Assessment of environmental friendliness of tractors, machinery and equipment

Abstract

The article provides the analysis of regulatory frameworks of environmental friendliness of tractors, machinery and equipment existing in the territory of the Customs Union and the Russian Federation, and the methodological support for obtaining standardized indicators. It also considers the problem relating to travel of non-road self-propelled vehicles on the public road network.

Full Text

В настоящее время на территории единого таможенного пространства действует технический регламент Таможенного союза (ТР ТС) 010/2011 «О безопасности машин и оборудования». Также 15.02.2015 вступил в силу ТР ТС 031/2012 «О безопасности сельскохозяйственных и лесохозяйственных тракторов и прицепов к ним». В п. 1 статьи 1 ТР ТС 010/2011 сказано, что «… технический регламент распространяется на машины и (или) оборудование, выпускаемое в обращение на единой таможенной территории Таможенного союза» [1]. В прил. 3 «Перечень объектов технического регулирования, подлежащих подтверждению соответствия» конкретизируются машины и оборудование. В этом приложении в т.ч. фигурируют: - сельхозмашины (сюда можно отнести комбайны и другие самодвижущиеся машины, оборудованные двигателями внутреннего сгорания, при этом с.-х. тракторы не подпадают под этот регламент); - промышленные тракторы; - технологическое оборудование для лесозаготовки, лесобирж и лесосплава (лесохозяйственные тракторы не подпадают под этот регламент) [1]. Таким образом, под юрисдикцию этого регламента подпадают промышленные тракторы, различные строительные машины, например экскаваторы, погрузчики и так далее, некоторые сельхозмашины, например комбайны. ТР ТС 031/2012 распространяется (статья 1) на колесные и гусеничные с.-х. и лесохозяйственные тракторы и прицепы к ним [2]. Представляет интерес отношение этих документов к экологической безопасности, в частности к выбросам вредных веществ и видимых твердых частиц (дыма). ТР ТС 010/2011 предусматривает соответствие требованиям, указанным в нем или в межгосударственных стандартах, при их отсутствии - в национальных стандартах государств-членов Таможенного союза, применяемых на добровольной основе (статья 6) [1]. Решением Комиссии Таможенного союза от 18.10.2011 № 823 утвержден перечень стандартов, в результате применения которых на добровольной основе обеспечивается соблюдение требований ТР ТС 010/2011. В разделе перечня «Машины сельскохозяйственные» указаны ГОСТ 17.2.2.02-98 «Охрана природы. Атмосфера. Нормы и методы определения дымности отработавших газов дизелей, тракторов и самоходных сельскохозяйственных машин» [3] и ГОСТ 17.2.2.05-97 «Охрана природы. Атмосфера. Нормы и методы определения выбросов вредных веществ с отработавшими газами дизелей, тракторов и самоходных сельскохозяйственных машин» [4]. Эти документы регламентируют нормы выбросов вредных веществ и дымности сельхозмашин и методы определения соответствующих показателей. В статье 5 «Обеспечение соответствия требованиям безопасности» ТР ТС 031/2012, вступившего в силу 15.02.2015, говорится о необходимости выполнения требований стандартов и Правил ЕЭК ООН, а также требований, приведенных в прил. 4 и 5 [2]. В этих приложениях выбросы лимитируются для двигателей с принудительным зажиганием Правилами ЕЭК ООН № 49-04/Пересмотр 3, для двигателей с воспламенением от сжатия Правилами ЕЭК ООН № 96-02/Пересмотр 1 (ТР ТС 031/2012 п. 14 прил. 5; п. 23 табл. 4.1 прил. 4), дымность отработавших газов - Правилами ЕЭК ООН № 24-03/Пересмотр 2 (ТР ТС 031/2012 п. 24 табл. 4.1 прил. 4). В табл. 