大众的排放秘密是如何揭开的

曹晓昂

大众“排放门”的潘多拉盒子是被一家美国非盈利性的环保组织ICCT（国际清洁交通委员会）所揭开的，虽然外界对于这个组织知之甚少，但在清洁交通领域尤其是控制汽车的排放方面，ICCT一直扮演着非常积极的角色。甚至，从某种角度看，他们对于美国汽车排放法规的制定也拥有很大的话语权，美国《清洁空气法》的设立和修订，其背后就有ICCT的影子。近年来，美国加州所出台的一系列有关汽车排放的法规就出自这个组织的倡议，而加州一直就是以其严苛的排放标准和法规让汽车企业头疼。

美国人的“嫉妒”？

虽然直到今年9月随着美国环保署指控大众在轻型柴油车排放上“造假”，民众才了解到关于柴油车排放问题的冰山一角，但其实早在2013年，总部设立在加州的ICCT就联系了美国西弗吉尼亚大学“替代燃料、发动机与排放研究中心”，共同对三款轻型柴油车进行了在用车排放测试，这三款车是——大众的捷达、帕萨特和宝马的X5。这其中，大众的柴油版帕萨特由于填补了在美国汽车市场上中级柴油车的空缺而销量持续上涨。据统计，得益于新帕萨特的引进，到2013年11月，大众已经占有美国轻型柴油车市场72%的市场份额，基本上处于统治地位。事实上，如果不是突然爆发的“排放门”事件，2015年，大众将在美国继续推出一款新的帕萨特，根据此前该车的市场表现，新的车型将进一步加大大众在美国轻型柴油车市场的优势。

“我的很多美国朋友都买了这款车，确实省油又马力强劲，而且价格也不贵”孙圆圆是去年上半年刚刚从美国回到上海的中国留学生，本身就从事汽车尾气后处理技术的她告诉记者，汽车的尾气排放与发动机的动力性能处于“反比”的关系，汽车企业为了降低NOx的排量以达到排放法规的要求，大都需要降低燃烧温度，而这会造成汽车油耗的上升，并给驾驶者带来发动机动力不足的感觉。“我私下里猜测也许是因为这款车太火了，所以才会被盯上的吧。”孙圆圆说。

仅仅是针对德国车？

尽管外界一度猜测认为大众“排放门”美国人是因为“嫉妒”德国车在美国市场取得的市场认可地位才采取的“措施”，而实际上，故事的发生起因却有点“搞笑”。原本，国际清洁运输委员会ICCT是想向欧洲人展示美国柴油车的排放标准及执行力度比欧洲的体系更严格、更环保，因而“更加先进”。因此他们委托西弗吉尼亚大学对在美国销售的多款柴油发动机汽车开展尾气排放检测，结果意外发现，被寄予厚望的大众“捷达”和“帕萨特” 尾气排放虽然在实验室检测中达标，却在从加州圣迭戈到西雅图的上路测试中严重超标。

业内专家告诉记者，其实早在2011年，国际清洁交通委员会（ICCT）就曾发现欧3、欧4、欧5柴油轿车的实际排放分别是标准限值的2倍、3.2倍和4.4倍；2014年ICCT又发布了一篇关于轻型欧6柴油机实际氮氧化物排放与理论排放对比数据的报告，报告指出目前欧洲地区的欧6排放标准柴油机平均实际氮氧化物排放水平要高于欧6排放标准限定值7倍多。不仅如此，在“查处”大众之前，国际清洁交通委员会（ICCT）还发布了一篇类似主题的报告，该报告指出欧洲地区汽车实际的燃油经济性与官方数据相比相差比例提升至了近40%。

据了解，此次调查，国际清洁交通委员会（ICCT）是利用车载排放测量系统（PEMS）来进行测试的，由于车载排放测量系统（PEMS）可以在实际道路行驶工况下持续提供车辆的数据信息，包括排放量、速度、加速度、道路坡度和尾气温度等信息，而被认为更加精确和切合实际情况。“根据提前设计好的测试方案，我们收集了不同行驶工况下的PMES数据，这些工况能够有代表性的反映出加州主要城市的行驶状况。城市行驶工况选择的是LA4循环，就是最初开发FTP车辆认证工况所采用的循环，但由于与开发FTP工况时相比，交通状况或道路状况都有了一些变化，因此对其做了一些小幅修改。”主导测试的工程师说。此外，他们还透露，对帕萨特进行的测试行驶了将近2500英里，主要都是在加州和华盛顿之间的高速路段行驶。

