[汽車之家 技術]  這兩天，大家一直在聊大眾柴油車在美國被EPA查出了尾氣排放作假的新聞，通過裝有作弊程序的發(fā)動機電腦來規(guī)避嚴苛的排放測試，進而導致了大眾車主在不知情的情況下為美國的環(huán)境增添了負擔，大眾也因此可能面臨巨額罰款，這一條電腦程序就能引起這么大的波瀾？

● 怎么才能造假？

　　EPA是美國環(huán)境保護署的英文縮寫，只有通過這個認證的汽車、摩托車產(chǎn)品才能在美國進行銷售。EPA進行的排放測試從本質上來說與我們在年檢中進行的尾氣檢測類似，當然，測試標準和測試的細節(jié)也會有所不同。

　　這樣說來，出自EPA的排放測試就沒有那么神秘了。在我早期的工作經(jīng)歷中，也有不少機會見到過為了通過尾氣測試而使出的歪門邪道，像是把空氣濾芯拆了（增加進氣量）、曲軸箱通風管斷開（不讓機油蒸汽參與燃燒）這些伎倆是比較初級的，而早期較為普遍的分電器式點火則可以通過調慢點火時間的方式降低發(fā)動機功率，待通過檢測時，再將各個部位復原。這是較為原始的且非官方的應試措施。

　　說了半天，看上去似乎跟大眾造假這事沒有關系，其實不然，在技術層面上，很多原理都是相通的，當然，大眾也不可能在EPA檢測前后做人為的調整。如果作假事實確鑿，那么，大眾是如何通過那個所謂的非法植入的排放控制軟件做到瞞天過海的呢？

　　與人為調整不同，控制程序首先要做到的是像人一樣識別出測試，確切的說是對EPA測試進行識別。在進行尾氣排放測試中，車輛被置于檢測臺，測試人員讓發(fā)動機處于測試要求的轉速區(qū)間內(nèi)運轉，有些時候還會采用急加油的方式讓發(fā)動機在短時間達到特定轉速等，從發(fā)動機的工況來說，與日常駕駛所需的工況有較為明顯的差異，通過對EPA測試的了解以及有針對的數(shù)據(jù)標定來識別出測試工況的方式可行。另一方面，其他周邊數(shù)據(jù)也可作為程序開啟的判斷依據(jù)。從本質上來說，這與你將油門踩到底，變速箱會降擋一樣，你并沒有做出降擋的動作，甚至沒有降擋的意識，但為了迎合你的加速需要，廠商通過數(shù)據(jù)的標定通過降擋拉升了轉速。

● 博世是幫兇？

　　博世在柴油共軌以及控制技術方面占據(jù)了全球市場較大的份額，這次，大眾被曝出的作弊車型中所使用的是博世提供的燃油控制系統(tǒng)，其中就包括承載作弊程序的ECU，這是否就意味著博世參與了作弊程序的標定工作呢？

　　在我們此前參與的一些國內(nèi)廠商內(nèi)部的開發(fā)驗證工作中，像博世這些供應商的確會參與到數(shù)據(jù)的標定過程中，幫助主機廠完善發(fā)動機控制程序的搭建。而像奔馳、寶馬、奧迪或大眾這些國際廠商而言，標定技術則是它們在這個行業(yè)的立足之本，各個廠商基于自己龐大的數(shù)據(jù)積累，針對不同的產(chǎn)品和市場進行相應的標定工作。而像博世這類的供應商僅會提供硬件以及底層數(shù)據(jù)的支持。從國際慣例來看，如果作弊程序事件確鑿，應該是大眾單方面的行為。這就好像陳冠希艷照事件，你不能因為他把視頻存電腦里，警方就抓電腦廠商，一個道理。

● 面對柴油發(fā)動機的排放問題，真的無計可施了嗎？

　　在我們的認知中，柴油發(fā)動機總是和那些黑煙、噪聲大、冷啟動困難、功率低聯(lián)系在一起，但在西方國家里，柴油發(fā)動機則被認為是新能源時代到來之前最清潔的一種內(nèi)燃機技術，但大眾最近攤上的事是不是讓我們對柴油發(fā)動機在乘用車領域的應用該畫一個問號了？難道柴油發(fā)動機改善排放質量的技術真的黔驢技窮了嗎？

● 傳統(tǒng)認知中的柴油發(fā)動機的弊端是如何“完善”的？

　　缸內(nèi)高壓直噴、變截面渦輪增壓器、廢氣循環(huán)以及后處理技術的應用在一定程度上遏制了柴油發(fā)動機的缺陷，從而使其高效、大扭矩的特點得到保留，當然，基于長行程的氣缸結構原因，柴油發(fā)動機的轉速低于汽油發(fā)動機，所以，在動力數(shù)據(jù)上，功率是個短板，但結合現(xiàn)代變速箱技術的使用，在日常駕駛時，高速巡航工況下，發(fā)動機轉速也能得控制。

● 柴油發(fā)動機與汽油發(fā)動機有什么不同？

　　首先可以肯定的是，在尾氣排放控制技術領域，柴油發(fā)動機始終走在汽油發(fā)動機前面，這與油品特性、發(fā)動機工作原理有不可分割的關系。

◆ 柴油發(fā)動機工作原理

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　　燃油的引燃方式是二者最大的差異，汽油發(fā)動機用火花塞點燃噴入氣缸的燃油，而柴油發(fā)動機則是通過活塞上行過程中不斷上升的缸壓生成熱量引燃燃油，基于不同的引燃燃油方式。兩類發(fā)動機在氣缸參數(shù)上也有著明顯差異，汽油發(fā)動機在壓縮比參數(shù)中就要比柴油發(fā)動機低不少，更高的壓縮比能夠釋放出更多的能量且效率更高也是被公認的定律，所以，在汽油發(fā)動機的研發(fā)中，工程師也開始將高壓縮比的理念植入。

