В 2016 году Volkswagen AG получил Шнобелевскую премию по химии за изобретение хитроумного способа обманывать тесты на содержание в выхлопных газах окиси азота. Возможно, вы догадались, что речь идет о так называемом «Дизельгейте». Это мировой скандал, связанный с автомобилями концерна Volkswagen. В статье разберем, в чем конкретно заключалась суть и причина обмана, как все случайно вскрылось, чем все обернулось для Volkswagen и их клиентов.

Экостандарты для автомобилей

На первый взгляд кажется, что защита окружающей среды — это исключительно современный тренд. Но это не так. Первый документ, регулирующий экологичность автомобилей, появился еще в далеком 1970 году в Европе. Это была директива 70/220/ЕЭС. Однако документ был по большей части про унификацию производства автомобилей, а не про загрязнение воздуха. Первый полноценный и проработанный экологический стандарт — Евро-0 - приняли лишь в 1988 году.

В Европе

Стандарт Евро-0 ставил своей задачей снизить загрязнение воздуха автомобилями на территории Евросоюза. Для этого документ выделял основные показатели вредных выбросов и четко ограничивал их количество. Стандарт коснулся следующих веществ:

- Оксиды углерода (CO)

- Оксиды азота (NOx)

- Углеводороды (CH или HC)

Автоконцерны обязывались подстраивать заводы под новые нормы.

Евро-0 можно назвать своеобразной пробой пера. Уже в 1993 году приняли намного более жесткий Евро-1. Новые версии стандартов вводились не мгновенно, производителям давали время на совершенствование двигателей. Стоит отметить, что подстраивание производства под все более строгие нормы — это отнюдь не тривиальная инженерная задача. Особенно, когда новые версии стандартов снижали допустимое количество выбросов в разы. Так Евро-2 и Евро-3, одобренные в конце 90-х - начали 00-x предусматривали сокращение некоторых загрязняющих веществ в 5-6 раз.

В Америке и других странах

Аналоги европейских экологических стандартов существуют во многих других странах. Например, в США в конце 1990-х местное Агентство по охране окружающей среды разработало программу по снижению потребления топлива и вреда экологии (Vehicle Fuel Economy and Greenhouse Gas Standards). Введенные стандарты Tier-2 и Tier-3 на данный момент действуют почти по всей Северной Америке и во многом являются более строгими, чем европейский Евро-6. Похожие стандарты действуют в Японии и Южной Корее. Также автомобильные выбросы регулируются на уровне национальных программ в таких странах, как Китай, Индия и Мексика.

Как определяют экологичность автомобилей

Очевидно, что проверить выбросы всех произведенных автомобилей на дорогах невозможно. Для этой цели используются так называемые испытательные стенды. Сам стенд сконструирован так, чтобы максимально точно имитировать дорожную обстановку и перемещение автомобиля. Машина ставится на катки, в них создается сопротивление движению, которое учитывает трение колес об асфальт и аэродинамическое сопротивление (для каждой машины свое). Спереди ставится вентилятор, дующий со скоростью, с которой поток воздуха набегает на машину (для охлаждения двигателя и засасывания в него воздуха).

Может ли автомобиль распознать, что находится на испытательном стенде? История с «дизельгейтом» показала, что может. И тут есть две вещи. Во-первых, движение руля. Нельзя проехать 100 км по дороге и ни разу не пошевелить рулем. А вот на стенде как раз можно. Во-вторых, четко регламентированный протокол испытаний. Автомобиль должен проехать сколько-то километров на одной скорости, сколько-то на другой. Режим прописан и неизменен, так как нужно в одинаковых условиях испытать разные автомобили. Этих признаков достаточно, чтобы автомобиль понял, что находится не на дороге. Но зачем кому-то обманывать испытательный стенд, если машина проходит тесты и показывает приемлемые результаты?

Дизельгейт

В 2009 году концерн VAG (Volkswagen AG) обновил свой модельный ряд автомобилей. Одним из главных нововведений стала серия новых дизельных двигателей: EA 188, EA 189 и EA 288. Между собой они различались по литражу (1.2, 1.6 и 2.0) и рядом других, не особо значимых в контексте повествования, инженерных решений. Важно то, что три этих двигателя обладали высокой мощностью, экономичностью и экологичностью. VAG «смогла» реализовать такое комбо в своих двигателях, и это было отмечено мировой общественностью — в том же 2009 году дизельная версия автомобиля Volkswagen Jetta была удостоена премии «Зеленый автомобиль года».