为了让测试更有公信力，让测试结果更有说服力，国际清洁交通委员会（ICCT）的工程师很严谨，他们所选择的三款测试车辆是均经过了美国TierBin5和加州LEV-II ULEV排放标准认证的，并且这些车均安装有NOx后处理技术——其中捷达安装有稀燃-NOx捕集器（LNT），帕萨特安装有需要使用尿素的选择催化还原（SCR）系统，宝马X5也安装有SCR系统。“我们使用车载诊断（OBD）扫描工具对三款测试车辆进行了彻底的检测，看是否存在发动机或后处理故障的隐患，而这些车辆均没有发现存在故障代码或其他异常，也不存在催化器老化而活性下降的问题，因为所有被测试车辆的里程数都是相对较低的（小于1.5万英里）。”此外，在道路测试前，他们还将两款大众的车辆送到加州空气资源委员会（CARB）的El Monte车辆认证测试机构进行了FTP-75认证工况测试，在工况测试时，这些车的NOx排放均低于美国EPA规定的Tier-Bin5标准。

但是根据车载排放测量系统（PEMS）实际道路测量的结果，在5种不同类型的典型行驶工况下（道路高速、城市/市郊、山区上坡/山区下坡），捷达的道路实际NOx排放超出美国EPA Tier-Bin5标准（整个使用寿命周期标准）15-35倍，帕萨特超标5-20倍。而宝马的整体排放水平处于标准限值之下，只有在山区上坡行驶条件下排放有所超标。也就是说，大众的车辆在FTP底盘测功机实验中能够满足排放标准，这其中还包含冷启动NOx排放。但在发动机和后处理均已经预热（即处于暖机/热启动状态）的道路排放测试中，国际清洁交通委员会（ICCT）发现大众车的排放会达到标准限值的5-35倍，且还不包含冷启动NOx排放。“正是这种前后矛盾的现象让国际清洁交通委员会（ICCT）决定要向CARB（California Air Resources Board ）——加州空气资源委员会和EPA（U.SEnvironmentalProtectionAgency）——美国环境保护署报告我们的测试结果。”来自国际清洁交通委员会（ICCT）的相关人士说。

神秘的“失效装置”

正是基于国际清洁交通委员会（ICCT）的测试结果，9月22日，美国环保署（EPA）宣布，大众汽车在一些在美国市场上销售的柴油车上安装了作弊装置，这些被称为“排放失效装置”的作弊装置能够检测到汽车是否在接受测试，并根据测试环境相应地改变排放性能，以取得理想的测试结果。EPA发现安装了“排放失效装置”的车型包括大众制造的奥迪A3和大众旗下的品牌捷达、甲壳虫、高尔夫和帕萨特等。不过虽然EPA的调查只限于大众汽车在美国销售的48.2万辆汽车，但随后大众汽车承认，在全球有约1100万辆汽车被安装了所谓的“排放失效装置”。此前，大众打算在美国市场大力推销柴油汽车，而低排放正是它的主要卖点。

虽然外界对于大众汽车所安装的“失效装置”的具体工作原理并不清楚，但EPA表示，大众汽车在柴油发动机中安装的电脑软件可通过监测速度、发动机的工作、气压乃至方向盘的位置来感知测试状态。当汽车在受控的实验室环境下运行时——通常是放置于静止的试验台上——失效装置似乎能够让汽车进入某种安全模式，在此模式下，柴油车的发动机功耗和性能均低于正常水平。一旦汽车在公路上运行，汽车可以通过“失效装置”自动关闭实验模式，从而导致发动机排放的氮氧化污染物超出美国允许的水平，污染最多可达40倍。

不过，国际清洁交通委员会（ICCT）表示，在整体上，他们所测试的三款车的一氧化碳（CO）和总碳氢（THC）排放都维持在美国的规定标准之下。除了DPF再生阶段，根据颗粒物传感器的测量结果来推断的颗粒物排放数量（PN）也都维持在欧5b/ b+标准之下。

