Автопромисловість США щорічно витрачає 18,4 млрд. доларів на дослідження і розробку
нових технологій для створення більш паливноекономічних та екологічно чистих ("зелених")
автомобілів. Реалізація будь-яких розробок і нормативів вимагає значних додаткових інвестицій
і веде до подорожчання продукції. Тому в той час, як різні екологічні організації ведуть боротьбу
за жорсткість нормативів, автомобілебудівники всіляко цьому пручаються.
У США діють одні з найсуворіших у світі норм токсичності, особливо це стосується
Каліфорнії з її невдалим для автомобілізації рельєфом (у низині Лос-Анджелеса легко збирається
смог). У 1967 році уряд Каліфорнії створив екологічну організацію – Каліфорнійський комітет
повітряних ресурсів (California Air Resources Board – CARB), а у 1970 аналогічну організацію –
U.S. Environmental Protection Agency (ЕРА) – створено урядом США. З 1975 року норми для
штату Каліфорнія (найсуворіші у світі на той час) зажадали від виробників установки
каталітичних нейтралізаторів викидів СО і СН, а з 1980 – NOx. На зростання вимог впливає і
постійне зростання цін на нафту. Це потребує від автобудівників шукати шляхи створення більш
екологічних та економічних автотранспортних засобів.
У США не існує єдиних федеральних норм контролю повітряного середовища для
шляхових транспортних засобів. Кожному штату, відповідно до Закону про чисте повітря 1990
року, надане право самому вирішувати це питання. Різні вимоги мають своє позначення.
TLEV. Transitional Low Emisson Vehicle. Перелік вимог, яким повинні відповідати
автомобілі даної категорії, уперше уведений у Каліфорнії у 1994 р. Викиди вуглеводнів (СН) в
атмосферу не більше 0,125 грам на милю (1 миля – 1609 м) пробігу автомобіля.
LEV. Low Emission Vehicle. Вимоги, що вперше уведені в Каліфорнії у 1997 р. Викиди СН
– не більше 0,075 г/милю.
ULEV. Ultra Low Emission Vehicle. Вимоги, що уведені в Каліфорнії у тому же 1997 р.
Викиди СН – не більше 0,040 г/милю.
SULEV. Super Ultra Low Emission Vehicle. Перелік вимог для сертифікації моделей з 2000
р. Викиди СН – не більше 0,010 г/милю. Зміст СН і NOх у 20 разів менше, ніж у діючих
федеральних стандартах для нових автомобілів.
ZEV. Zero-Emission Vehicle. Термін для позначення машин без шкідливих викидів, вперше
уведений в 1998 р.
CEV. City Electric Vehicle. Мініатюрні електромобілі.
NEV. Neighborhood Electric Vehicle. Електромобілі, які за габаритами відповідають
європейському класу С (Small Cars).
PZEV. Partial Zero-Emission Vehicle. Автомобілі даної категорії повинні мати протягом
пробігу до 150 тис. миль протягом 15 років викиди не більше 0,01 г/милю.
AT-PZEV. Advanced Technology Partial Zero-Emission Vehicle. Автомобілі з паливними
елементами на метанолі або з двигуном, що працює на природному газі, і відповідає вимогам
PZEV.
Автомобілі, що відповідають вимогам ZEV, CEV, NEV, PZEV та AT-PZEV, стали називати
"зеленими" автомобілями.
Найбільш тверда екологічна політика проводиться у Каліфорнії, у якій найбільше місто
штату Лос-Анджелес задихається від загазованості. Автомобілі, які надходять у продаж з 2004
р., повинні відповідати вимогам SULEV. Наприкінці 2000 р. 13 штатів (Нью-Йорк, Массачусетс,
Нью-Джерсі, Техас й ін.) оголосили, що вони приймають аналогічні нормативи.