Возможно, в странах СНГ, учитывая тенденцию удаления катализатора и другие «не совсем» экологичные истории, такой параметр, как экологичность, не шибко ценится. Но в США и странах ЕС как для потребителя, так и для законодательства, вопрос об экологичности транспортного средства является чуть ли не первостепенным. В США на тот период предельные показатели составляли 40 мг/км оксида азота, а в Европе с 2011 года начал действовать Евро-5 с пределом в 180 мг/км. Дизельные автомобили концерна VAG, поставляемые в США, выдавали порядка 20 мг/км, а в Европе просто удовлетворяли стандартам. Удивительного в этой разнице ничего нет, зачем душить двигатель для Европы так же, как для США, если всё и так в рамках нормы?

Время шло, а автомобили продавались, принося VAG огромную прибыль.

И вот наступил 2015 год. Порядка 11 миллионов автомобилей с дизельными двигателями VAG обкатывают мир. И возникла идея: показать экологичность автомобилей в Америке. Мол, смотрите, как ведь можно. Европейцы, подтягивайтесь. Для этого наняли небольшую группу ученых — 2 профессора и 2 студента - и выдали бюджет в 50 тысяч долларов. Их задачей было на ходу, с помощью какого-нибудь устройства, замерить выхлопы и, желательно, заснять всё это действо на камеру.

Ученые, проехав порядка 10 тысяч километров на разных машинах VAG, получили результаты эксперимента. Однако полученные данные их несколько шокировали. Показатели, вместо обещанных 20 мг/км, доходили до 600, а иногда и до 800 мг/км. Проверив и перепроверив всё, что можно, они убедились в правильности результатов и решили передать эти данные в EPA (Агентство по охране окружающей среды в США, аналог МинПрироды в России). В свою очередь, EPA направил письмо в VAG: мол, автомобили вашего концерна превышают наши нормы, необходимо решить эту проблему. В ответ на это VAG сообщил, что это технический сбой, и концерн будет его устранять.

В сентябре 2015 года американским автовладельцам начали приходить «письма счастья» от VAG. В них сообщалось о необходимости перепрошить автомобиль, в обмен на что владельцы получат 1000$ в виде ваучера. Но ведь бесплатный сыр только в мышеловке, верно? Автовладельцы почувствовали что-то неладное и дело пошло по судам. В ходе разбирательства в программном коде автомобиля обнаружили фрагмент, отвечающий за проведение экологических тестов. Выяснилось, что автомобили VAG с дизельными двигателями в автоматическом режиме определяли, что они находятся на испытательном стенде и проходят тестирование, и путем различных махинаций снижали количество вредных выбросов в десятки раз. Но подобные манипуляции могли снижать количество выбросов только на коротком промежутке времени, а не при обычном использовании автомобиля. В суде пришли к соответствующему выводу, что это был не технический сбой. Такое решение подразумевало серьезные последствия для VAG.

Последствия

В США

Федеральный окружной суд северного округа, Калифорния, постановил, что VAG предложит своим клиентам в США существенную компенсацию и выкуп порядка 500 тысяч автомобилей. Чуть позже, федеральный судья утвердил следующее соглашение:

- До 10 миллиардов долларов выплатит VAG своим клиентам в США в качестве компенсации;

- Владельцы автомобилей могут отремонтировать их бесплатно или продать их VAG-у по рыночной цене до начала судебного разбирательства;

- В случае аренды владелец вправе расторгнуть договор без штрафных санкций;

В независимости от того, в каком статусе был владелец (собственник/арендатор), ему обязаны выплатить компенсацию в размере от 5 до 10 тысяч долларов за каждый автомобиль в собственности/аренде;

- Запрет на продажу выкупленных автомобилей с нарушением до их устранения.

В Европе

В Европе последствия были менее глобальными. ЕС решило отказаться от штрафов в отношении VAG и постановило концерну отозвать дефектные автомобили для решения проблемы. Помимо VAG, пострадала также компания Renault. К ней, на фоне скандала, заявилась проверка с целью обнаружить нарушения. Нарушения не были найдены, однако акции компании упали на 20%. В странах СНГ к VAG не были выдвинуты обвинения.

