[汽車(chē)之家 技術(shù)]  這兩天，大家一直在聊大眾柴油車(chē)在美國(guó)被EPA查出了尾氣排放作假的新聞，通過(guò)裝有作弊程序的發(fā)動(dòng)機(jī)電腦來(lái)規(guī)避?chē)?yán)苛的排放測(cè)試，進(jìn)而導(dǎo)致了大眾車(chē)主在不知情的情況下為美國(guó)的環(huán)境增添了負(fù)擔(dān)，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(guó)環(huán)境保護(hù)署的英文縮寫(xiě)，只有通過(guò)這個(gè)認(rèn)證的汽車(chē)、摩托車(chē)產(chǎn)品才能在美國(guó)進(jìn)行銷(xiāo)售。EPA進(jìn)行的排放測(cè)試從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)與我們?cè)谀隀z中進(jìn)行的尾氣檢測(cè)類(lèi)似，當(dāng)然，測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)和測(cè)試的細(xì)節(jié)也會(huì)有所不同。

　　這樣說(shuō)來(lái)，出自EPA的排放測(cè)試就沒(méi)有那么神秘了。在我早期的工作經(jīng)歷中，也有不少機(jī)會(huì)見(jiàn)到過(guò)為了通過(guò)尾氣測(cè)試而使出的歪門(mén)邪道，像是把空氣濾芯拆了（增加進(jìn)氣量）、曲軸箱通風(fēng)管斷開(kāi)（不讓機(jī)油蒸汽參與燃燒）這些伎倆是比較初級(jí)的，而早期較為普遍的分電器式點(diǎn)火則可以通過(guò)調(diào)慢點(diǎn)火時(shí)間的方式降低發(fā)動(dòng)機(jī)功率，待通過(guò)檢測(cè)時(shí)，再將各個(gè)部位復(fù)原。這是較為原始的且非官方的應(yīng)試措施。

　　說(shuō)了半天，看上去似乎跟大眾造假這事沒(méi)有關(guān)系，其實(shí)不然，在技術(shù)層面上，很多原理都是相通的，當(dāng)然，大眾也不可能在EPA檢測(cè)前后做人為的調(diào)整。如果作假事實(shí)確鑿，那么，大眾是如何通過(guò)那個(gè)所謂的非法植入的排放控制軟件做到瞞天過(guò)海的呢？

　　與人為調(diào)整不同，控制程序首先要做到的是像人一樣識(shí)別出測(cè)試，確切的說(shuō)是對(duì)EPA測(cè)試進(jìn)行識(shí)別。在進(jìn)行尾氣排放測(cè)試中，車(chē)輛被置于檢測(cè)臺(tái)，測(cè)試人員讓發(fā)動(dòng)機(jī)處于測(cè)試要求的轉(zhuǎn)速區(qū)間內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)，有些時(shí)候還會(huì)采用急加油的方式讓發(fā)動(dòng)機(jī)在短時(shí)間達(dá)到特定轉(zhuǎn)速等，從發(fā)動(dòng)機(jī)的工況來(lái)說(shuō)，與日常駕駛所需的工況有較為明顯的差異，通過(guò)對(duì)EPA測(cè)試的了解以及有針對(duì)的數(shù)據(jù)標(biāo)定來(lái)識(shí)別出測(cè)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(kāi)啟的判斷依據(jù)。從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，這與你將油門(mén)踩到底，變速箱會(huì)降擋一樣，你并沒(méi)有做出降擋的動(dòng)作，甚至沒(méi)有降擋的意識(shí)，但為了迎合你的加速需要，廠商通過(guò)數(shù)據(jù)的標(biāo)定通過(guò)降擋拉升了轉(zhuǎn)速。

● 博世是幫兇？

　　博世在柴油共軌以及控制技術(shù)方面占據(jù)了全球市場(chǎng)較大的份額，這次，大眾被曝出的作弊車(chē)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(biāo)定工作呢？

　　在我們此前參與的一些國(guó)內(nèi)廠商內(nèi)部的開(kāi)發(fā)驗(yàn)證工作中，像博世這些供應(yīng)商的確會(huì)參與到數(shù)據(jù)的標(biāo)定過(guò)程中，幫助主機(jī)廠完善發(fā)動(dòng)機(jī)控制程序的搭建。而像奔馳、寶馬、奧迪或大眾這些國(guó)際廠商而言，標(biāo)定技術(shù)則是它們?cè)谶@個(gè)行業(yè)的立足之本，各個(gè)廠商基于自己龐大的數(shù)據(jù)積累，針對(duì)不同的產(chǎn)品和市場(chǎng)進(jìn)行相應(yīng)的標(biāo)定工作。而像博世這類(lèi)的供應(yīng)商僅會(huì)提供硬件以及底層數(shù)據(jù)的支持。從國(guó)際慣例來(lái)看，如果作弊程序事件確鑿，應(yīng)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?yàn)樗�把視頻存電腦里，警方就抓電腦廠商，一個(gè)道理。

