大眾的排放秘密是如何揭開的

曹曉昂

大眾“排放門”的潘多拉盒子是被一家美國非盈利性的環(huán)保組織ICCT（國際清潔交通委員會(huì)）所揭開的，雖然外界對于這個(gè)組織知之甚少，但在清潔交通領(lǐng)域尤其是控制汽車的排放方面，ICCT一直扮演著非常積極的角色。甚至，從某種角度看，他們對于美國汽車排放法規(guī)的制定也擁有很大的話語權(quán)，美國《清潔空氣法》的設(shè)立和修訂，其背后就有ICCT的影子。近年來，美國加州所出臺的一系列有關(guān)汽車排放的法規(guī)就出自這個(gè)組織的倡議，而加州一直就是以其嚴(yán)苛的排放標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)讓汽車企業(yè)頭疼。

美國人的“嫉妒”？

雖然直到今年9月隨著美國環(huán)保署指控大眾在輕型柴油車排放上“造假”，民眾才了解到關(guān)于柴油車排放問題的冰山一角，但其實(shí)早在2013年，總部設(shè)立在加州的ICCT就聯(lián)系了美國西弗吉尼亞大學(xué)“替代燃料、發(fā)動(dòng)機(jī)與排放研究中心”，共同對三款輕型柴油車進(jìn)行了在用車排放測試，這三款車是——大眾的捷達(dá)、帕薩特和寶馬的X5。這其中，大眾的柴油版帕薩特由于填補(bǔ)了在美國汽車市場上中級柴油車的空缺而銷量持續(xù)上漲。據(jù)統(tǒng)計(jì)，得益于新帕薩特的引進(jìn)，到2013年11月，大眾已經(jīng)占有美國輕型柴油車市場72%的市場份額，基本上處于統(tǒng)治地位。事實(shí)上，如果不是突然爆發(fā)的“排放門”事件，2015年，大眾將在美國繼續(xù)推出一款新的帕薩特，根據(jù)此前該車的市場表現(xiàn)，新的車型將進(jìn)一步加大大眾在美國輕型柴油車市場的優(yōu)勢。

“我的很多美國朋友都買了這款車，確實(shí)省油又馬力強(qiáng)勁，而且價(jià)格也不貴”孫圓圓是去年上半年剛剛從美國回到上海的中國留學(xué)生，本身就從事汽車尾氣后處理技術(shù)的她告訴記者，汽車的尾氣排放與發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性能處于“反比”的關(guān)系，汽車企業(yè)為了降低NOx的排量以達(dá)到排放法規(guī)的要求，大都需要降低燃燒溫度，而這會(huì)造成汽車油耗的上升，并給駕駛者帶來發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力不足的感覺?！拔宜较吕锊聹y也許是因?yàn)檫@款車太火了，所以才會(huì)被盯上的吧?！睂O圓圓說。

僅僅是針對德國車？

盡管外界一度猜測認(rèn)為大眾“排放門”美國人是因?yàn)椤凹刀省钡聡囋诿绹袌鋈〉玫氖袌稣J(rèn)可地位才采取的“措施”，而實(shí)際上，故事的發(fā)生起因卻有點(diǎn)“搞笑”。原本，國際清潔運(yùn)輸委員會(huì)ICCT是想向歐洲人展示美國柴油車的排放標(biāo)準(zhǔn)及執(zhí)行力度比歐洲的體系更嚴(yán)格、更環(huán)保，因而“更加先進(jìn)”。因此他們委托西弗吉尼亞大學(xué)對在美國銷售的多款柴油發(fā)動(dòng)機(jī)汽車開展尾氣排放檢測，結(jié)果意外發(fā)現(xiàn)，被寄予厚望的大眾“捷達(dá)”和“帕薩特” 尾氣排放雖然在實(shí)驗(yàn)室檢測中達(dá)標(biāo)，卻在從加州圣迭戈到西雅圖的上路測試中嚴(yán)重超標(biāo)。

業(yè)內(nèi)專家告訴記者，其實(shí)早在2011年，國際清潔交通委員會(huì)（ICCT）就曾發(fā)現(xiàn)歐3、歐4、歐5柴油轎車的實(shí)際排放分別是標(biāo)準(zhǔn)限值的2倍、3.2倍和4.4倍；2014年ICCT又發(fā)布了一篇關(guān)于輕型歐6柴油機(jī)實(shí)際氮氧化物排放與理論排放對比數(shù)據(jù)的報(bào)告，報(bào)告指出目前歐洲地區(qū)的歐6排放標(biāo)準(zhǔn)柴油機(jī)平均實(shí)際氮氧化物排放水平要高于歐6排放標(biāo)準(zhǔn)限定值7倍多。不僅如此，在“查處”大眾之前，國際清潔交通委員會(huì)（ICCT）還發(fā)布了一篇類似主題的報(bào)告，該報(bào)告指出歐洲地區(qū)汽車實(shí)際的燃油經(jīng)濟(jì)性與官方數(shù)據(jù)相比相差比例提升至了近40%。

