Volkswagen Skandāls: Kāpēc Ir Tik Grūti Izgatavot Tīras Automašīnas Ar Dīzeļdegvielu?

{h1}

Dīzeļdzinēju automobiļu kļūšana par tīru emitētāju, jaudīgu un efektīvu degvielu nav viegls sasniegums, tāpēc volkswagen, iespējams, apkrāpa savus emisijas testus.

Redaktora piezīme: Šis stāsts tika atjaunināts piektdien, 25. septembrī, pulksten 13.15. E.T.

Ziņas par Volkswagen tikai pasliktinās.

Iespējams, ka uzņēmumam vajadzētu atsaukt līdz 500 000 dīzeļdzinēju automašīnu Amerikas Savienotajās Valstīs un 11 miljonus transportlīdzekļu visā pasaulē, jo tie izdala līdz 40 reizēm pieļaujamo gaisa piesārņotāju līmeni, ko sauc par slāpekļa oksīdiem (NOx), ziņoja The New York Times.

Tagad uzņēmums ir iekauts skandālā pēc tam, kad tika atklāts, ka Volkswagen apzināti izslēdza filtru, kas paredzēts NOx notveršanai no izplūdes gāzēm.

"Viņi tikko uzrakstīja koda gabalu, kurā bija teikts:" ieslēdziet to tikai tad, kad jūs pārbaudāt "," sacīja Jorn Herner, Kalifornijas Gaisa resursu pārvaldes pētniecības nodaļas Pētniecības plānošanas, administrēšanas un emisijas mazināšanas nodaļas vadītājs. Krāpšanās plašums un uzkrītošais raksturs ir satracinājis daudzus automašīnu īpašniekus un piespiedis uzņēmuma izpilddirektoru atkāpties no amata. [Hyperloop, Jetpacks un vairāk: 9 futūristiskas tranzīta idejas]

Bet atsaukšana ir izvirzījusi arī šo jautājumu: vai bija tik grūti panākt, lai dīzeļa automašīnas darbotos ar zemu izmešu daudzumu, tāpēc uzņēmumam nācās ķerties pie krāpšanās?

Izrādās, ka dīzeļdzinējiem ir raksturīgs kompromiss starp jaudu, degvielas efektivitāti un tīru izmešu daudzumu, sacīja eksperti.

"Jums ir enerģija, jums ir enerģija, jums ir izmeši: Jums jāizvēlas divi no tiem," sacīja Dons Hillebrands, Ilinoisas Argonnas Nacionālās laboratorijas enerģijas sistēmu pētījumu direktors un bijušais Automobiļu inženieru biedrības prezidents.

Šajā gadījumā Volkswagen par prioritāti uzskatīja enerģijas un degvielas ekonomiju, nevis atbilstību valsts un ASV Vides aizsardzības aģentūras emisijas standartiem, sacīja Herners.

Benzīna dzinēji

Lai saprastu, kāpēc šāda kompromisa esamība pastāv, ir noderīgi uzzināt par atšķirībām starp dīzeļdegvielas un benzīna iekšdedzes motoriem. Benzīna dzinēji, kurus izmanto vairums amerikāņu automašīnu, darbojas, aizdedzinot benzīna un gaisa tvaikus, izmantojot aizdedzes sveci. Kad benzīna un gaisa tvaiki sadedzina, tas izplešas un nospiež virzuli uz leju, radot griezes momentu, kas pagriež riteņus un dzen automašīnu.

Tā kā benzīns ir ļoti izsmalcināts, tas sastāv no diezgan vienveidīga samērā īsu saistīto ūdeņraža un oglekļa atomu ķēžu, kas pazīstamas kā ogļūdeņraži, maisījuma, sacīja Hillebrands.

"Jūs precīzi zināt, kā izskatās degviela," Hillebrand stāstīja WordsSideKick.com. "Diezgan viegli ir precīzi zināt izplūdes gāzu ķīmisko sastāvu."