1 приведен краткий обзор методов, используемых для получения контролируемых параметров выбросов вредных веществ по рассматриваемым регламентам. Таблица 1 Методы контроля выбросов вредных веществ и дымности отработавших газов двигателей внутреннего сгорания Контролируемые параметры Нормативный документ и методы контроля ТР ТС 010/2011 ТР ТС 031/2012 Выбросы вредных веществ дизельными двигателями ГОСТ 17.2.2.05-97 Определяют при работе двигателя в 13 установившихся режимах в соответствии с табл. 3 п. 7.4 ГОСТа Правила ЕЭК ООН № 96-02/Пересмотр 1 Определяют в цикле: дискретный режим испытаний в устойчивом состоянии, 8-режимный цикл Выбросы вредных веществ двигателями с принудительным зажиганием, работающими на компримированном природном или сжиженном нефтяном газе Не предусматривается Правила ЕЭК ООН № 49-04/Пересмотр 3, цикл ЕТС Дымность отработавших газов дизельных двигателей ГОСТ 17.2.2.02-98 Дымность определяется: - на установившихся режимах; - при свободном ускорении Правила ЕЭК ООН № 24-03/Пересмотр 2 Дымность определяется: - на установившихся режимах; - при свободном ускорении Как видно из табл. 1, по ТР ТС 031/2012 для определения показателей выбросов вредных веществ дизельных двигателей используется дискретный 8-режимный цикл испытаний. Двигатель испытывается в прогретом состоянии (п. 3.6.2) [5]. ТР ТС 010/2011 рекомендует на добровольной основе пользоваться ГОСТ 17.2.2.05-97, согласно которому эти показатели определяются при работе прогретого двигателя в 13 установившихся режимах (табл. 3 п. 7) [4]. Таким образом, можно констатировать, что определение показателей, характеризующих экологическую безопасность дизельных двигателей в отношении выбросов вредных веществ, в соответствии с ТР ТС 010/2011 и 031/2012 проводится в разных испытательных циклах, при этом номенклатура определяемых составляющих экологической безопасности также различна. Выбросы дизельными двигателями видимых загрязняющих веществ (дымность) в рассматриваемых регламентах также оцениваются в соответствии с различными нормативными документами. Оценка экологической безопасности газовых двигателей, предназначенных для тракторов, согласно ТР ТС 031/2012 проводится в соответствии с Правилами ЕЭК ООН № 49-04/Пересмотр 3 по процедуре испытаний ЕТС - 1800 посекундных изменений режима работы двигателей, что соответствует режиму испытаний автомобильных двигателей. Проанализируем уровень требований экологической безопасности по рассматриваемым регламентам. В табл. 2 представлены категории двигателей в соответствии с Правилами ЕЭК ООН № 96-02/Пересмотр 1 [5] с учетом поправок серии 02 и соответствующие им уровни по Директиве 97/68/ЕС [6]. Таблица 2 Уровень экологической безопасности Правила ЕЭК ООН № 96-02/Пересмотр 1 Директива 97/68/ЕС Диапазон мощности Р, кВт Категория двигателя Уровень До 15.02.2017 130 ≤ Р ≤560 Е Stage II 75 ≤ Р < 130 F 37 ≤ P < 75 G 18 ≤ P < 37 D Поправки Правил серии 02 130 ≤ Р ≤560 H Stage III A 75 ≤ Р < 130 I 37 ≤ P < 75 J 18 ≤ P < 37 K С 15.02.2017 в соответствии с ТР ТС 031/2012 п. 14.2 табл. 5.2 130 ≤ Р ≤560 L Stage III B 75 ≤ Р < 130 M 56 ≤ P < 75 N 37 ≤ P < 56 P 19 ≤ P < 37 K Stage III A В ТР ТС 031/2012 указывается, что нормы по выбросам вредных веществ, действующие до 15.02.2017, должны соответствовать Правилам ЕЭК ООН №96-02/Пересмотр 1. Очевидно, что и способы получения показателей должны соответствовать этим правилам, как указано в табл. 1. Возникают вопросы, связанные с получением этих показателей для определения соответствия нормам, действующим после 15.02.2017. Дело в том, что эти нормы и диапазоны мощностей (табл. 