據(jù)了解，此次調(diào)查，國際清潔交通委員會(huì)（ICCT）是利用車載排放測量系統(tǒng)（PEMS）來進(jìn)行測試的，由于車載排放測量系統(tǒng)（PEMS）可以在實(shí)際道路行駛工況下持續(xù)提供車輛的數(shù)據(jù)信息，包括排放量、速度、加速度、道路坡度和尾氣溫度等信息，而被認(rèn)為更加精確和切合實(shí)際情況。“根據(jù)提前設(shè)計(jì)好的測試方案，我們收集了不同行駛工況下的PMES數(shù)據(jù)，這些工況能夠有代表性的反映出加州主要城市的行駛狀況。城市行駛工況選擇的是LA4循環(huán)，就是最初開發(fā)FTP車輛認(rèn)證工況所采用的循環(huán)，但由于與開發(fā)FTP工況時(shí)相比，交通狀況或道路狀況都有了一些變化，因此對其做了一些小幅修改。”主導(dǎo)測試的工程師說。此外，他們還透露，對帕薩特進(jìn)行的測試行駛了將近2500英里，主要都是在加州和華盛頓之間的高速路段行駛。

為了讓測試更有公信力，讓測試結(jié)果更有說服力，國際清潔交通委員會(huì)（ICCT）的工程師很嚴(yán)謹(jǐn)，他們所選擇的三款測試車輛是均經(jīng)過了美國TierBin5和加州LEV-II ULEV排放標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證的，并且這些車均安裝有NOx后處理技術(shù)——其中捷達(dá)安裝有稀燃-NOx捕集器（LNT），帕薩特安裝有需要使用尿素的選擇催化還原（SCR）系統(tǒng)，寶馬X5也安裝有SCR系統(tǒng)。“我們使用車載診斷（OBD）掃描工具對三款測試車輛進(jìn)行了徹底的檢測，看是否存在發(fā)動(dòng)機(jī)或后處理故障的隱患，而這些車輛均沒有發(fā)現(xiàn)存在故障代碼或其他異常，也不存在催化器老化而活性下降的問題，因?yàn)樗斜粶y試車輛的里程數(shù)都是相對較低的（小于1.5萬英里）。”此外，在道路測試前，他們還將兩款大眾的車輛送到加州空氣資源委員會(huì)（CARB）的El Monte車輛認(rèn)證測試機(jī)構(gòu)進(jìn)行了FTP-75認(rèn)證工況測試，在工況測試時(shí)，這些車的NOx排放均低于美國EPA規(guī)定的Tier-Bin5標(biāo)準(zhǔn)。

但是根據(jù)車載排放測量系統(tǒng)（PEMS）實(shí)際道路測量的結(jié)果，在5種不同類型的典型行駛工況下（道路高速、城市/市郊、山區(qū)上坡/山區(qū)下坡），捷達(dá)的道路實(shí)際NOx排放超出美國EPA Tier-Bin5標(biāo)準(zhǔn)（整個(gè)使用壽命周期標(biāo)準(zhǔn)）15-35倍，帕薩特超標(biāo)5-20倍。而寶馬的整體排放水平處于標(biāo)準(zhǔn)限值之下，只有在山區(qū)上坡行駛條件下排放有所超標(biāo)。也就是說，大眾的車輛在FTP底盤測功機(jī)實(shí)驗(yàn)中能夠滿足排放標(biāo)準(zhǔn)，這其中還包含冷啟動(dòng)NOx排放。但在發(fā)動(dòng)機(jī)和后處理均已經(jīng)預(yù)熱（即處于暖機(jī)/熱啟動(dòng)狀態(tài)）的道路排放測試中，國際清潔交通委員會(huì)（ICCT）發(fā)現(xiàn)大眾車的排放會(huì)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)限值的5-35倍，且還不包含冷啟動(dòng)NOx排放?！罢沁@種前后矛盾的現(xiàn)象讓國際清潔交通委員會(huì)（ICCT）決定要向CARB（California Air Resources Board ）——加州空氣資源委員會(huì)和EPA（U.SEnvironmentalProtectionAgency）——美國環(huán)境保護(hù)署報(bào)告我們的測試結(jié)果。”來自國際清潔交通委員會(huì)（ICCT）的相關(guān)人士說。