Итог для VAG

«Дизельгейт» принес VAG убытков на 35 миллиардов долларов, не считая падения стоимости акций. Ключевые персоны в компании покинули свои посты, а один из инженеров попал в тюрьму. Сейчас история «дизельгейта» считается закрытой и ответ на вопрос «зачем это было нужно?» так и не найден. Возможно, компания хотела выйти на американский рынок, но не смогла создать необходимый для этого двигатель и пошла таким путем. А, возможно, что инженерная команда попросту распилила бюджет и ничего лучше обмана не придумала.

Автор:  Степан Стабредов

Оригинал: https://habr.com/ru/company/timeweb/blog/579504/

В июле Роспотребнадзор подтвердил, что концентрация ядовитого газа в воздухе возле объекта «Курскводоканала» выше нормы, но вонь остаётся

Жители улиц Широкой и Ольховской 28 августа пришли к воротам канализационно-насосной станции. Журналистам объясняют: 5 лет назад сюда стали приезжать ассенизаторские машины и сливать отходы в коллектор. Жить и дышать стало невыносимо.

Непонятно, что сюда возят

- Днем и ночью сливают канализационные и сточные воды. Жуткий, неприятнейший запах. Дышать просто невозможно. Мы обращались в Водоканал в 15 и 17 годах. Но ничего не меняется. В последние дни сюда вообще непонятно что возят. Едкий запах с каким-то химическим непонятным составом. У нас здесь 3 детсада, школа, музыкальная школа, каждые 15 минут курсируют эти машины. А из них периодически все это выливается на дорогу. Мы просим вмешаться в ситуацию контролирующие органы. Просим запретить въезд ассенизаторских машин. Есть много других мест, где можно сливать отходы вдали от жилых домов, - говорит местная жительница Альбина Локтионова.

Мужчина по имени Игорь вспоминает душную ночь на прошлой неделе:

- Жена разбудила. В доме стояла невыносимая вонь. А на улице жара 30 градусов. Пришлось закрыть все окна, дышать не мог, возникали рвотные позывы. Обычно в такие моменты мы уезжали из дома, но это случилось посреди ночи. Я так предполагаю, что какой-то очень умный представитель Водоканала придумал сливать тут отходы с коммерческой целью. Машины к нам едут со всего города. Появляются мысли или перкрыть дорогу этим ассенизаторам или переезжать и дом продавать. Но кто ж его тут купит?

Два нарушения

Слова людей в июле подтвердил Роспотребнадзор. О маленькой победе рассказывает Ян Фурцев, координатор местного объединения граждан «Ситуационный центр «Ольховский»:

- В июле месяце была проведена экспертиза атмосферного воздуха в разных точках вблизи этого предприятия в жилом массиве. И было зафиксировано превышение предельно допустимой концентрации сероводорода. Этот газ является ядовитым и тяжелым. Предприятие было привлечено к административной ответственности, было выдано представление об устранении нарушений. Пока этого не сделали, мы просим хотя бы временно направить машины в другое место. Сюда везут какие-то отходы с запахом тухлой рыбы, возникает предположение, что это промышленные отходы.

По информации регионального Роспотребнадзора, сливать сточные и канализационные воды здесь с 2015 года разрешила администрация города Курска. Этим летом отбор проб делали возле жилых домов №№56,60,62 по ул. Ольховской при сливе сточных вод из ассенизаторской машины в трубу «Курскодоканала».

Лаборатория установила, что концентрация сероводорода в воздухе возле дома №60 превысила ПДК в 1,1 раза. Но это не все.

- Установлено, что в нарушении действующего законодательства для существующей канализационной насосной станции не установлена санитарно-защитная зона, - ответили в ведомстве.

«Неповторимый шлейф»

Сотрудник «Курскводоканала», имя которого мы не будем называть, рассказывает, откуда берется тошнотворный запах:

- Одна машина, допустим, приедет, она скачала воду с автомойки или с сауны. Это все не воняет. А другая приехала машина, а она качает биотуалеты по городу на стройках. Когда она сливается, работники КНС не знают, в какой угол спрятаться на станции. Естественно, мы в шоке и жители в шоке.

Ассенизатор одной из машин говорит про запах тухлой рыбы, на который жалуются люди. По его словам, на КНС возили отходы с рыбзавода.

- Я первый раз, когда ехал, одурел. Повернул на Широкую и чувствую этот неповторимый шлейф. Представляете, что там возили? Но потом им запретили. Иначе местные жители могли и вилами заколоть, - рассказал водитель машины.