У рамках норм ЕРА розроблено федеральні вимоги Tier 1 (1994 р.) та Tier 2 (2004 р.), які
нормують граничні величини викидів. З 2007 р. нормам Tier 2 мають відповідати усі нові
транспортні засоби. Крім того, у США діють норми економічності транспортних засобів.
Федеральні стандарти Tier 1 для дизельних двигунів нових позашляхових машин були
прийняті у 1994 р., під їхню дію підпадали силові агрегати потужністю понад 37 кВт (50 л.с.).
Норми повинні були вступити в дію поетапно, у період з 1996-го до 2000 р. У 1996-м підписане
Угода про принципи (Statement of Principles – SOP) між ЕРА, СARB і компаніями-виробниками
двигунів, у числі яких Caterpillar, Cummins, John Deere, Detroit Diesel, Deutz, Isuzu, Komatsu,
Kubota, Mitsubishi, Navistar, New Holland, Wis-Con і Yanmar. Цей документ відносився до
дизельних двигунів позашляхових машин.
27 серпня 1998 р. ЕРА затвердило остаточну редакцію норм, що відбиває положення SOP.
У тому ж році були уведені стандарти Tier 1 для двигунів потужністю нижче 37 кВт (50 к.с.) і
більш жорсткі Tier 2 (2000ч2006 рр.) і Tier 3 (2006ч2008 рр.) для всіх двигунів. Tier 2 і Tier 3
вирішено було вводити в дію поетапно – з 2000-го до 2008 р.
Відповідність стандартам Tier 1чTier 3 забезпечується шляхом удосконалення конструкції
двигунів без використання або при обмеженому використанні нейтралізації. Стандарти Tier 3 за
викидами NOx+CH близькі до стандартів 2004 р. для двигунів магістральних автомобілів, однак
норми на вміст сажі у ВГ в Tier 3 ніколи не встановлювалися.
11 травня 2004 р. EPA підписало запропоновані норми Tier 4 на токсичність ВГ, які
повинні бути уведені в дію поетапно у період з 2008-го до 2015 р. Стандарти Tier 4
установлюють рівні вмісту сажі і NOxу ВГ, які на 90% нижче, ніж у нормах Tier 3. Настільки
значного зниження вмісту токсичних складових можна досягти, використавши вдосконалені
технології керування роботою двигуна, у тому числі вдосконалення процесів нейтралізації ВГ у
системі випуску, подібно вимогам стандартів для двигунів магістральних транспортних засобів,
що вступають у дію в 2007ч2010 рр.
У зв'язку з тим, що основоположником екологічних норм токсичності ВГ стала
Каліфорнія, відношення до законодавчих актів цього штату у США особливе. У більшості
випадків федеральні норми, що відносяться до двигунів позашляхових машин, також
застосовують й у штаті Каліфорнія, тому що повноваження адміністрації штату по встановленню
норм токсичності ВГ двигунів нових позашляхових машин обмежені. Поправки до федерального
Акту чистого повітря (САА) 1990 р. мають переважну силу над законами Каліфорнії з
нормування токсичності ВГ двигунів нових сільськогосподарських і будівельних машин
потужністю до 175 к.с. і жадають від Каліфорнії прийняти верховенство законів, установлених
федеральним ЕРА.
Стандарти ЕРА з токсичності дизельних двигунів позашляхових машин опубліковані у
Зведенні федеральних законів США (глава 40, частина 89). До певного ступеня стандарти
токсичності ВГ двигунів позашляхових машин також гармонізовані з нормами Євросоюзу з
токсичності ВГ двигунів позашляхових машин.
Під дію стандартів токсичності США підпадають дизелі всіх типорозмірів для самохідних
позашляхових сільськогосподарських, будівельних і промислових машин. Двигуни
позашляхових машин – це всі двигуни внутрішнього згоряння, за винятком двигунів дорожніх
транспортних засобів (автомобілів), двигунів стаціонарних установок (або двигунів, які
залишаються на одному місці більше 12 місяців), двигунів, що використовують винятково для
змагань, і двигунів літальних апаратів.