Izmantojot vienādus sadegšanas produktus, izplūdes gāzu tīrīšana ir samērā vienkārša lieta. Gāzes dzinēji izmanto vienkāršus katalizatorus, piemēram, tādu materiālu kā platīns, lai saistītu indīgas ķīmiskas vielas, piemēram, oglekļa monoksīdu, un pārveidotu tos par nekaitīgām vielām, piemēram, oglekļa dioksīdu. (Oglekļa dioksīds ir primārā siltumnīcefekta gāzu izraisītā klimata pārmaiņas, taču tā ir arī nekaitīga viela, ko mēs izelpojam ikreiz, kad elpojam.) Autoražotāji ir kļuvuši ārkārtīgi labi, lai notīrītu benzīna izmešus, sacīja Hillebrands.

"Pēc izplūdes no benzīna dzinēja gaiss faktiski ir tīrāks nekā fona gaiss Čikāgā," sacīja Hillebrands. [6 negaidīta klimata pārmaiņu ietekme]

Dīzeļdzinēji

Dīzeļdzinēji darbojas atšķirīgi. Tā vietā, lai izmantotu aizdedzes sveci, lai sadedzinātu degvielu, dīzeļdzinējs saspiež šķidrā kurināmā un gaisa miglu līdz neticami augstām temperatūrām un spiedienam - dažreiz tūkstošiem grādu pēc Fārenheita. Šī spiediena katla vide faktiski ir tas, kas izraisa maisījuma spontānu sadegšanu.

Tā kā maisījums spontāni deg, tas ir ideālā spiedienā un temperatūrā, lai efektīvi sadedzinātu enerģiju degvielā. Lielāka gāzes izplešanās izraisa jaudīgāku virzuļu saspiešanu, kas rada lielāku griezes momentu, sacīja Hillebrands. Viņš sacīja, ka lielās platformās precīzi tiek izmantota dīzeļdegviela. (Lai izturētu ārkārtīgi augsto temperatūru un spiedienu, kas rodas sadegšanas procesā, dīzeļdzinējiem jābūt izgatavotiem arī no daudz izturīgākiem, biezākiem materiāliem, tāpēc tie var darboties simtiem tūkstošu jūdžu, piebilda Hillebrands).

Dīzeļdegviela

Arī dīzeļdegviela atšķiras no benzīna. Bieza, sīrupaina viela daudz neatšķiras no eļļas, kas ievilkta tieši no dziļas pazemes. Ķīmiski tas ir tik tikko rafinēts un satur daudz garāku ogļūdeņražu ķēžu un citu noslēpuma savienojumu sajaukumu, sacīja Hillebrands.

Tā kā tas ir pilns ar garāku ogļūdeņražu ķēdi, katrs dīzeļdegvielas galons satur vairāk enerģijas. Apvienojot energoietilpīgāku degvielu ar efektīvāku sadegšanas procesu, dīzeļdzinējs var sasniegt daudz augstāku degvielas ekonomiju.

Tomēr nepatikšanas rada tas, ka "tajās ir ķīmiskas vielas un dedzinās lietas, kuras jūs ne vienmēr zināt, kas tās ir", lai gan daudzās no tām ir daudz sēra, sacīja Hillebrands.

Vecās dīzeļdzinēju automašīnas, kas atzveltnē smirdēja, izdalījās no sodrējiem, izplūda atmosfērā daudz šo sēraino daļiņu. Mūsdienās autoražotāji ir ļoti labi sasnieguši šāda veida gaisa piesārņotājus no dīzeļdegvielas izplūdes gāzēm, viņš sacīja. (Saskaņā ar ASV Enerģētikas departamenta datiem, īpaši zema sēra satura dīzeļdegviela arī dramatiski samazina šīs emisijas.)

Kaitīgi izgarojumi

Bet Volkswagen nonāca nepatikšanās, mēģinot ieslodzīt cita veida piesārņotāju, sauktu par NOx. NOx ietver dažādus slāpekļa un skābekļa ķīmiskos savienojumus (piemēram, NO2, NO3 utt.), Kas veidojas tikai augstā temperatūrā. NOx reaģē ar saules gaismu atmosfērā un pārvēršas ozonā, un ozons ir kairinošs, sacīja Herners.