5.2 [2]), как указывает более позднее издание от 2012 г. Правил ЕЭК ООН №96 поправки 2 (на которые в ТР ТС 031/2012 ссылок нет), соответствуют категориям двигателей L, M, N, P (п. 5.2.1) [7]. В приложении 4А п. 1.1 этого документа [7] сказано, что для двигателей категории L и выше (Stage III B) при определении указанных показателей должен применяться внедорожный переходный цикл. Особенность испытаний по нему состоит в запуске двигателя в холодном состоянии. В документах, на которые ссылаются рассматриваемые регламенты, этот цикл и особенность его применения не упоминаются. Поэтому неясно, каким образом подтверждать нормы, действующие после 15.02.2017. Рассмотрим нормы выбросов вредных веществ, определяющие экологическую безопасность в соответствии с упомянутыми регламентами (табл. 3, 4). В табл. 4 нормы указаны для вновь изготовленных и капитально отремонтированных двигателей. Таблица 3 Нормы выбросов вредных веществ, г/(кВт·ч), в соответствии с ТР ТС 031/2012 Категория двигателя CO HC NOx PM E 3,5 1 6 0,2 F 5 1 6 0,3 G 5 1,3 7 0,4 D 5,5 1,5 8 0,8 H 3,5 НС + NOx 4 0,2 I 5 НС + NOx 4 0,3 J 5 НС + NOx 4,7 0,4 К 5,5 НС + NOx 7,5 0,6 L 3,5 0,19 2 0,025 M 5 0,19 3,3 0,025 N 5 0,19 3,3 0,025 Р 5 НС + NOx 4,7 0,025 Таблица 4 Нормы выбросов вредных веществ, г/(кВт·ч), для машин и оборудования в соответствии с ГОСТ 17.2.2.05-97 п. 5.1 табл. 1 Воздухообмен СО НС NOx Не ограничен 10 3 18 Ограничен 4 1,5 9 Указанные ТР ТС 031/2012 и Правилами ЕЭК ООН № 96-02/Пересмотр 1 нормы трактуются четко, за исключением периода с 2015 по 2017 г. В это время, судя по тексту Правил, допускаются к сертификации двигатели, соответствующие уровням выбросов Stage II и Stage III A. В ТР ТС 010/2011, как уже упоминалось, экологическая безопасность определяется ГОСТ 17.2.2.05-97 [4]. Этот ГОСТ приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии (Росстандарта) от 25.04.2012 № 60-ст отменен на территории РФ, вместо него введен ГОСТ Р 41.96-2005 [8]. В перечне стандартов к ТР ТС 010/2011 введенный ГОСТ отсутствует. Несколькими месяцами ранее (13.12.2011) взамен ГОСТ Р 41.96-2005 приказом Росстандарта № 998-ст для добровольного применения с 01.01.2013 введен ГОСТ Р 41.96-2011 [9]. Далее, согласно приказу Росстандарта № 44-ст от 25.02.2014 для добровольного применения в РФ с 01.03.2014 до 01.01.2020 восстанавливается действие национального стандарта ГОСТ Р 41.96-2005. При этом ГОСТ Р 41.96-2011 не отменен, и им тоже можно пользоваться. Таким образом, в стране параллельно действуют два этих ГОСТа, и решение об их использовании, как сказано в приказе № 44-ст, принимается самостоятельно заинтересованными сторонами или указывается в государственных контрактах. Уровни требований к экологической безопасности двигателей с воспламенением от сжатия (дизельных) этих ГОСТов следующие: ГОСТ Р 41.96-2005 - Stage II, ГОСТ Р 41.96-2011 - Stage III A. Отсюда следует, что согласно приказу Росстандарта № 44-ст, в РФ допускаются к эксплуатации двигатели с уровнями выбросов Stage II и Stage III A на усмотрение заинтересованных сторон. Этот подход согласуется с требованиями ТР ТС 031/2012. Правда, на территории Таможенного союза такое допускается для двигателей с.-х. и лесохозяйственных тракторов до 15.02.2017, а на территории РФ для остальных объектов - до 01.01.2020. Сопоставление приведенных выше таблиц показывает, что нормы экологической безопасности ГОСТ 17.2.2.05-97 значительно слабее нормативов ТР ТС 031/2012, а также нормативов, действующих на территории РФ в соответствии с ГОСТ Р 41.96-2005 и Р 41.96-2011. Например, отсутствуют нормативы по выбросам твердых частиц в выхлопных газах. Машины и оборудование, вводимые в обращение на территории Таможенного союза, в т.