на выбросы загрязняющих веществ для двигателей мощностью более 560 кВт перечислены в таблице 4.
Стандарты 2011 года иногда называют «переходным уровнем 4», тогда как ограничения 2015 года представляют собой окончательные стандарты уровня 4.
| Year | Category | CO | NMHC | NO x | PM | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 2011 | Generator sets > 900 kW | 3.5 (2.6) | 0.40 (0.30) | 0.67 ( 0,50) | 0,10 (0,075) | ||||
| Все двигатели, за исключением генсетов> 900 кВт | 3,5 (2,6) | 0,40 (0,30) | 3,5 (2,6) | 3,5 (2,6) | 3,5 (2,6) | 3.5 (2.6) | 0.19 (0.14) | 0.67 (0.50) | 0.03 (0.022) |
| All engines except gensets | 3. 5 (2.6) | 0.19 (0.14) | 3.5 (2,6) | 0,04 (0,03) |
Прочие положения. Регламент уровня 4 и более поздние поправки включают ряд дополнительных положений:
- Непрозрачность дыма — Существующие стандарты и процедуры непрозрачности дыма Уровня 2-3 продолжают применяться в некоторых двигателях. От стандартов на выбросы дыма освобождаются двигатели, сертифицированные в соответствии со стандартами выбросов ТЧ на уровне 0,07 г/кВтч или ниже (поскольку двигатель с таким низким уровнем выбросов ТЧ по своей природе имеет низкое выделение дыма).
- Вентиляция картера — Правила Уровня 4 не требуют закрытой вентиляции картера двигателей внедорожной техники. Однако в двигателях с открытым картером выбросы картера необходимо измерять и добавлять к выбросам выхлопных газов при оценке соответствия требованиям.
- Интервал дозаправки DEF — Для внедорожных дизельных двигателей, оснащенных SCR, минимальный интервал дозаправки DEF (раствор мочевины) определяется как минимум равный (в моточасах) топливному баку автомобиля [3408] .
- Выбросы аммиака — Несмотря на то, что выбросы аммиака не регулируются, Агентство по охране окружающей среды рекомендует, чтобы проскальзывание аммиака было ниже 10 частей на миллион в среднем в течение применимых циклов испытаний [3693] .
- Аварийная эксплуатация — Чтобы облегчить использование некоторых внедорожных двигателей во временных аварийных ситуациях, двигатели могут быть оснащены AECD , чтобы отменить стимулы производительности, связанные с системой контроля выбросов — например, чтобы позволить двигателю работать без мочевины в Система SCR во время аварийной ситуации [3408] . Эта гибкость предназначена в первую очередь для двигателей, используемых в строительной технике и переносном оборудовании, используемом для временного производства электроэнергии и борьбы с наводнениями.
- Программа ABT — Подобно более ранним стандартам, регулирование Уровня 4 включает такие положения, как усреднение, хранение и торговля квотами на выбросы, а также пределы FEL для усреднения выбросов.
Испытательные циклы и топливо
Выбросы внедорожных двигателей измеряются в установившемся испытательном цикле, который эквивалентен стандарту ISO 8178 C1, 8-режимному испытательному циклу в установившемся режиме. Другие испытательные циклы ISO 8178 разрешены для отдельных приложений, таких как двигатели с постоянной скоростью (5-режимный цикл D2), двигатели с регулируемой скоростью до 19кВт (цикл G2) и судовые двигатели (цикл E3).
Тестирование переходных процессов. Стандарты Tier 4 должны соблюдаться как при испытании в установившемся режиме, так и при внедорожном переходном цикле, NRTC. Требования к переходным испытаниям начались с 2013 модельного года для двигателей мощностью менее 56 кВт, с 2012 модельного года для двигателей мощностью 56–130 кВт и с 2011 модельного года для двигателей мощностью 130–560 кВт. Двигатели мощностью более 560 кВт не испытываются на переходных испытаниях. Также испытаниям на переходные процессы не подлежат двигатели с постоянной частотой вращения и переменной нагрузкой любой категории мощности.
Протокол NRTC включает тест на холодный запуск. Выбросы при холодном запуске оцениваются как 5%, а выбросы при горячем запуске — как 9.5% при расчете конечного результата.
Двигатели для внедорожной техники Tier 4 также должны соответствовать стандартам непревышения (NTE), которые измеряются без привязки к какому-либо конкретному графику испытаний. Стандарты NTE вступили в силу в 2011 году для двигателей мощностью более 130 кВт; в 2012 г. на 56-130 кВт; а в 2013 г. для двигателей мощностью менее 56 кВт. В большинстве двигателей пределы NTE установлены в 1,25 раза выше обычного стандарта для каждого загрязняющего вещества. В двигателях, сертифицированных по стандартам NOx ниже 2,5 г/кВтч или стандартам PM ниже 0,07 г/кВтч, множитель NTE равен 1,5. Стандарты NTE применяются к двигателям на момент сертификации, а также в течение всего срока службы двигателя. Цель дополнительных требований к испытаниям состоит в том, чтобы предотвратить возможность «нарушения» цикла испытаний электронными средствами управления двигателем.
Сертификация топлива. Топливо с содержанием серы не более 0,2 мас.% (2000 частей на миллион) использовалось для сертификационных испытаний двигателей Уровня 1-3. С 2011 года все двигатели Tier 4 испытываются на топливе с содержанием серы 7-15 ppm. Переход от спецификации 2000 ppm S к спецификации 7-15 ppm произошел в период 2006-2010 гг. (см. Сертификацию дизельного топлива).
Переход от измерения общих углеводородов к неметановым углеводородам (NMHC) был введен в 1998 правило. Поскольку не существует стандартизированного метода EPA для измерения метана в выхлопных газах дизельных двигателей, производители могут либо использовать свои собственные процедуры для анализа неметановых углеводородов, либо измерять общее количество углеводородов и вычитать 2% из измеренной массы углеводородов для корректировки содержания метана.
Экологические выгоды и затраты
1998 Постановление
На момент подписания правила 1998 года EPA подсчитало, что к 2010 году выбросы NO x будут сокращены примерно на миллион тонн в год, что эквивалентно снятию с дорог 35 миллионов легковых автомобилей.
Ожидалось, что затраты на соблюдение стандартов выбросов добавятся менее 1% к покупной цене типичного нового внедорожного дизельного оборудования, хотя для некоторого оборудования стандарты могут привести к увеличению цен на порядок 2-3%. Ожидалось, что программа будет стоить около 600 долларов США за тонну восстановленного NO x .
Регламент уровня 4
При замене всех старых внедорожных двигателей двигателями уровня 4 ежегодное сокращение выбросов оценивается в 738 000 тонн NOx и 129,000 тонн PM. К 2030 году благодаря внедрению предложенных стандартов ежегодно будет предотвращаться 12 000 преждевременных смертей.
Предполагаемая стоимость дополнительных средств контроля выбросов для подавляющего большинства оборудования оценивается в 1-3% как доля от общей стоимости оборудования. Например, для бульдозера мощностью 175 л.с. стоимостью около 230 000 долларов потребуется до 6 900 долларов, чтобы добавить усовершенствованные средства контроля выбросов и спроектировать бульдозер для установки модифицированного двигателя.