"Tas ir tas, kas padara jūsu acis ūdens, tas sāp jūsu kaklā, tas saasina astmu un pastāv visa veida sirds un asinsvadu problēmas, kuras jūs varat no tā iegūt," sacīja Herners.

Dīzeļdegvielas automašīnas rada daudz vairāk NOx nekā benzīna automašīnas. Piemēram, kad Herners un viņa kolēģi pārbaudīja emisijas no 2009. gada 20 000 un jaunākiem vieglo automašīnu modeļiem Losandželosā, tikai 0,6 procenti bija dīzeļdzinēji, tomēr tie radīja ievērojamu daļu no NOx izmešiem, un lielāko daļu radīja Volkswagens un Audis, viņš sacīja.

"Temperatūra un spiediens, kādā dīzeļdzinējs darbojas ar viszemāko degvielas patēriņu, un visjaunākie ir arī apstākļi, kas maksimālo skābekļa un slāpekļa daudzumu pārvērtīs NOx," Herners stāstīja WordsSideKick.com.

Amerikas Savienotās Valstis ir centušās strauji ierobežot NOx emisijas, un Obamas administrācija nesen ierosināja vēl zemākus ozona standartus, kas veicinās vēl lielāku NOx samazināšanu. Eiropā, kur apmēram puse automašīnu darbojas ar dīzeļdegvielu, regulatori tā vietā ir koncentrējušies uz degvielas ekonomijas palielināšanu un oglekļa izmešu samazināšanu, un kompromiss ir netīrāks gaiss, sacīja Herners. [10 visvairāk piesārņotās vietas uz Zemes]

Netīrās emisijas, lielāka jauda

NOx attīrīšana no dīzeļdegvielas ir arī izaicinošs process. Tā kā degvielas sastāvs ir daudzveidīgāks un motors izmanto spontānu sadedzināšanu, nav precīzi skaidrs, kad un kādi savienojumi ir izveidojušies, padarot to tīrīšanu grūtāku, sacīja Hillebrands.

Apmēram pirms desmit gadiem, pirms tika pazemināti emisijas standarti, automašīnu uzņēmumi izmantoja dažādas stratēģijas šīs problēmas risināšanai.

"Dažādi ražotāji veica derības par atšķirīgu tehnoloģiju," sacīja Herners.

Piemēram, Mercedes-Benz konstruētās automašīnas ievada papildu šķidrumu, ko sauc par urīnvielu, lai pārveidotu NOx mazāk kaitīgās vielās. Šī pieeja (saukta par Bluetec) neapdraud degvielas ekonomiju vai jaudu, taču tai nepieciešama atsevišķa urīnvielas tvertne, kas periodiski jāuzpilda, sacīja Herners.

Volkswagen ieguldīja miljonus, lai attīstītu NOx slazdu. Slazds kā sūklis absorbē slāpekļa oksīdu un slāpekļa dioksīdu. Kad slazds ir pilns, sistēma pirms izplūdes vielu izlaišanas var ievadīt devu degvielas. Degviela reaģē ar NOx, veidojot labdabīgas vielas, sacīja Herners. Parasti filtrs darbojas tikai apmēram 10 sekundes, reizi 10 minūtēs, sacīja Herners. (Lai samazinātu emisijas, noteiktos punktos tie var arī savādāk darboties.)

Tomēr, ņemot vērā nesenās atklāsmes, izskatās, ka Volkswagen izdarīja nepareizu likmi.

Iespējams, ka Volkswagen ir izmantojis krāpšanos, jo NOx slazds patērē degvielu vai samazina automašīnas degvielu, sacīja Herners. Viņš teica, ka tas ir samērā vienkāršs labojums, lai atkārtoti aktivizētu NOx slazdus atsauktajās automašīnās.

"Šie transportlīdzekļi var darboties saskaņā ar mūsu noteikumiem," sacīja Herners. "Tagad mūsu prioritāte ir panākt, lai viņi tiek fiksēti, lai viņi to darītu."