神秘的“失效裝置”

正是基于國際清潔交通委員會(huì)（ICCT）的測試結(jié)果，9月22日，美國環(huán)保署（EPA）宣布，大眾汽車在一些在美國市場上銷售的柴油車上安裝了作弊裝置，這些被稱為“排放失效裝置”的作弊裝置能夠檢測到汽車是否在接受測試，并根據(jù)測試環(huán)境相應(yīng)地改變排放性能，以取得理想的測試結(jié)果。EPA發(fā)現(xiàn)安裝了“排放失效裝置”的車型包括大眾制造的奧迪A3和大眾旗下的品牌捷達(dá)、甲殼蟲、高爾夫和帕薩特等。不過雖然EPA的調(diào)查只限于大眾汽車在美國銷售的48.2萬輛汽車，但隨后大眾汽車承認(rèn)，在全球有約1100萬輛汽車被安裝了所謂的“排放失效裝置”。此前，大眾打算在美國市場大力推銷柴油汽車，而低排放正是它的主要賣點(diǎn)。

雖然外界對于大眾汽車所安裝的“失效裝置”的具體工作原理并不清楚，但EPA表示，大眾汽車在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中安裝的電腦軟件可通過監(jiān)測速度、發(fā)動(dòng)機(jī)的工作、氣壓乃至方向盤的位置來感知測試狀態(tài)。當(dāng)汽車在受控的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下運(yùn)行時(shí)——通常是放置于靜止的試驗(yàn)臺上——失效裝置似乎能夠讓汽車進(jìn)入某種安全模式，在此模式下，柴油車的發(fā)動(dòng)機(jī)功耗和性能均低于正常水平。一旦汽車在公路上運(yùn)行，汽車可以通過“失效裝置”自動(dòng)關(guān)閉實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?，從而?dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)排放的氮氧化污染物超出美國允許的水平，污染最多可達(dá)40倍。

不過，國際清潔交通委員會(huì)（ICCT）表示，在整體上，他們所測試的三款車的一氧化碳（CO）和總碳?xì)洌═HC）排放都維持在美國的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)之下。除了DPF再生階段，根據(jù)顆粒物傳感器的測量結(jié)果來推斷的顆粒物排放數(shù)量（PN）也都維持在歐5b/ b+標(biāo)準(zhǔn)之下。

“此次測試是我們針對歐洲（歐6）和美國（Tier 2 Bin 5/ULEV II）柴油乘用車開展的一項(xiàng)PEMS排放數(shù)據(jù)分析的一部分。我們的整體研究共計(jì)對15輛新柴油轎車的道路排放性能進(jìn)行了分析，其中12輛是經(jīng)過歐6標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證的，3輛是經(jīng)過美國Tier2 Bin5標(biāo)準(zhǔn)（比歐6標(biāo)準(zhǔn)更為嚴(yán)格）?！睋?jù)了解，國際清潔交通委員會(huì)（ICCT）總共對15輛車的97段行程進(jìn)行了排放測量，總計(jì)行駛超過140小時(shí)和6400公里。被測試車輛的平均實(shí)際NOx排放水平比歐6標(biāo)準(zhǔn)限值高7倍?！按蟛糠智闆r下，車輛并不是在“極端”或“非典型”的行駛狀態(tài)下才超標(biāo)，相反，日常行駛狀態(tài)下的發(fā)動(dòng)機(jī)瞬態(tài)負(fù)載增加（例如路面略有坡度）或是柴油車尾氣后處理系統(tǒng)的正常再生都會(huì)導(dǎo)致排放超標(biāo)。”國際清潔交通委員會(huì)（ICCT）表示。

排放標(biāo)準(zhǔn)過高？

雖然在實(shí)際測試中，大眾“栽倒”了，但國際清潔交通委員會(huì)（ICCT）并不認(rèn)為這意味著美國的排放標(biāo)準(zhǔn)制定得過高，他們不同意“汽車企業(yè)使用現(xiàn)有的技術(shù)根本無法達(dá)到美國排放標(biāo)準(zhǔn)”的觀點(diǎn)。由于此次被測試的車輛有著不同的性能表現(xiàn)，他們認(rèn)為，這表明現(xiàn)有技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)柴油車在實(shí)際行駛過程中保持清潔?！耙恍┍粶y試車輛，例如寶馬X5的平均排放水平就處于歐6排放限值之下，說明現(xiàn)有技術(shù)完全可以滿足排放性能要求?！?/p>