ч. и на территории РФ, должны соответствовать ГОСТ 17.2.2.05-97. Рассмотрим некоторые примеры. Согласно прил. 3 к ТР ТС 010/2011 [1], для промышленных тракторов предписывается подтверждение соответствия этому регламенту в виде декларации. И на первый взгляд, двигатели тракторов должны соответствовать требованиям ГОСТ 17.2.2.05-97. Однако из формального подхода этого не следует. Из перечня стандартов, в результате применения которых на добровольной основе обеспечивается соблюдение требований ТР ТС 010/2011, следует, что этот ГОСТ применяется к двигателям, установленным на сельхозмашины. К промышленным же тракторам, судя по регламенту, этот ГОСТ не относится, хотя его название указывает на то, что он охватывает все тракторы. Итак, отнесение трактора к разряду сельскохозяйственных или лесохозяйственных сегодня требует соответствия ТР ТС 031/2012 (Правила ЕЭК ООН № 96-02), а к разряду промышленных - требованиям ТР ТС 010/2011 и, при желании, ГОСТ 17.2.2.05-97, которые значительно проще выполнить. Рассмотрим комплектацию трактора МТЗ-80. Он может быть оборудован коммунальным отвалом КО-2,5 или, например, щеткой МК-2,0, что явно не придает трактору статуса сельхозмашины, а может быть оборудован культиватором КПС-4У или навесным лемешным плугом ПЛН-3,35, и в таком случае это уже сельхозмашина. Таким образом, двигатель Д-243, который устанавливается на трактор МТЗ-80, можно сертифицировать по разным нормативам, уровни требований которых к экологической безопасности несоизмеримы. Челябинский тракторный завод на своем сайте www.chtz.ru представил двигатели Д180М3, В31М4, 12Н360, 4Т371, 6Т370, 8ТВ372, 12ТВ373 как предназначенные для установки на: тракторы различных классов тяги, подъемно-транспортные машины, буровые установки, маневровые тепловозы, автомобильные и гусеничные шасси, приводы генераторов, насосов, компрессоров и т.д. Очевидно, что двигатели одной и той же модели, установленные на разные носители, подпадают под юрисдикцию разных технических регламентов Таможенного союза. Учитывая, что условия, в которых проводится определение показателей экологической безопасности двигателей, и их номенклатура в соответствии с ТР ТС 010/2011 и 031/2012 различны, возникает вопрос - под действие какого регламента подпадают некоторые самоходные машины (например строительные тракторы и т.п.)? Кроме того, учитывая добровольное применение ГОСТов и отсутствие в реестре ТР ТС 010/2011 ГОСТов, соответствующих Правилу ЕЭК ООН № 96, производитель вправе выбрать нормативную базу экологической безопасности прошлого века? Таким образом, с вводом в действие ТР ТС 031/2012 с 15.02.2015, а также вводом ГОСТ Р 41.96-2005 вместо ГОСТ 17.2.2.05-97 связаны следующие проблемы. 1. ТР ТС 010/2011 и 031/2012 предписывают определение параметров экологической безопасности по различным методикам и их оценку по различным нормативным базам. 2. Предлагается оценивать экологическую безопасность газовых двигателей, предназначенных для установки на с.-х. и лесохозяйственные тракторы, по методике оценки автомобильных двигателей, т.е. в режимах работы, не свойственных тракторным двигателям. 3. В ТР ТС 031/2012, регламентирующем после 15.02.2017 уровень экологической безопасности Stage III B, не указываются методы определения соответствующих показателей, а те методы, которые предусматриваются регламентом до указанного срока для уровня Stage III B в соответствии с Правилами ЕЭК ООН № 96 более поздних пересмотров, в которых и появились нормативы указанного уровня, не подходят. 