昨天，在眾議院能源和商業委員會面前，大眾美國執行長邁克爾·霍恩耐心地回答了立法者對該公司在清潔信譽方面的欺騙行為的憤怒質問。
霍恩在一個擠滿人的委員會會議室裡說：“我為大眾使用旨在破壞常規排放測試製度的軟體程式表示真誠的道歉。”
該軟體欺騙了美國環保署（EPA）的排放測試人員，讓他們誤以為大眾的柴油發動機產生的氮氧化物排放量低於其在現實世界中的實際排放量。
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一氧化氮和二氧化氮通常被稱為“NOx”，是在高溫下形成的，例如發動機內部的溫度。NOx會產生導致煙霧或酸雨的顆粒。它還會與其他化合物發生反應，形成臭氧或硝酸蒸汽，這兩者都會損害呼吸並對氣候變化產生影響。
美國環保署監管 NOx 並限制汽車的允許產量。一項調查顯示，大眾汽車的柴油車排放的氮氧化物超出了法定限值的 40 倍（氣候電訊，9 月 21 日）。
透過在全球約 1100 萬輛汽車上使用作弊裝置，大眾汽車的工程師們表明他們在使柴油成為美國消費者可行替代品的競爭中已經失敗。
儘管柴油發動機具有更高的燃油效率，因此碳排放量更低的優勢，但在乘用車（尤其是在美國）中，要做好柴油發動機並不容易。問題源於法規和柴油發動機本身。
與汽油發動機相比，使用柴油燃料的發動機本身就具有更高的燃油效率。汽油發動機直到最近才開始達到 50 英里/加侖的燃油經濟性，製造商不得不求助於製造微型、省油的經濟型汽車或採用電動傳動系統的混合動力汽車來實現這些目標。
與此同時，在世界許多地方，結實的柴油轎車已經連續幾十年達到了 50 英里/加侖的油耗，並承擔著計程車和長途駕駛員的職責。
密歇根大學機械工程教授安娜·斯特凡諾普盧解釋說：“它們的效率歸因於它們執行非常稀薄。”
“稀薄”是指噴入發動機的空氣和燃料混合物，其中平衡傾向於空氣，從而燃燒更少的燃料。“濃”是相反的現象。
與汽油發動機相比，柴油發動機執行稀薄，這意味著它們可以使用更少的燃料產生相同的功率，從而減少二氧化碳排放。這部分歸因於氣缸的壓縮比，即活塞在發動機中擠壓空氣-燃料混合物的程度。
汽油發動機的壓縮比通常在 8 比 1 到 12 比 1 之間，而柴油發動機的壓縮比在 14 比 1 到 25 比 1 之間。在高壓縮下，柴油燃料會自燃，無需火花塞，從而實現更簡單、更耐用的設計。
柴油發動機還會產生大量的低端扭矩，這是您在靜止狀態下拖曳重型拖車時所需要的。
在柴油發動機中，小並不總是美
到目前為止，與汽油相比，柴油看起來不錯，但其缺點開始在發動機中顯現出來。
在氣缸內部，相同的基本成分混合在一起，但不同的比例和環境會產生不同的結果，就像雞蛋、麵粉、牛奶和小蘇打可以根據它們的比例製作成蛋糕、餅乾或烤餅一樣。
對於燃燒，混合物包含碳氫燃料和空氣。與汽油相比，柴油燃料往往具有更大、更不穩定的碳分子，而空氣實際上是四份氮氣和一份氧氣。從濃到稀，從高溫到低溫以及從早期到晚期燃料噴射正時都會影響發動機的效能和汙染。
由於柴油發動機在更高的壓力下執行，並且相對於燃料使用更多的空氣，因此氮氣在反應中發揮更大的作用，從而導致廢氣流中產生更多的 NOx。但是，如果相對於柴油燃料沒有足夠的氧氣，發動機就會產生菸灰。
控制這些汙染物需要發動機外部的額外系統來控制它們。重型柴油發動機通常具有渦輪增壓器，可在將空氣推入發動機之前壓縮空氣，從而確保充足的氧氣供應。