“此次测试是我们针对欧洲（欧6）和美国（Tier 2 Bin 5/ULEV II）柴油乘用车开展的一项PEMS排放数据分析的一部分。我们的整体研究共计对15辆新柴油轿车的道路排放性能进行了分析，其中12辆是经过欧6标准认证的，3辆是经过美国Tier2 Bin5标准（比欧6标准更为严格）。”据了解，国际清洁交通委员会（ICCT）总共对15辆车的97段行程进行了排放测量，总计行驶超过140小时和6400公里。被测试车辆的平均实际NOx排放水平比欧6标准限值高7倍。“大部分情况下，车辆并不是在“极端”或“非典型”的行驶状态下才超标，相反，日常行驶状态下的发动机瞬态负载增加（例如路面略有坡度）或是柴油车尾气后处理系统的正常再生都会导致排放超标。”国际清洁交通委员会（ICCT）表示。

排放标准过高？

虽然在实际测试中，大众“栽倒”了，但国际清洁交通委员会（ICCT）并不认为这意味着美国的排放标准制定得过高，他们不同意“汽车企业使用现有的技术根本无法达到美国排放标准”的观点。由于此次被测试的车辆有着不同的性能表现，他们认为，这表明现有技术可以实现柴油车在实际行驶过程中保持清洁。“一些被测试车辆，例如宝马X5的平均排放水平就处于欧6排放限值之下，说明现有技术完全可以满足排放性能要求。”

事实上，实际道路测试时柴油车排放会发生变化，其中最主要的原因是因为车辆在实际驾驶过程中由于周围环境的复杂性而使得发动机的载荷随时可能发生非连续的变化，例如车辆在经过小的颠簸路面时车辆发动机载荷就会出现突变现象。另外，还有一个重要的原因就是在柴油发动机的尾气后处理系统中可能会产生尾气再生现象。研究小组表示，通过此次测试研究可以明确地得到一个结论：目前符合欧6排放标准和Tier 2 Bin 5美国排放标准的汽车的氮氧化物排放与欧6标准规定的标准值还有非常大的差距。许多车辆之所以能通过欧洲的环保型式核准，主要是采用了目前的过于理想化的测试循环工况，而不是确保可以采用更加贴近实际驾驶工况的测试方法”。

通过最新的针对排放失效装置的筛选测试，CARB发现了更多的大众轻型柴油车疑似使用了失效装置，这会造成柴油车在实际使用中会出现NOx排放过高的问题，目前，具体问题仍在调查之中，作为监管机构，CARB已经通知企业进行约谈。针对上述问题，CARB还给大众公司正式发送了约谈信。

9月25日美国，加州空气资源委员会针对车辆“失效装置”出台新规

根据加州管理条例的规定，任何新生产乘用轿车、轻型卡车、中型乘用车或重型整车均不得安装失效装置。在此规定中，失效装置的定义为：能够在车辆正常行驶和使用的状态下（特殊状况除外）降低排放控制系统控制功效的附加排放控制装置（简称：AECD）。如果使用了AECD，必须在认证时明确指出并获得批准。如果未明确指出AECD的存在或故意使用失效部件属于违反总统令和加州法律的行为，所涉及的法律法规包括但不局限于《健康与安全法规》43150- 43154节以及43016节。

从即日起，空气资源委员会（ARB）将利用近期开发的筛选测试（基于ARB对轻型柴油车开展的各项性能评估工作）在ARB的在用车达标管理项目中针对未经过批准的AECD和失效装置进行识别筛查。AECD和失效装置扫描测试采用的是ARB最新开发的检测方法，还可能包括进行车载诊断系统检查、利用车载排放测量系统（PEMS）进行道路测试以及应用一些在日常行驶和使用中可能会遇到的特殊行驶工况和条件。新的筛选测试将作为在用阶段进行标准认证排放工况测试基础上的补充。

根据加州管理条例第13章第2111-2140节的规定，一旦通筛选测试发现可能存在未经批准的AECD或失效部件，将向企业发出通知，并将会由ARB对下线产品或在用车进行额外的在用车达标评估，费用由生产企业承担。另外，ARB可能会要求企业拿出补救方案并承担费用，且根据法律规定，生产企业还可能面临处罚。正如我们长期以来的做法一样，如果发现有任何违反加州管理规定的行为，ARB都一定会依照法律采取相应的行动。