● 面對(duì)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的排放問(wèn)題，真的無(wú)計(jì)可施了嗎？

　　在我們的認(rèn)知中，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)總是和那些黑煙、噪聲大、冷啟動(dòng)困難、功率低聯(lián)系在一起，但在西方國(guó)家里，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)則被認(rèn)為是新能源時(shí)代到來(lái)之前最清潔的一種內(nèi)燃機(jī)技術(shù)，但大眾最近攤上的事是不是讓我們對(duì)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)在乘用車(chē)領(lǐng)域的應(yīng)用該畫(huà)一個(gè)問(wèn)號(hào)了？難道柴油發(fā)動(dòng)機(jī)改善排放質(zhì)量的技術(shù)真的黔驢技窮了嗎？

● 傳統(tǒng)認(rèn)知中的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)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(shù)的應(yīng)用在一定程度上遏制了柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的缺陷，從而使其高效、大扭矩的特點(diǎn)得到保留，當(dāng)然，基于長(zhǎng)行程的氣缸結(jié)構(gòu)原因，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速低于汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，所以，在動(dòng)力數(shù)據(jù)上，功率是個(gè)短板，但結(jié)合現(xiàn)代變速箱技術(shù)的使用，在日常駕駛時(shí)，高速巡航工況下，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速也能得控制。

● 柴油發(fā)動(dòng)機(jī)與汽油發(fā)動(dòng)機(jī)有什么不同？

　　首先可以肯定的是，在尾氣排放控制技術(shù)領(lǐng)域，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)始終走在汽油發(fā)動(dòng)機(jī)前面，這與油品特性、發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理有不可分割的關(guān)系。

◆ 柴油發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)用火花塞點(diǎn)燃噴入氣缸的燃油，而柴油發(fā)動(dòng)機(jī)則是通過(guò)活塞上行過(guò)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(lèi)發(fā)動(dòng)機(jī)在氣缸參數(shù)上也有著明顯差異，汽油發(fā)動(dòng)機(jī)在壓縮比參數(shù)中就要比柴油發(fā)動(dòng)機(jī)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(rèn)的定律，所以，在汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的研發(fā)中，工程師也開(kāi)始將高壓縮比的理念植入。

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

● EGR廢氣再循環(huán)技術(shù)

　　EGR在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)上是一個(gè)十分普遍的裝置，它通過(guò)將排氣門(mén)排出的廢氣重新引向進(jìn)氣側(cè)進(jìn)行二次燃燒的方式來(lái)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(huì)讓燃燒環(huán)境不斷惡化，所以在完成循環(huán)之前要經(jīng)過(guò)一道冷卻裝置。

　　現(xiàn)在，在一些汽油發(fā)動(dòng)機(jī)上，像搭載于飛度和雅閣的本田地球夢(mèng)發(fā)動(dòng)機(jī)也能看到EGR結(jié)構(gòu)了，但事實(shí)上，EGR應(yīng)用于汽油發(fā)動(dòng)機(jī)并非近兩年的事。早在奧迪第五代A6車(chē)型上搭載的V6發(fā)動(dòng)機(jī)上就嘗試了使用這項(xiàng)技術(shù)，而在后來(lái)的技術(shù)發(fā)展中，工程師通過(guò)可變正時(shí)技術(shù)的加持、催化技術(shù)的進(jìn)步以及潤(rùn)滑、冷卻技術(shù)的優(yōu)化等，便能夠滿(mǎn)足當(dāng)時(shí)的排放要求，所以也就省去了結(jié)構(gòu)復(fù)雜的EGR系統(tǒng)了。當(dāng)然，對(duì)于現(xiàn)階段的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，EGR不失為一個(gè)改善排放質(zhì)量的辦法。

　　對(duì)于現(xiàn)階段的乘用車(chē)來(lái)說(shuō)，在尾氣控制這部分大多會(huì)在前端采用EGR系統(tǒng)進(jìn)行廢氣二次循環(huán)，之后用催化器進(jìn)行氮氧化物的轉(zhuǎn)化，在后端裝配顆粒過(guò)濾器以此減少粉塵的排放。盡管如此，面對(duì)日漸苛刻的法規(guī)要求，這樣的技術(shù)配置可能也將迎來(lái)瓶頸，而已經(jīng)十分成熟的SCR是柴油發(fā)動(dòng)機(jī)眼下最好的尾氣處理方案。