事實(shí)上，實(shí)際道路測試時(shí)柴油車排放會(huì)發(fā)生變化，其中最主要的原因是因?yàn)檐囕v在實(shí)際駕駛過程中由于周圍環(huán)境的復(fù)雜性而使得發(fā)動(dòng)機(jī)的載荷隨時(shí)可能發(fā)生非連續(xù)的變化，例如車輛在經(jīng)過小的顛簸路面時(shí)車輛發(fā)動(dòng)機(jī)載荷就會(huì)出現(xiàn)突變現(xiàn)象。另外，還有一個(gè)重要的原因就是在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的尾氣后處理系統(tǒng)中可能會(huì)產(chǎn)生尾氣再生現(xiàn)象。研究小組表示，通過此次測試研究可以明確地得到一個(gè)結(jié)論：目前符合歐6排放標(biāo)準(zhǔn)和Tier 2 Bin 5美國排放標(biāo)準(zhǔn)的汽車的氮氧化物排放與歐6標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)值還有非常大的差距。許多車輛之所以能通過歐洲的環(huán)保型式核準(zhǔn)，主要是采用了目前的過于理想化的測試循環(huán)工況，而不是確?？梢圆捎酶淤N近實(shí)際駕駛工況的測試方法”。

通過最新的針對排放失效裝置的篩選測試，CARB發(fā)現(xiàn)了更多的大眾輕型柴油車疑似使用了失效裝置，這會(huì)造成柴油車在實(shí)際使用中會(huì)出現(xiàn)NOx排放過高的問題，目前，具體問題仍在調(diào)查之中，作為監(jiān)管機(jī)構(gòu)，CARB已經(jīng)通知企業(yè)進(jìn)行約談。針對上述問題，CARB還給大眾公司正式發(fā)送了約談信。

9月25日美國，加州空氣資源委員會(huì)針對車輛“失效裝置”出臺新規(guī)

根據(jù)加州管理?xiàng)l例的規(guī)定，任何新生產(chǎn)乘用轎車、輕型卡車、中型乘用車或重型整車均不得安裝失效裝置。在此規(guī)定中，失效裝置的定義為：能夠在車輛正常行駛和使用的狀態(tài)下（特殊狀況除外）降低排放控制系統(tǒng)控制功效的附加排放控制裝置（簡稱：AECD）。如果使用了AECD，必須在認(rèn)證時(shí)明確指出并獲得批準(zhǔn)。如果未明確指出AECD的存在或故意使用失效部件屬于違反總統(tǒng)令和加州法律的行為，所涉及的法律法規(guī)包括但不局限于《健康與安全法規(guī)》43150- 43154節(jié)以及43016節(jié)。

從即日起，空氣資源委員會(huì)（ARB）將利用近期開發(fā)的篩選測試（基于ARB對輕型柴油車開展的各項(xiàng)性能評估工作）在ARB的在用車達(dá)標(biāo)管理項(xiàng)目中針對未經(jīng)過批準(zhǔn)的AECD和失效裝置進(jìn)行識別篩查。AECD和失效裝置掃描測試采用的是ARB最新開發(fā)的檢測方法，還可能包括進(jìn)行車載診斷系統(tǒng)檢查、利用車載排放測量系統(tǒng)（PEMS）進(jìn)行道路測試以及應(yīng)用一些在日常行駛和使用中可能會(huì)遇到的特殊行駛工況和條件。新的篩選測試將作為在用階段進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證排放工況測試基礎(chǔ)上的補(bǔ)充。

根據(jù)加州管理?xiàng)l例第13章第2111-2140節(jié)的規(guī)定，一旦通篩選測試發(fā)現(xiàn)可能存在未經(jīng)批準(zhǔn)的AECD或失效部件，將向企業(yè)發(fā)出通知，并將會(huì)由ARB對下線產(chǎn)品或在用車進(jìn)行額外的在用車達(dá)標(biāo)評估，費(fèi)用由生產(chǎn)企業(yè)承擔(dān)。另外，ARB可能會(huì)要求企業(yè)拿出補(bǔ)救方案并承擔(dān)費(fèi)用，且根據(jù)法律規(guī)定，生產(chǎn)企業(yè)還可能面臨處罰。正如我們長期以來的做法一樣，如果發(fā)現(xiàn)有任何違反加州管理規(guī)定的行為，ARB都一定會(huì)依照法律采取相應(yīng)的行動(dòng)。