Bet "Volkswagen" īpašnieki, iespējams, galu galā būs vīlušies lēnākajās un ar gāzi nesaudzīgajās automašīnās, kuras viņi saņem atpakaļ, sacīja Herners.

Nākotnes tehnoloģija?

Iespējams, ka nākotnes automašīnās būs iekļauta dīzeļdegvielas tehnoloģija, kas apvieno tīras emisijas paņēmienus, jaudu un degvielas ekonomiju, sacīja Hillebrands. Kad inženieri analizē dīzeļdzinēju sadegšanas procesu, viņi ir secinājuši, ka pastāv kāds spiediens un temperatūra, kas rada augstu kvēpu vai NOx līmeni. Bet daži temperatūras un spiediena režīmi efektīvi sadedzina degvielu, neradot nevienu piesārņotāju.

Hillebranda komanda izstrādā zemas temperatūras sadedzināšanas sistēmas, kuru mērķis ir tieši tas. Viņš sacīja, ka šīs sistēmas vai nu precīzi ievada degvielas iesmidzināšanu, vai pat automašīnas darbībā dažādos laikos izmanto benzīnu un dīzeļdegvielu, lai sasniegtu šo saldo vietu. Tomēr šīm eksperimentālajām sistēmām ir nepieciešams daudz vairāk tehnikas, pirms tās ir tirgojams risinājums, viņš piebilda.

Skaidrs, ka tīru dīzeļdzinēju problēma ir ārkārtīgi izaicinoša, sacīja eksperti.

"Tas nav tik vienkārši. Bet tas nenozīmē, ka jūs krāpjaties," sacīja Herners.

Redaktora piezīme: Šis stāsts tika labots, lai precizētu, ka, lai gan emisijas apkrāpšanas algoritms ietekmē līdz 11 miljoniem automašīnu, Volkswagen pagaidām nav izdevis oficiālu atsaukumu nevienai automašīnai. Rakstā arī tika precizēts, ka samazinātas sēra emisijas lielā mērā ir saistītas ar īpaši zemu sēra saturu dīzeļdegvielām.)

Sekojiet Tia Ghose on Twitter un . Seko Dzīvā zinātne @wordssidekick, Facebook. Oriģināls raksts par Dzīvā zinātne.


Video Papildinājums: .




Pētniecība


Jetpacks! Roboti! 'Tomorrowland' Satriecošs Nākotnes Redzējums
Jetpacks! Roboti! 'Tomorrowland' Satriecošs Nākotnes Redzējums

Robots 'Telepathy' Varētu Padarīt Pašbraucošas Automašīnas Drošākas
Robots 'Telepathy' Varētu Padarīt Pašbraucošas Automašīnas Drošākas

Zinātne Ziņas


Aukstasiņu Mūmija: Kā Indijas Karstais Laiks Saglabāja Rāpuļu
Aukstasiņu Mūmija: Kā Indijas Karstais Laiks Saglabāja Rāpuļu

Vaļīgais Kabelis Izskaidro Kļūdainu “Ātrāku Nekā Gaismu” Neitrīno Rezultātu
Vaļīgais Kabelis Izskaidro Kļūdainu “Ātrāku Nekā Gaismu” Neitrīno Rezultātu

Svešzemju Medību Aģenti Meklē Patiesību Par Nlo “Projekta Zilajā Grāmatā”
Svešzemju Medību Aģenti Meklē Patiesību Par Nlo “Projekta Zilajā Grāmatā”

Ātrie Lēmumi Varētu Būt Vislabākie
Ātrie Lēmumi Varētu Būt Vislabākie

Kā Padarīt Perfektu Sniega Pikas
Kā Padarīt Perfektu Sniega Pikas


LV.WordsSideKick.com
Visas Tiesības Aizsargātas!
Pavairošana Materiālu Atļauts Tikai Prostanovkoy Aktīvu Saiti Uz Vietni LV.WordsSideKick.com

© 2005–2020 LV.WordsSideKick.com