Случаи были

В городском комитете ЖКХ согласились прокомментировать ситуацию. Там подтвердили, что Роспотребнадзор проводил проверку КНС.

- На этой станции, действительно официальное место приёма хоз-бытовых стоков из нецентрализованных систем водоотведения. Производственные стоки к сбросу запрещены. Хотя случаи были. При сбросе берется экспресс анализ, а если стоки подозрительные, делается комплексный анализ. При выявлении превышений в концентрациях , водители этих автомобилей штрафуются. По итогам проверки МУП «Курскводоканал» выдано предписание (на самом деле представление - прим. ред.) об устранении запаха. МУП «Курскводоканал» выполнены работы по восстановлению кожуха вытяжной вентиляции для исключения присутствия запаха от поступающих стоков.

Какое отношение вентиляция здания имеет к трубе на улице, в которую сливают отходы, жители двух улиц так и не поняли. Очевидно, что едкий запах от этого никуда не пропадёт, а за чистый воздух еще придется побороться.

Источник: "Курские известия".

Имеется сосуд, на дне которого находится подпружиненный поршень. В сосуд поставлен легкий(плотность ~0), брусок так, что он почти плотно прилегает к стенкам сосуда, но не касается их. Брусок соединен прочной нитью с поршнем.
Так же в сосуд наливается жидкость плотностью ρ.

В сосуде есть выступы, которые не дают бруску поднятся выше уровня воды.
Вопрос: насколько опустится уровень воды(и опустится ли), когда нить будет обрезана, а так же насколько изменится энергия всей системы.
Считать все параметры системы известными.

Если высота столба жидкости одинаковая и площадь дня сосудов одинаковая, то давление жидкости на дно сосудов будет одинаковым, даже если масса жидкости в них разная.

Далее мы напомним читателю, как примерно выглядели бочка с трубкой из опыта Паскаля.

И напомним, что давление на дно сосуда зависит лишь от высоты столба жидкости и площади дна этого сосуда и никак не зависит от формы бочки над дном или ширины той самой трубки.

Далее перейдём непосредственно к описанию механизма:

В гидростатических весах Паскаля отпадающую пружину заменим двигающимся поршнем, снизу закреплённым на жёсткой пружине.

Нижнюю чась пружины закрепим на жёстком основании, а внутри пружины через техническое отверстие в основании установим рычаг, одним своим концом соединённый с поршнем, а другим концом уходящим наружу из механизма и соединящимся где-то там либо с приводом генератора, либо с другими механизмами, чтобы снимать с нашего механизма усилие и совершать полезную работу.

Устройство механизма показано на рисунке 1.

1. - Труба, она же корпус сосуда, по которому двигается поршень.

2. - Поршень

3. - Жёсткая пружина

4. - Поплавок

5. - Крышка сосуда

6. - Основание

7. - Рычаг

8. - Направляющие для поплавка.

9, - Фиксаторы для скрепления поплавка с поршнем.

10. - Внешняя ёмкость с жидкостью.

11. - Фиксаторы поршня в нижнем положении в трубе.

12. - Генераторы

13. - Демпферы

14. - Генераторная турбина

15. - Клапан

20. - Бак для слива жадкости

21. - Клапан

22. - Генераторная турбина

23. - Клапан

24. - Генераторная турбина

25. - Бак для слива жадкости

26. - Клапан

27. - Генераторная турбина

28. - Клапан

29. - Генераторная турбина

30. - Бак для слива жадкости

31. - Клапан

32. - Генераторная турбина

33. - Электрический насос

34. - Трубка

Размер поплавка максимально большой, чтобы при этом он мог поместиться в сосуде и не упираться в его стенку.

Чтобы поплавок не касался стенок сосуда и двигался строго вертикально, в поршне закреплены направляющие, проходящие через поплавок и верхнюю крышку сосуда.

Если снова вспомнить опыт Паскаля с бочкой и тонкой трубкой, то большой широкий и при этом очень лёгкий полый поплавок превращает бочку в тонкую трубку, только в виде трубки будет уже узкое пространство между внешней боковой поверхностью поплавка и внутренней поверхностью сосуда, в котором двигается поршень.

А маленькое пространство между поршнем и поплаком будет бочкой.

