ИСПЫТАНИЯ САМОСВАЛОВ VOLVO: НАСКОЛЬКО СУЩЕСТВЕННА РАЗНИЦА В ТЕМПЕРАТУРЕ ВЫХЛОПНЫХ ГАЗОВ МЕЖДУ EURO-3 И EURO-4?

В этой связи специалисты компании Volvo Trucks Россия решили провести испытания автомобилей-самосвалов, оснащенных двигателем Euro-4 с различной конструкцией кузова, чтобы выяснить, какая из них позволяет наиболее эффективно подогревать кузов выхлопными газами. Кроме того, стояла задача выяснить, насколько существенна будет разница в температуре отработавших газов между двигателями стандартов Euro-3 и Euro-4.

Как известно, экологический стандарт Euro-4 в двигателях Volvo достигается с помощью технологии SCR (избирательная каталитическая нейтрализация), которая подразумевает впрыск реагента Adblue в поток отработавших газов. Главным различием при переходе от Euro-3 к Euro-4 стало ужесточение контроля за количеством оксида азота в выхлопных газах. Поскольку оксиды азота имеют тепловую природу образования, их снижения можно добиться понижением температуры. Таким образом, температура выхлопных газов на автомобиле с двигателем Euro-4 будет несколько ниже, чем на автомобиле, оборудованном двигателем Euro-3.

Всего для участия в испытаниях были отобраны четыре самосвала FMX с одинаковыми двигателями D13A мощностью 400 лошадиных сил, три из которых соответствовали экологическому стандарту Euro-4. На автомобили были установлены самосвальные кузова прямоугольного сечения, а также два кузова с сечением «пол-трубы» отечественного и иностранного производства. Отличия конструкции кузовов проявлялись не только в их форме, но и в схеме прокладки газовых каналов по днищу кузова, начиная от отдельных продольных каналов под днищем кузова и заканчивая полностью обогреваемым «двойным» полом.

При проведении работы использовался метод сравнительного исследования образцов.

Для максимального приближения к реальным условиям эксплуатации, а также исключения влияния температуры окружающего воздуха на результаты испытаний, основная их часть проводилась в климатической камере. Для каждого автомобиля задавалась одинаковая отрицательная температура -25 — 27°С. Автомобили проводили в камере в среднем около 4 часов до тех пор, пока кузов равномерно не промораживался до заданной температуры. После запуска двигателя в камере имитировался поток воздуха, соответствующий движению автомобиля со скоростью 30 км/ч, чтобы максимально приблизить испытания к условиям эксплуатации, в которых работают автомобили-самосвалы. Наличие набегающего воздуха увеличивало теплосъем с кузова и усложняло и без того непростую задачу системе его обогрева.

После прогрева охлаждающей жидкости двигателя до рабочей температуры с помощью тепловизора измеряются исследуемые параметры. Далее автомобиль двигается при максимально возможной мощности в течение 20 минут с последующим замером исследуемых параметров.

В процессе проведения опытов фиксировались величина и характеристика распределения температуры в кузовах автомобилей.

Рассказывает инженер ЗАО «Вольво Восток» Иван Мельник, ответственный за проведение испытаний:
— На улице +25°С, но в машине лежат теплые вещи, поскольку сегодня первый день испытаний самосвалов Volvo в климатической камере. В первый момент мне кажется, что в ней не так уж и холодно. Однако первые впечатления обманчивы. Термометр в автомобиле показывает -27°С. Машина заводится легко. Инженеры-испытатели включают воздушный поток. Сочетание низкой температуры и сильного ветра — далеко не идеальная среда для того, чтобы в ней находиться. Однако испытания есть испытания. Правда, после длительного нахождения в камере, окончательно замерзнув, я залез в кабину грузовика, где тепло и комфортно. Сидя в кабине тяжело представить, как инженер-испытатель Александр Ткаченко может столь долгое время находиться на холоде. 
Результатом первого дня стали полученные термограммы на самосвал с двигателем Euro-3. На следующий день прошли испытания автомобилей с двигателями Euro-4. В камере нас ожидал образец №2. Существенное конструктивное отличие кузова данного автомобиля от первого испытанного образца — двойной пол. 
Автомобиль также заводится, прогревается, с него снимаются показатели, и он выезжает из климатической камеры для 20-минутной поездки с полной нагрузкой на двигатель. Предварительные данные обнадеживают: кузов самосвала хорошо прогревается, но что-то конкретное можно будет сказать только после анализа снимков в лаборатории. 
Затем настает черед испытывать образец №1. Уже по привычной схеме начинаем прогревать автомобиль, попутно не забывая фотографировать тепловизором определенные методикой испытаний места. После 25 минут работы двигателя на холостых оборотах отчетливо проявляются два канала, по которым проходят отработавшие газы. Выполняем все замеры в камере и выезжаем, чтобы протестировать автомобиль под нагрузкой: все те же 20 минут при движении на максимальной мощности. 
И наконец, последний из испытуемых автомобилей: образец №3 подвергается заморозке и последующим испытаниям.

Теперь необходим тщательный анализ полученных результатов. После проведения тестов уверенность в том, что повышение экологического класса не сказывается на степени подогрева кузова, подтвердились. Имеет место лишь незначительное снижение температуры (не более 10%) отработавших газов на выходе из глушителя.

Величина температуры выхлопных газов, очевидно, зависит от режима работы двигателя, что в полной мере подтвердилось результатами испытаний.

В процессе тестирования в холодильной камере первый замер производился через несколько минут после запуска двигателя. В этом случае, когда выхлопная система автомобиля еще не прогрелась как следует, автомобиль с двигателем Euro-3 имеет преимущество по температуре перед автомобилями Euro-4: на входе в трехходовой клапан разница температур выхлопных систем составила около 30%.

После полного прогрева двигателей и их выхлопных систем ситуация значительно изменилась. Температура в выхлопной системе автомобиля с двигателем Euro-3 оказалась выше температуры в двигателе Euro-4 всего на 5%.Таким образом, при нормальном прогреве выхлопной системы и глушителя с каталитическим нейтрализатором значительной разницы в температуре выхлопных систем автомобилей Euro-3 и Euro-4 не наблюдается.

Следовательно, при прохождении прогретого катализатора и при впрыске AdBlue у автомобиля Euro-4 не происходит значительного рассеивания тепла по сравнению с автомобилем Euro-3, у которого отбор выхлопных газов производится до глушителя. Наиболее показательное сравнение температур выхлопной системы можно провести для режима максимальной мощности двигателя, так как при работе двигателей под нагрузкой тепловой режим газов существенно увеличивается. Результаты оказались следующими: температура выхлопных газов на входе в кузов самосвала, оборудованного двигателем Euro-3, лишь на 10% выше температуры выхлопных газов самосвала, оборудованного двигателем Euro-4.

Таким образом, более высокий экологический класс автомобиля и изменение системы отбора отработавших газов для обогрева кузова не оказали существенного влияния на эффективность обогрева. А результаты измерений автомобилей с разными схемами подогрева открывают различные возможности по подбору оптимальной конструкции кузова для всех возможных пожеланий клиентов.