Європейські стандарти токсичності ВГ встановлені Європейською економічною
комісією Організації Об'єднаних Націй. Вони регламентуються наступними правилами:
1. Правила ЄЕК ООН № 24 «Однакові приписання, що стосуються:
I. офіційного затвердження двигунів із запаленням від стиснення відносно викиду
видимих шкідливих речовин;
II. офіційного затвердження автотранспортних засобів відносно установки на них
двигунів із запаленням від стиснення, офіційно затверджених за типом конструкції;
III. офіційного затвердження автотранспортних засобів з двигуном із запаленням від
стиснення відносно викиду видимих шкідливих речовин;
IV. виміру корисної потужності двигунів із запаленням від стиснення».
2. Правила ЄЕК ООН № 49 «Однакові приписання, що стосуються офіційного
затвердження двигунів із запаленням від стиснення і двигунів, що працюють на природному газі,
а також двигунів із примусовим запалюванням, що працюють на скрапленому нафтовому газі, і
транспортних засобів, оснащених двигунами із запаленням від стиснення, двигунами, що
працюють на природному газі, і двигунами із примусовим запалюванням, що працюють на
скрапленому нафтовому газі, у відношенні викидів ними шкідливих речовин».
3. Правила ЄЕК ООН № 83 «Однакові приписання, що стосуються офіційного
затвердження транспортних засобів відносно викиду шкідливих речовин залежно від палива,
необхідного для двигунів».
4. Правила ЄЕК ООН № 96 «Однакові приписання, що стосуються офіційного
затвердження двигунів із запаленням від стиснення для установки на сільськогосподарських
тракторах і позашляховій техніці відносно викиду шкідливих речовин цими двигунами».
Відповідно до цих правил, встановлено норми:
Euro I (введені у дію з 1.07.1992ч1.10.1994 р.);
Euro II (1.01.1996ч1.01.1998 рр.);
Euro III (1.01.2000ч1.01.2001 рр.);
Euro IV (1.01.2005ч1.01.2006 рр.);
Euro V (1.10.2008ч1.09.2010 рр.);
Euro VI (орієнтовно з 1.09.2015 р.).
При цьому норми Euro V (крім важких вантажних автомобілів з дизелями) і Euro VI поки
що (на 1.05.2007 р.) знаходяться у стані обговорення.
Для забезпечення виконання норм викидів введені технічні вимоги до характеристик
палива для автотранспортних засобів – бензинів і дизельних палив.
Крім того, за добровільною угодою виробників автомобілів, ними обмежується величини
викидів СО2 у легкових автомобілях (з 2008 р. – 140 г/км, що відповідає витраті палива 5,8 л/100
км).
Перші законодавчі норми Євросоюзу, що обмежують токсичність ВГ позашляхових
самохідних машин, були опубліковані 27 лютого 1998 р. (Directive 97/68/EC). Норми для
дизелів позашляхових машин уводилися у два етапи: Stage I набули чинності в 1999-м, Stage II –
залежно від корисної потужності двигунів з 2001-го по 2004 р.
Під дію цих стандартів підпадають промислові бурові установки, компресори, будівельні
колісні навантажувачі, бульдозери, позашляхові вантажні транспортні засоби, мобільні
екскаватори, які можуть пересуватися дорогами загального користування, вилочні
навантажувачі, машини для збирання і ремонту доріг, снігоприбиральна техніка, наземне
допоміжне устаткування для аеропортів, устаткування вертикального доступу, підйомники, а
також самохідні піднімальні крани. Під дію цих стандартів підпадають також
сільськогосподарські і лісозаготівельні трактори, однак строки вступу в силу для них інші
(Directive 2000/25/EC від 22 травня 2000 р.). Двигуни водних судів, залізничних локомотивів,
літаків і генераторних енергетичних установок, під дію стандартів Stage I/ II не підпадають.
