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）所揭開的，雖然外界對于這個組織知之甚少，但在清潔交通領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，美國《清潔空氣法》的設立和修訂，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汽車排放的法規(guī)就出自這個組織的倡議，而加州一直就是以其嚴苛的排放標準和法規(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”，民眾才了解到關于柴油車排放問題的冰山一角，但其實早在2013年，總部設立在加州的ICCT就聯(lián)系了美國西弗吉尼亞大學“替代燃料、發(fā)動機與排放研究中心”，共同對三款輕型柴油車進行了在用車排放測試，這三款車是——大眾的捷達、帕薩特和寶馬的X5。這其中，大眾的柴油版帕薩特由于填補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。據統(tǒng)計，得益于新帕薩特的引進，到2013年11月，大眾已經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，根據此前該車的市場表現，新的車型將進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，確實省油又馬力強勁，而且價格也不貴”孫圓圓是去年上半年剛剛從美國回到上海的中國留學生，本身就從事汽車尾氣后處理技術的她告訴記者，汽車的尾氣排放與發(fā)動機的動力性能處于“反比”的關系，汽車企業(yè)為了降低NOx的排量以達到排放法規(guī)的要求，大都需要降低燃燒溫度，而這會造成汽車油耗的上升，并給駕駛者帶來發(fā)動機動力不足的感覺。“我私下里猜測也許是因為這款車太火了，所以才會被盯上的吧。”孫圓圓說。

僅僅是針對德國車？

盡管外界一度猜測認為大眾“排放門”美國人是因為“嫉妒”德國車在美國市場取得的市場認可地位才采取的“措施”，而實際上，故事的發(fā)生起因卻有點“搞笑”。原本，國際清潔運輸委員會ICCT是想向歐洲人展示美國柴油車的排放標準及執(zhí)行力度比歐洲的體系更嚴格、更環(huán)保，因而“更加先進”。因此他們委托西弗吉尼亞大學對在美國銷售的多款柴油發(fā)動機汽車開展尾氣排放檢測，結果意外發(fā)現，被寄予厚望的大眾“捷達”和“帕薩特” 尾氣排放雖然在實驗室檢測中達標，卻在從加州圣迭戈到西雅圖的上路測試中嚴重超標。

業(yè)內專家告訴記者，其實早在2011年，國際清潔交通委員會（ICCT）就曾發(fā)現歐3、歐4、歐5柴油轎車的實際排放分別是標準限值的2倍、3.2倍和4.4倍；2014年ICCT又發(fā)布了一篇關于輕型歐6柴油機實際氮氧化物排放與理論排放對比數據的報告，報告指出目前歐洲地區(qū)的歐6排放標準柴油機平均實際氮氧化物排放水平要高于歐6排放標準限定值7倍多。不僅如此，在“查處”大眾之前，國際清潔交通委員會（ICCT）還發(fā)布了一篇類似主題的報告，該報告指出歐洲地區(qū)汽車實際的燃油經濟性與官方數據相比相差比例提升至了近40%。

據了解，此次調查，國際清潔交通委員會（ICCT）是利用車載排放測量系統(tǒng)（PEMS）來進行測試的，由于車載排放測量系統(tǒng)（PEMS）可以在實際道路行駛工況下持續(xù)提供車輛的數據信息，包括排放量、速度、加速度、道路坡度和尾氣溫度等信息，而被認為更加精確和切合實際情況。“根據提前設計好的測試方案，我們收集了不同行駛工況下的PMES數據，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車輛認證工況所采用的循環(huán)，但由于與開發(fā)FTP工況時相比，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。”主導測試的工程師說。此外，他們還透露，對帕薩特進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，讓測試結果更有說服力，國際清潔交通委員會（ICCT）的工程師很嚴謹，他們所選擇的三款測試車輛是均經過了美國TierBin5和加州LEV-II ULEV排放標準認證的，并且這些車均安裝有NOx后處理技術——其中捷達安裝有稀燃-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行了徹底的檢測，看是否存在發(fā)動機或后處理故障的隱患，而這些車輛均沒有發(fā)現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，因為所有被測試車輛的里程數都是相對較低的（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（CARB）的El Monte車輛認證測試機構進行了FTP-75認證工況測試，在工況測試時，這些車的NOx排放均低于美國EPA規(guī)定的Tier-Bin5標準。

但是根據車載排放測量系統(tǒng)（PEMS）實際道路測量的結果，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），捷達的道路實際NOx排放超出美國EPA Tier-Bin5標準（整個使用壽命周期標準）15-35倍，帕薩特超標5-20倍。而寶馬的整體排放水平處于標準限值之下，只有在山區(qū)上坡行駛條件下排放有所超標。也就是說，大眾的車輛在FTP底盤測功機實驗中能夠滿足排放標準，這其中還包含冷啟動NOx排放。但在發(fā)動機和后處理均已經預熱（即處于暖機/熱啟動狀態(tài)）的道路排放測試中，國際清潔交通委員會（ICCT）發(fā)現大眾車的排放會達到標準限值的5-35倍，且還不包含冷啟動NOx排放。“正是這種前后矛盾的現象讓國際清潔交通委員會（ICCT）決定要向CARB（California Air Resources Board ）——加州空氣資源委員會和EPA（U.SEnvironmentalProtectionAgency）——美國環(huán)境保護署報告我們的測試結果。”來自國際清潔交通委員會（ICCT）的相關人士說。

