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【2016搞笑诺奖】化学奖得主是大众汽车

学术/学科 / 化学 养生小编 来源:互联网 130浏览 0评论

(文/afore,王劈柴)今年搞笑诺贝尔奖的化学奖颁给大众汽车,以表彰其提出电气自动化减少尾气污染物排放的解决方案——每当汽车接受检测时。

化学奖颁给一度陷入作弊丑闻的大众公司,一个实至名归的ignoble。图片来源:ImpropableResearch

数十年来,汽车制造商不断尝试研发马力强大、废气排放量少的引擎,但这不是件容易的事。为此,大众汽车进行了一项“聪明”的尝试,他们发现,只要在引擎上加装一个只在检测时降低排放量的“减效”装置(Defeat Device),就能轻松解决这个两难问题——受检时启动减排功能通过测试,平时驾驶时又可以享受汽车的高效能。

2015年9月18日,美国环境保护署发布通告,指控大众汽车公司的多款柴油汽车安装非法软件,在尾气排放测试中作弊,在实际驾驶中,这些汽车的污染物排放量最高达法定标准的40倍。随后大众承认他们在全球约1100万柴油车上加装了这种软件,时任大众CEO的马丁•温德文(Martin Winterkorn)引咎辞职。这就是轰动一时的大众门事件。

前大众CEO马丁·温德文。图片来源:ifanr.com

柴油车是污染大户

多年来,柴油卡车和公交车是高速公路上的最大污染源。柴油引擎所使用的燃料与汽油车不同,柴油车不靠火花塞点火,而是利用压缩气体产生的高温将燃料点燃,因此如果柴油引擎获得的氧气不足就无法将燃料完全燃烧,而且会排放许多污染物:氮氧化物、燃烧不完全的燃料以及煤烟等。其中氮氧化物暴露在太阳下时,会产生臭氧。而当我们暴露在充满氮氧化物及臭氧的环境中,会引发气喘、呼吸道疾病,甚至可能缩短寿命。此外,臭氧也会加重心血管疾病及肺病。

由于引擎和燃料本身的特性,柴油机容易由于燃烧不充分产生各种污染物。图片来源:bbc.com

大众汽车采用一种称为 “选择性触媒还原系统(SCR)”的技术减少柴油机的污染物排放。这种技术会将由30%尿素及70%的水混合而成的溶液喷在引擎排气管中,并通过化学反应,将氮氧化物转为对人体危害较低的氮气、氧气、水及少量的氮氧化物。美国柴油技术论坛(Diesel Technology Forum)指出,选择性触媒还原系统能将柴油所排放的氮氧化物降低至10%,这使柴油引擎能够被用于对废气排放量管制较严格的家用汽车中。

但是这种技术似乎仍无法满足美国严苛的环保标准,在2013年,非营利团体国际清洁运输委员会(International Council on Clean Transportation)打算比较欧洲及美国同款柴油车型的废气排放量,他们与西弗吉尼亚大学(West Virginia University)的研究员合作,在洛杉矶分别测试了捷达、帕萨特和宝马的四缸2.0升柴油引擎车——结果只有宝马通过测试。

大众汽车一直面临柴油机污染过高的问题。图片来源:autoreport.cn

重新定义减排

和很多其他影响世界的发现一样,大众的“新技术”并不是研发部门专门攻坚的结果,而是几个工程人员在情急和偶然之下的“灵光乍现”:当研发人员发现他们无法在检测之前完成减排任务时,于是决定“对症下药”,只有在检测时才做跑分王。当然这种说法也可能是大众危机公关的方案之一。

首先要解决的问题是,如何让汽车知道自己是否正在接受检测?密歇根大学(University of Michigan)机械工程学系教授安娜•史黛芬诺保诺(Anna Stefanopolou)表示,汽车会侦测方向盘的使用情形。在正常情况下,当驾驶转弯时,方向盘也会震动;但当汽车在进行检测时,方向盘并不会随着车轮转动而震动。这时,大众汽车的减效装置就会接收到讯号,并启动降低废气排放量的功能,让汽车通过检测。由于检测过程十分繁琐,反而提供了很多类似这样的细节给汽车识别什么时候是日常开车,什么时候该应付“领导视察”了。

美国环保署给出的参检车辆准备流程,只是准备阶段就如此繁琐,整个检测过程的复杂程度可想而知。图片来源:EPA

接下来的软件部分就很简单了。“用一条语句就能解释它是如何发生的,”来自测试软件开发公司SmartBear的产品经理尼基•考尔(Nikhil Kaul)说:“If 你这么做,then 做那个。If 某些事情没有发生, then 做这个。”

也许看上去没有太多技术含量,但这项研究确实花费了大额经费:为应对这次违规事件,大众公司拨款65亿欧元用于召回、赔偿与罚款事宜。而失信丑闻给大众和“德国制造”蒙上的阴影又会在这个数字上追加多少则不可估量。

(本文改编自原发于Pansci的文章)

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