9 грудня 2002 р. Європейський парламент прийняв Directive 2002/88/EC, що містить
доповнення до Directive 97/68/EC: додатково вводилися стандарти токсичності ВГ невеликих
бензинових двигунів потужністю менш 19 кВт для комунальних машин. Директива також
поширює дію стандартів Stage II на двигуни, що працюють при постійній частоті обертання.
Стандарти токсичності ВГ двигунів комунальних машин у значній мірі приведені у відповідність
стандартам США з токсичності ВГ малопотужних двигунів комунальних машин.
Пропоновані норми Stage III/IV з токсичності ВГ двигунів позашляхових машин були
опубліковані Європейською комісією 27 грудня 2002 р. і прийняті Парламентом у жовтні 2003 р.
Норми Stage III поступово набутять чинності з 2006-го по 2013 р. Норми Stage IV будуть
уводитися в дію в 2014 р. Стандарти Stage III/IV на додаток до тих категорій двигунів, які
підпадають під дію норм Stage I/II, обмежують токсичність ВГ двигунів залізничних
локомотивів і водних судів, що використовуються на внутрішніх водних транспортних артеріях.
Під дію норм Stage III/IV підпадають тільки нові транспортні засоби й устаткування, а машини,
що вже перебувають в експлуатації, можна продовжувати використати, якщо двигуни
відповідають нормам Stage I/II, навіть після заміни двигунів.
Законодавчі органи Євросоюзу, США і Японії спільно працюють над гармонізацією у
світовому масштабі стандартів токсичності ВГ двигунів, щоб прискорити і зробити однаковим
розвиток двигунів і сертифікацію на токсичність ВГ для виробників двигунів. Норми Stage I/II
були частково наведені у відповідність зі стандартами США. Норми Stage III/IV гармонізовані зі
стандартами Tier 3/4 США.
На основі директив Євросоюзу повинні бути створені національні закони держав-членів.
Перехідний період з податковими пільгами тривалістю до двох років надається в більшості
стандартів токсичності ВГ двигунів позашляхових машин для двигунів, що виготовлені до
офіційної дати вступу в дію законодавства. Оскільки конкретну тривалість кожного пільгового
періоду (від 0 до 2 років) самостійно визначає кожна держава-член Євросоюзу, точний графік
введення в дію законодавства може розрізнятися в різних країнах.
Перелік норм:
Stage I – уведено у дію з 1999 р;
Stage II – 2001ч2004 рр.;
Stage III – 2006ч2013 рр. (відповідають нормам Tier 3);
Stage IV – у 2014 р. (відповідають нормам Tier 4).
У СРСР у 1970 р. затверджено стандарт (ГОСТ 16533-70) на обмеження викидів СО з
відпрацьованими газами, на режимі холостого ходу двигуна (до 4,5% СО у загальному викиді з
ВГ). З 1974 року діє галузевий стандарт (ОСТ 37.001.054) на обмеження викиду трьох
компонентів: СО, СН і NОx.
За часів Української РСР були чинними відповідні державні ГОСТ та галузеві ОСТ
стандарти. Законом України від 10.02.2000 року № 1448 “Про приєднання України до Угоди про
прийняття єдиних технічних приписів для колісних транспортних засобів, предметів обладнання
та частин, які можуть бути встановлені та/або використані на колісних транспортних засобах, і
про умови взаємного визнання офіційних затверджень, виданих на основі цих приписів, 1958
року з поправками 1995 року” Україна приєдналася до Женевської Угоди про технічні вимоги до
конструкції транспортних засобів. До цієї Угоди додаються 114 Правил ЄЕК ООН, які
охоплюють також стандарти щодо викидів автомобілями. Наказом Мінтрансу від 04.06.2002 №
361 затверджено перелік Правил ЄЕК ООН, які застосовують в Україні. Наказом Держстандарту
України від 24.07.2002 № 461 Правила ЄЕК ООН за цим переліком запроваджено в Україні як
національні стандарти ДСТУ UN/ECE. В Україні з 07.2006 р. уведено у дію норми Euro II.