大众汽车尾气中的化学反应
大众已经被发现逃避氮氧化物(氮氧化物)排放法规,但确切地说,它是如何做的,以及为什么做还不清楚。该公司目前已经决定在美国和欧洲召回数百万辆汽车,但是其引擎是否能够被修复仍然是未知数。一些专家表示,当适当的排放控制被施行,一些特定的部件或许会失效。自从美国环保局宣布该公司安装了复杂的软件来检测其排放物,大众汽车的股票价格和声望急转直下,可谓一泻千里。该公司的汽车只在测试的时候打开所有的排放控制,而在日常的操作中,汽车排放的氮氧化物量则超过了40倍。环保局认为这种装置是非法的,会对公共环境造成很大影响。
氮氧化物和一氧化氮污染物与一系列的健康问题和一些有害粒子的形成有很大关联。全世界的城市都在努力解决氮氧化物含量过高的问题。欧盟对于氮氧化物污染物设有非常严格的限制,但是也有很多成员国认为该标准很难达到。氮氧化物是高温燃烧下不可避免的结果,一旦温度超过2000摄氏度,氮气和氧气会发生反应从而形成氧化物。高温条件会使得燃烧更完全,但是也使得氮氧化物问题突出。汽油发动机按照化学计量运行,氧气和燃料配比合适,通过催化剂可很好控制排放物。
削减一氧化物
大众汽车作假被发现其实纯属偶然。考虑到美国更严格的氮氧化物排放标准,国际清洁运输委员会希望能看到欧洲柴油车在现实世界中的表现如何。“我们选择大众帕萨特,大众捷达和宝马X5,但是我们通过技术来进行,而不是制造商。”Arvind Thiruvengadam说。
目前有两种方式可以减少氮氧化物的排放量。氮氧化物排放量是早期应用于柴油车的技术。“它是一种用碱性稀土或稀土氧化物如氧化钡或氧化铈来攫取氮氧化物和形成硝酸盐的技术,如硝酸钡。”Timothy Johnson说。“你为氮氧化物陷阱所付出的代价是,你每隔几分钟就给它注入更多的燃料用以清除它。”Wolfgang Grünert说。这种技术通常用在更小的汽车上,例如大众捷达,在加州的测试中失败了。另一种技术则是选择性催化还原,这种技术用在宝马X5上。该技术中,尿素被注入进排气流,蒸发和分解成二氧化碳和氨。通常情况下,氨和氮氧化物会进入一个铁或铜沸石中,并反应形成水和氮。
道路测试
当Thiruvengadam到达加州的时候,这种车已经经过加利福尼亚航空资源局的实验测试。全通过。之后该车进行了道路测试。“当SCR工作的时候,你几乎不能得到氮氧化物气体。”Thiruvengadam说。从过去的经验看,当柴油车出现交通事故的时候,其排放量会急剧升高。“交通高峰期是SCR的致命杀手。你花了大量的时间来怠速和爬行,然而发动机排出的废气永远不会有足够的温度。这正是我们在寻找的。没有一个实验室的测试能够测试这种超过一个小时的拥堵。”当汽车在高速路上的时速达到40英里每小时时,研究人员有了意想不到的收获。“我们拥有非常良好的氮氧化物转换条件,但是我们并没有看到氮氧化物量的下降,这非常奇怪。”许多人怀疑,如果没有作弊的话,汽车制造商肯定是对汽车测试做了手脚,而不是对道路行驶。
为何要欺骗?
“这里有制造商困境。任何可以减少排放的技术都会减少燃料。如果你移除所有排放限制,汽车的燃料使用将会更好。”Hongming Xu说。但是大众公司如何进行欺骗的还不得而知,“也许他们可以针对实验室测试对汽车做出一些调整,使得大氧化物排放量很低;但是在道路测试环节,他们却没有办法。”Thiruvengadam说。作为一个汽车制造商,如果你看见某些部件会出现重复性的失效,你可以围绕其做一些工作,并且说让我们通过这项测试吧,而当进入道路测试的时候,或许这已经超出了该部分的寿命范围。
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