4. В период с 2015 по 2017 г. нет четкой трактовки применяемых норм. Судя по тексту ТР ТС 031/2012, к сертификации допускаются двигатели, соответствующие уровням выбросов Stage II и Stage III A, что согласуется с подходом Росстандарта на территории РФ. Однако наблюдается рассогласованность в сроках: на территории Таможенного союза это допускается до 15.02.2017, а на территории РФ - до 2020 г. 5. У производителя появляется возможность самостоятельно выбирать нормативную базу экологической безопасности при различной строгости требований ТР ТС 010/2011 и 031/2012 или, опираясь на формальный подход к ТР ТС 010/2011, вообще избежать подтверждения соответствия по экологической безопасности (например, такая возможность существует для промышленных тракторов). Решение этих проблем заключается в согласовании нормативных документов, которые действуют с 2015 г. на территории РФ, входящей в Таможенный союз, и определяют нормативную базу показателей, характеризующих экологическую безопасность тракторов, машин и оборудования. Есть еще одна проблема, возникшая в РФ в 2014 г.: внедорожные самоходные машины (non-road mobile machinery), оборудованные двигателями, сертифицированными по Директиве 97/68/ЕС, не соответствуют требованиям ТР ТС «О безопасности колесных транспортных средств». Отсутствует экологический сертификат соответствия пятому экологическому классу, что не позволяет получить одобрение типа транспортного средства даже при соответствии другим требованиям регламента. А это, в свою очередь, не дает возможности перемещаться по дорогам общей сети. Анализ условий испытаний двигателей по Директиве 97/68/ЕС и Правилу ЕЭК ООН № 49-05В2(С) показывает [10], что несмотря на близость значений норм эмиссии вредных веществ с выхлопными газами двигателей соответствующих уровней Директивы 97/68/ЕС и Правила ЕЭК ООН №49-05В2(С), признавать результаты испытаний, подтверждающие выполнение требований Stage III B или Stage IV, которые соответствуют пятому экологическому классу, некорректно. Как быть в таком случае? Проводить повторную сертификацию двигателя по Правилам ЕЭК ООН № 49-05 в полном объеме и с соответствующими затратами? Или не рекомендовать производителю приобретать импортный двигатель, подходящий по техническим параметрам, исходя из нормативных правил? Выход из сложившегося положения просматривается в последовательных испытаниях достаточного количества двигателей различных фирм по методикам, используемым для сертификации по Директиве 97/68/ЕС и Правилу ЕЭК ООН № 49-05В2(С), что позволит обоснованно прийти к соответствующим выводам. Некоммерческая организация «САМТ-Фонд» начала подготовку к исследованиям в этом направлении. Планируется двигатели off-road, созданные для использования на внедорожных самоходных машинах (non-road mobile machinery) и сертифицированные по Директиве 97/68/ЕС на соответствующие категории, подвергнуть стендовым испытаниям по Правилам № 49-05В2(С) и 24-03, чтобы определить уровни соответствия, а возможно и корреляцию показателей эмиссии. Главная цель предстоящих исследований - создать экспериментальную базу, подтверждающую корректность признания двигателей, предназначенных для внедорожных самоходных машин и сертифицированных на необходимый уровень по Директиве 97/68/ЕС, соответствующими первым четырем требованиям Правила ЕЭК ООН № 49-05В2(С) (табл. В указанных правил [11]) по пятому экологическому классу (загрязняющие газообразные вещества, взвешенные частицы, дымность и долговечность), что значительно уменьшит объем необходимых испытаний для получения экологического сертификата.