В начале, как показано на рисунке 1, поплавок скреплён фиксаторами с поршнем, но поршень и поплавок не плотно прилегают друг к другу и потому между ними сохраняется минимальная прослойка жидкости.

Поплавок полностью находится в жидкости, и сила Архимеда, действующая на него, так же воздействует на поршень и тянет его вверх. Вниз же на поршень давит высота столба жидкости в сосуде и собственно вес поплавка, который во много раз меньше веса жидкости в его объёме.

В этот момент пружина находится в состоянии покоя и удерживает на весу поплавок, поршень и жидкость.

При этом так как поплавок большой, но лёгкий, получается, что сила Архимеда частично почти уравновешивает давление столба жидкости на поршень.

Далее, рисунки 1,2, снимается фиксация поршня с поплавком и поплавок всплывает, сразу же упираясь в верхнюю крышку. И на поршень уже не действует сила Архимеда, действующая на поплавок,  так как он отсоединён от порншня.

Одновременно со снятием фиксации открывается клапан между внешней ёмкостью и сосудом, и дополнительная жидкость поступает в механизм. Это нужно, чтобы жидкость оставалась между боковой гранью поплавка и стенкой сосуда и высота столба жидкости не уменьшилась.

При движении вниз поршень так же толкает рычаг, закреплённый за него снизу, и этот рычаг делает полезную работу, к примеру вращает привод генератора или передаёт усилие на любой другой механизм. При этом, чем ниже опускается поршень, тем меньше должно быть усилие, вплоть до нуля, снимаемое с рычага, чтобы пружина прогнулась на максимальную величину.

В результате давление на поршень, а значит и пружину увеличивается, и поршень двигается вниз, сжимая пружину. Но так как пружина жёсткая, то он пружина прогнётся лишь незначительно и лишь небольшая часть доплнительной жидкости поступит в сосуд - рисунок 3.

Внимание!!! Как видно из рисунка 3, высота столба жидкости за счёт поступления дополнительной жидкости увеличилась лишь немного, и поступление внешней жидкости в механизм не является главной действующей силой, а больше нужной для поддержаия нужной высоты столба жидкости, хотя, тоже какое-то влияние на прогиб пружины несомненно оказывает.

Если бы пружина была ещё жёстче, то соответственно долив дополнительной жидкости был бы ещё меньше, но для наглядности рисунков оставим все так, как есть.

Далее, рисунок 4, поршень фиксирутся фиксаторами в своём нижнем положении.

И сразу же открывается заливной клапан верхнего бокового бака и начинается слив жидкости.

Затем, рисунок 5, открывается заливной клапан среднего бокового бака и продолжается слив жидкости.

Затем, рисунок 6, открывается заливной клапан нижнего бака и завершается слив жидкости.

Одновременно с открытием клапана включается электрический насос, закачивающий жидкость во внешнюю ёмкость. Насос использует часть энергии, произведённой механизмом.

Чем больше производительность насоса, тем меньшего объёма будет нижний бак и тем выше будет его дно относительно положения поршня и тем на меньшую высоту нужно будет поднимать жидкость.

Поплавок опускается на поршень и фиксируется фиксаторами- рисунок 7.

Далее, рисунок 8, окрываются фиксаторы. удерживающие поршень и сжатую пружину.

Далее, рисунок 9, сжатая пружина пружина толкает поршень вместе с поплавком вверх, так же толкая рычаг, закреплённый снизу за поршень, и рычаг делает полезную работу, к примеру вращает привод генератора или передаёт усилие на любой другой механизм.

Важно, чтобы нагрузка на этот рычаг была достаточной, чтобы поплавок ударяясь в демпферы верхней крышки не разрушал механизм. Но и такой, чтобы поршень смог достичь своего верхнего положения.

Далее, рисунок 9-1, открывается сливной клапан среднего бака и рабочая жидкость заливается обратно в сосуд.

Далее, рисунок 10, открывается сливной клапан верхнего бака и рабочая жидкость заливается обратно в сосуд.

Далее, рисунок 11, открывается клапан, соединяющий внешнюю ёмкость с сосудом и ещё часть рабочей жидкости заливается обратно в сосуд.

В результате, рисунок 1, сосуд с поршнем и поплавком снова полный.

На этом цикл заканчивается и начинается следующий, аналогичный предыдущему.

Ниже показано видео в движении.

Так будет, или не будет работать? Ждём Ваших аргументированных комментариев !!!