　　事實上，在當下的汽油發(fā)動機身上，你能夠看到很多借鑒自柴油發(fā)動機的技術，我們最熟悉的就是缸內(nèi)直噴及其中的高壓共軌技術，而隨著排放法規(guī)的提高，還會有更多的在柴油發(fā)動機上得到普及的技術嫁接到汽油發(fā)動機，例如，EGR。

● EGR廢氣再循環(huán)技術

　　EGR在柴油發(fā)動機上是一個十分普遍的裝置，它通過將排氣門排出的廢氣重新引向進氣側進行二次燃燒的方式來降低尾氣中的氮氧化物。由于排出的廢氣有著較高的溫度，直接將其引入燃燒室會讓燃燒環(huán)境不斷惡化，所以在完成循環(huán)之前要經(jīng)過一道冷卻裝置。

　　現(xiàn)在，在一些汽油發(fā)動機上，像搭載于飛度和雅閣的本田地球夢發(fā)動機也能看到EGR結構了，但事實上，EGR應用于汽油發(fā)動機并非近兩年的事。早在奧迪第五代A6車型上搭載的V6發(fā)動機上就嘗試了使用這項技術，而在后來的技術發(fā)展中，工程師通過可變正時技術的加持、催化技術的進步以及潤滑、冷卻技術的優(yōu)化等，便能夠滿足當時的排放要求，所以也就省去了結構復雜的EGR系統(tǒng)了。當然，對于現(xiàn)階段的汽油發(fā)動機來說，EGR不失為一個改善排放質量的辦法。

　　對于現(xiàn)階段的乘用車來說，在尾氣控制這部分大多會在前端采用EGR系統(tǒng)進行廢氣二次循環(huán)，之后用催化器進行氮氧化物的轉化，在后端裝配顆粒過濾器以此減少粉塵的排放。盡管如此，面對日漸苛刻的法規(guī)要求，這樣的技術配置可能也將迎來瓶頸，而已經(jīng)十分成熟的SCR是柴油發(fā)動機眼下最好的尾氣處理方案。

● SCR將拯救柴油發(fā)動機在乘用車上的命運

　　對于EPA來說， 2010年是一個時代的結束，其實上一個時代也僅僅停留在2007年至2010年之間而已，時代因檢測標準的提高而變遷，此前的標準依靠上面提到的EGR、催化器以及發(fā)動機本身的技術優(yōu)化或許可以勉強達到。的確，從行業(yè)的報告來看，即便是舊標準下的EPA測試的通過與否也有著很強的不確定性。換句話說，現(xiàn)在要想通過EPA，之前的那套設備已經(jīng)不管用了。但據(jù)我所知，似乎還沒有廠商運用了擺在眼前的新技術（言下之意，隨著EPA對此事更大規(guī)模的檢測，或許會有更多作弊的廠商被揪出來），為什么不用？SCR到底是什么？

　　SCR全稱為選擇性催化還原系統(tǒng)，通過將一種尿素水溶劑注入含有貴金屬和非貴金屬催化劑的裝置中，經(jīng)過較為復雜的物理、化學反應，對尾氣中氮氧化物進行處理，實現(xiàn)減排的目的。對于氮氧化物的處理，SCR有著十分顯著的效果，經(jīng)行業(yè)內(nèi)證實，不同的工況下，SCR可減低65%至99%的氮氧化物的排放。

　　目前來看，SCR技術是較為主流的技術路線，在搭載柴油發(fā)動機的商用車中已經(jīng)被廣泛應用，那么，為什么這項技術遲遲不能裝到乘用車身上呢？

　　在我看有兩方面原因，一是大家都認可的成本原因，復雜的技術結構需要主機廠重新考慮安裝布置以及閉環(huán)控制的數(shù)據(jù)標定，另一方面則是在使用便利性方面，在日常的用車中，尿素是隨著車輛行駛不斷消耗的，一般情況下，燃燒100L燃油需要消耗5L左右的尿素水溶液。

　　這樣的消耗意味著在布置空間有限的乘用車上需要預留一個尿素溶液儲液罐的地方，可以想象下，一般的玻璃水儲液罐容積不到3升，它就要在發(fā)動機艙內(nèi)占據(jù)一個較大的空間，而一個容積至少要在5升（這個容積意味著每加兩次燃油就要補充一次用于催化反應的尿素溶劑）的容器想在越來越注重車內(nèi)空間最大化的乘用車上找到一席之地確實有點困難。不僅如此，對于乘用車車主來說，這個步驟太麻煩了。

　　綜上所述，基于成本、設計開發(fā)以及后續(xù)使用便利性的原因，在隨后的一段時間內(nèi)都有可能成為阻礙乘用車柴油發(fā)動機通過EPA測試的根本原因，或者，也會促使更新的排放控制技術誕生。

編輯總結：

　　單純從技術角度來說，這個用于尾氣排放測試的程序屬于發(fā)動機適應工況的范疇，就好像有些廠商為自己的車型設置了測功模式一樣，平常你根本用不到測功狀態(tài)下的數(shù)據(jù)。當然，事情一定不是這么簡單，跳出技術層面的討論，兩件事還是不能放在一起說。無論是油耗，還是尾氣排放測試都應該盡可能的兼顧到更多的實際使用工況，單一工況測試不嚴謹，而為了測試在ECU中設置一個測試工況更是有悖廠商對社會應有的責任。有關排放測試應試教育的問題，我們依舊會繼續(xù)保持關注。不管怎樣，還是希望能夠看到更適合乘用車柴油機使用的改善尾氣質量的技術更快投入使用。（圖/文 汽車之家 李博旭）

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