● SCR將拯救柴油發(fā)動(dòng)機(jī)在乘用車(chē)上的命運(yùn)

　　對(duì)于EPA來(lái)說(shuō)， 2010年是一個(gè)時(shí)代的結(jié)束，其實(shí)上一個(gè)時(shí)代也僅僅停留在2007年至2010年之間而已，時(shí)代因檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的提高而變遷，此前的標(biāo)準(zhǔn)依靠上面提到的EGR、催化器以及發(fā)動(dòng)機(jī)本身的技術(shù)優(yōu)化或許可以勉強(qiáng)達(dá)到。的確，從行業(yè)的報(bào)告來(lái)看，即便是舊標(biāo)準(zhǔn)下的EPA測(cè)試的通過(guò)與否也有著很強(qiáng)的不確定性。換句話(huà)說(shuō)，現(xiàn)在要想通過(guò)EPA，之前的那套設(shè)備已經(jīng)不管用了。但據(jù)我所知，似乎還沒(méi)有廠商運(yùn)用了擺在眼前的新技術(shù)（言下之意，隨著EPA對(duì)此事更大規(guī)模的檢測(cè)，或許會(huì)有更多作弊的廠商被揪出來(lái)），為什么不用？SCR到底是什么？

　　SCR全稱(chēng)為選擇性催化還原系統(tǒng)，通過(guò)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(guò)較為復(fù)雜的物理、化學(xué)反應(yīng)，對(duì)尾氣中氮氧化物進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)減排的目的。對(duì)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(shí)，不同的工況下，SCR可減低65%至99%的氮氧化物的排放。

　　目前來(lái)看，SCR技術(shù)是較為主流的技術(shù)路線，在搭載柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的商用車(chē)中已經(jīng)被廣泛應(yīng)用，那么，為什么這項(xiàng)技術(shù)遲遲不能裝到乘用車(chē)身上呢？

　　在我看有兩方面原因，一是大家都認(rèn)可的成本原因，復(fù)雜的技術(shù)結(jié)構(gòu)需要主機(jī)廠重新考慮安裝布置以及閉環(huán)控制的數(shù)據(jù)標(biāo)定，另一方面則是在使用便利性方面，在日常的用車(chē)中，尿素是隨著車(chē)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(chē)上需要預(yù)留一個(gè)尿素溶液儲(chǔ)液罐的地方，可以想象下，一般的玻璃水儲(chǔ)液罐容積不到3升，它就要在發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)占據(jù)一個(gè)較大的空間，而一個(gè)容積至少要在5升（這個(gè)容積意味著每加兩次燃油就要補(bǔ)充一次用于催化反應(yīng)的尿素溶劑）的容器想在越來(lái)越注重車(chē)內(nèi)空間最大化的乘用車(chē)上找到一席之地確實(shí)有點(diǎn)困難。不僅如此，對(duì)于乘用車(chē)車(chē)主來(lái)說(shuō)，這個(gè)步驟太麻煩了。

　　綜上所述，基于成本、設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)以及后續(xù)使用便利性的原因，在隨后的一段時(shí)間內(nèi)都有可能成為阻礙乘用車(chē)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)EPA測(cè)試的根本原因，或者，也會(huì)促使更新的排放控制技術(shù)誕生。

編輯總結(jié)：

　　單純從技術(shù)角度來(lái)說(shuō)，這個(gè)用于尾氣排放測(cè)試的程序?qū)儆诎l(fā)動(dòng)機(jī)適應(yīng)工況的范疇，就好像有些廠商為自己的車(chē)型設(shè)置了測(cè)功模式一樣，平常你根本用不到測(cè)功狀態(tài)下的數(shù)據(jù)。當(dāng)然，事情一定不是這么簡(jiǎn)單，跳出技術(shù)層面的討論，兩件事還是不能放在一起說(shuō)。無(wú)論是油耗，還是尾氣排放測(cè)試都應(yīng)該盡可能的兼顧到更多的實(shí)際使用工況，單一工況測(cè)試不嚴(yán)謹(jǐn)，而為了測(cè)試在ECU中設(shè)置一個(gè)測(cè)試工況更是有悖廠商對(duì)社會(huì)應(yīng)有的責(zé)任。有關(guān)排放測(cè)試應(yīng)試教育的問(wèn)題，我們依舊會(huì)繼續(xù)保持關(guān)注。不管怎樣，還是希望能夠看到更適合乘用車(chē)柴油機(jī)使用的改善尾氣質(zhì)量的技術(shù)更快投入使用。（圖/文 汽車(chē)之家 李博旭）

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