在排氣側，許多卡車和拖拉機使用一些柴油燃料將 NOx 轉化回氮氣。其他車輛使用尿素噴射系統，幾乎所有車輛都使用過濾器來捕獲顆粒物。
斯特凡諾普盧說：“在一輛大型昂貴的車輛中，它們有一個完整的二次主動系統，可在催化劑上噴射燃料。” “您執行得更濃，因此廢氣中殘留的燃料會在催化劑中形成吸收 NOx 的正確條件。”
所有這些額外的硬體都會增加成本和重量，這會消耗可用於執行其他操作的可用功率，例如在州際公路上超車。
對於以固定速度在路上行駛數千英里的卡車來說，柴油的燃油經濟性節省值得權衡以及使它們符合空氣質量法規的額外硬體。
昂貴的燃料和穩定的長途駕駛也是歐洲等地區支援柴油的原因，柴油在歐洲乘用車市場中佔一半以上。
在美國，氮氧化物法規比歐洲嚴格，煉油廠傾向於製造汽油而不是柴油，導致柴油燃料價格更高，汽車製造商很難說服家庭將日常駕駛的汽油車換成柴油車。
大眾汽車是柴油汽車的特別熱衷的推廣者，其營銷活動以老年婦女為特色，旨在消除人們認為柴油發動機在高速公路上吵鬧、有異味、骯髒和動力不足的觀點，認為這只是老太太們口口相傳的舊說法。
大眾汽車的夢想超越現實
他們的主打設計，渦輪增壓直接噴射（TDI），被宣傳為一種清潔柴油系統，可提供良好的燃油經濟性和動力，而事實證明，這些說法好得令人難以置信。
斯特凡諾普盧說：“問題在於，您希望擁有儘可能小的系統來進行清理。” “在這種特殊情況下，這家汽車製造商試圖提出一個優雅的解決方案，但結果卻差強人意。”
大眾汽車和美國環保署尚未披露作弊軟體如何操縱大眾發動機的效能，但它可能在測試臺上使汽車執行更濃，減少氮氧化物排放並讓監管機構滿意，同時在道路上執行稀薄，提高燃油經濟性並讓客戶滿意。
儘管如此，研究人員並沒有放棄讓柴油發動機發揮作用。
桑迪亞國家實驗室的技術人員史蒂夫·布希說：“現代柴油發動機上有很多旋鈕可以轉動。” “經典柴油發動機中最根本的權衡是在氮氧化物和顆粒物之間。”
儘管汽車工業利用燃燒技術已經一個多世紀了，但發動機內部發生的事情仍然難以捉摸（氣候電訊，2014 年 1 月 22 日）。汽油和柴油都是不同化學物質的混合物，每種化學物質在氣缸中的燃燒或反應方式都不同，因此很難確保一切都在正確的時間和地點發生。
布希說：“發動機內部是一個湍流過程。” “試圖圍繞它進行設計非常非常困難。”
奧巴馬政府認為，減少二氧化碳排放會減少來自同一來源的其他汙染物，從而立即帶來健康益處。這就是清潔能源計劃背後的論點，也是提高企業平均燃油經濟性標準背後的論點的一部分，該標準要求到 2025 年所有汽車的平均燃油經濟性達到 54.5 英里/加侖。
大眾汽車作弊裝置的案例挑戰了這樣一種假設，即更高的燃油經濟性在各個方面都是勝利，表明在某些情況下，更好的里程可能會導致更多的汙染。
是否有可能製造出一種能夠滿足所有正確要求的柴油發動機：高效、強大且清潔？科學家說，理論上是可能的。
斯特凡諾普盧說，關鍵是將燃燒溫度降低，在這種情況下，您仍然擁有稀薄的燃料混合物，但溫度不會高到足以與氮氣發生反應，從而避免昂貴的前處理和後處理系統。“這有點像我們都在努力實現的聖盃，”她說。
但是，那些不願等待科學家完成他們探索的大眾柴油愛好者將必須採取措施，使其任性的汽車符合環境規則，這在某些型號中可能只是軟體調整，但在其他型號中可能需要改裝額外的元件。更清潔的汽車最終可能會在加速和燃油經濟性方面有所損失。
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