柴油发动机自1892年面世以来 , 凭仗其杰出的动力性、经济性和耐久性等长处, 在各种动力设备、船只和车辆上得到了广泛的运用。从上世纪80年代后期开端, 轿车上也不断增加地运用柴油发动机 , 现在德国生产的1.4～2.0L 排量的小轿车中, 有 61%是柴油机轿车, 而法国柴油发动机轿车的份额高达88%。从世界范围来看, 轿车柴油化已成为一种不可逆转的趋势。

柴油机与同等功率的汽油机比较,微粒( PM) 和氮氧化物(NOx) 是排放中两种最主要的污染物。从现在下降轿车尾气排放的技能途径来看, 要到达国Ⅳ排放规范, 一般不再从发动机自身的结构方面采纳办法, 通常是采纳排气后处理的办法来下降污染物的排放量, 而尿素作为挑选性催化复原法(SCR)是最具现实意义的办法, 它能把发动机尾气中的NOx 减少50% 以上。

什么是SCR?

SCR是Selective Catalytic Reduction的缩写,挑选性催化复原转化器。SCR是用来下降发动机尾气中的NOx(氮氧化物)的,使车辆满意更高的排放法规请求,比方欧Ⅳ、国四排放请求。SCR的原理即是在富含NOx的尾气中喷入尿素水溶液(Adblue),使其间的NOx复原成N2(氮气)和H2O(水)。

因为NH3可以挑选性的与NOx反响而不是被氧气氧化,因而反响称为挑选性的联系：带SCR体系的货车或轿车要运用尿素水溶液,假如不加的话OBD就会报警，超越2小时还不加，OBD就会限制发动机的输出功率，车辆加快无力，更长时刻不加，OBD就会将发动机锁死。

SCR安装在柴油轿车排气体系中, 将柴油发动机排气中的NOx催化复原成N2和O2。尿素溶液通过一个加热的管道从尿素储液罐中被吸取, 然后用压缩空气将尿素溶液均匀地吹入尾气中, 尿素溶液被气化并释放出氨气, 然后在 SCR 体系的催化器中使 NOx 加快转化成纯洁的氮气和水。

尿素热解原理：

尿素受热水解成氨气和水。

( NO2) 2CO→HNCO+2NH3

水解：HNCO+H2O→CO2+2NH3

组成：( NH2) 2CO+H2O→CO2+2NH3

NOx 变换：4NO+4NH3+O2→CO2+2NH3

6NO2+8NH3→7N2+12H2O

氨气与NOx 催化复原反响生成对人体无害的N2(氮气)与H2O(水)。

尿素的喷入量有必要与NOx 的浓度相匹配，在确保下降 NOx 的一起，不能超越必定的剂量。尿素的喷入量过少，达不到应有的处理水平; 尿素的喷入量过多，则会使剩余的氨气排入大气，致使新的污染。所以，有必要要有高灵敏度的NOx浓度传感器以及相应的高精度的尿素喷发设备。

为了挑选铲除NOx的最好办法, 有必要研讨柴油发动机的尾气排放状况,特别是 NOx 排放时的温度区间以及浓度。测试数据表明, 大概 80%的 NOx 是在柴油机最大负荷时排放的, 其相应的温度区间为350～550℃。因为尾气通过排气管路会有必定程度的降温, 因而催化转化器的作业温度可以限定在250～500℃。

SCR 的作业功率取决于气体的温度,假如在 200～500℃的温度范围内作业, 其功率是 85% , 实际车辆的操作条件都可以到达这个请求。欧Ⅳ规范请求的转化率是 50%, 欧Ⅴ规范请求到达 70%, 所以 SCR 体系彻底可以满意请求。

中国正在积极地施行更为严格的排放法规,特别是制定了中重型柴油车的排放规范,其施行过程是: 2016 年 4 月 1 日东部11省市施行国五排放法规, 2018年 1 月 1 日全国施行国五排放法规。

要到达国五排放规范, 尿素- SCR 催化净化技能是柴油机尾气污染管理最有用的技能之一。可是, 要使该技能在中国得到运用, 还存在很多疑问。首先是技能疑问,需要对发动机机内燃烧技能进行改进,再加上后处理设备。再者即是本钱疑问,SCR 技能比 DPF 技能更为杂乱,本钱也相对较高;发动机基本上都是选用高压共轨技能, 此技能的本钱约为发动机本钱的 50%, 对发动机生产公司来讲压力很大。此外, 还有尿素加注站的疑问 , 需要国家的计划和政府的大力支持。熊猫牌车用尿素连锁加注站有用处理国四国五车加注疑问，在国内范围内大力推广非常关键。