神秘的“失效裝置”

正是基于國際清潔交通委員會（ICCT）的測試結果，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，并根據測試環(huán)境相應地改變排放性能，以取得理想的測試結果。EPA發(fā)現安裝了“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、甲殼蟲、高爾夫和帕薩特等。不過雖然EPA的調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，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。

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)動機中安裝的電腦軟件可通過監(jiān)測速度、發(fā)動機的工作、氣壓乃至方向盤的位置來感知測試狀態(tài)。當汽車在受控的實驗室環(huán)境下運行時——通常是放置于靜止的試驗臺上——失效裝置似乎能夠讓汽車進入某種安全模式，在此模式下，柴油車的發(fā)動機功耗和性能均低于正常水平。一旦汽車在公路上運行，汽車可以通過“失效裝置”自動關閉實驗模式，從而導致發(fā)動機排放的氮氧化污染物超出美國允許的水平，污染最多可達40倍。

不過，國際清潔交通委員會（ICCT）表示，在整體上，他們所測試的三款車的一氧化碳（CO）和總碳氫（THC）排放都維持在美國的規(guī)定標準之下。除了DPF再生階段，根據顆粒物傳感器的測量結果來推斷的顆粒物排放數量（PN）也都維持在歐5b/ b+標準之下。

“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PEMS排放數據分析的一部分。我們的整體研究共計對15輛新柴油轎車的道路排放性能進行了分析，其中12輛是經過歐6標準認證的，3輛是經過美國Tier2 Bin5標準（比歐6標準更為嚴格）。”據了解，國際清潔交通委員會（ICCT）總共對15輛車的97段行程進行了排放測量，總計行駛超過140小時和6400公里。被測試車輛的平均實際NOx排放水平比歐6標準限值高7倍。“大部分情況下，車輛并不是在“極端”或“非典型”的行駛狀態(tài)下才超標，相反，日常行駛狀態(tài)下的發(fā)動機瞬態(tài)負載增加（例如路面略有坡度）或是柴油車尾氣后處理系統(tǒng)的正常再生都會導致排放超標。”國際清潔交通委員會（ICCT）表示。

排放標準過高？

雖然在實際測試中，大眾“栽倒”了，但國際清潔交通委員會（ICCT）并不認為這意味著美國的排放標準制定得過高，他們不同意“汽車企業(yè)使用現有的技術根本無法達到美國排放標準”的觀點。由于此次被測試的車輛有著不同的性能表現，他們認為，這表明現有技術可以實現柴油車在實際行駛過程中保持清潔。“一些被測試車輛，例如寶馬X5的平均排放水平就處于歐6排放限值之下，說明現有技術完全可以滿足排放性能要求。”

事實上，實際道路測試時柴油車排放會發(fā)生變化，其中最主要的原因是因為車輛在實際駕駛過程中由于周圍環(huán)境的復雜性而使得發(fā)動機的載荷隨時可能發(fā)生非連續(xù)的變化，例如車輛在經過小的顛簸路面時車輛發(fā)動機載荷就會出現突變現象。另外，還有一個重要的原因就是在柴油發(fā)動機的尾氣后處理系統(tǒng)中可能會產生尾氣再生現象。研究小組表示，通過此次測試研究可以明確地得到一個結論：目前符合歐6排放標準和Tier 2 Bin 5美國排放標準的汽車的氮氧化物排放與歐6標準規(guī)定的標準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，主要是采用了目前的過于理想化的測試循環(huán)工況，而不是確保可以采用更加貼近實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)現了更多的大眾輕型柴油車疑似使用了失效裝置，這會造成柴油車在實際使用中會出現NOx排放過高的問題，目前，具體問題仍在調查之中，作為監(jiān)管機構，CARB已經通知企業(yè)進行約談。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針對車輛“失效裝置”出臺新規(guī)

根據加州管理條例的規(guī)定，任何新生產乘用轎車、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，必須在認證時明確指出并獲得批準。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（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性能評估工作）在ARB的在用車達標管理項目中針對未經過批準的AECD和失效裝置進行識別篩查。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，還可能包括進行車載診斷系統(tǒng)檢查、利用車載排放測量系統(tǒng)（PEMS）進行道路測試以及應用一些在日常行駛和使用中可能會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行標準認證排放工況測試基礎上的補充。

根據加州管理條例第13章第2111-2140節(jié)的規(guī)定，一旦通篩選測試發(fā)現可能存在未經批準的AECD或失效部件，將向企業(yè)發(fā)出通知，并將會由ARB對下線產品或在用車進行額外的在用車達標評估，費用由生產企業(yè)承擔。另外，ARB可能會要求企業(yè)拿出補救方案并承擔費用，且根據法律規(guī)定，生產企業(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)現有任何違反加州管理規(guī)定的行為，ARB都一定會依照法律采取相應的行動。