各位车友都应该清楚汽油车上的三元催化器吧?实际上柴油车上的SCR催化器与三元催化器再做同样的工作,都是为了消除氮氧化物、以及其它污染气体,只不过方式不同;三元催化器内部的反应材料为三种贵金属(铂、铑、钯),那么SCR催化器、是不是也需要有反应材料?
所以尿素、氨水、亦或者是氨气(注意可还原氮氧化物为氮气的元素不固定,尿素可以去还原、氨水也可以),实际上就是SCR催化器中用于还原氮氧化物的反应材料,与三元催化器中的铂、铑、钯元素同等意义;只不过三元中的三金属元素寿命长、消耗少,而SCR催化器对尿素、氨水等材料消耗量大,所以这类车往往定期需要补充尿素等材料、颇麻烦,而三元却能挺很多年!
主要原因还是在于柴油机燃烧层面与汽油机不同,导致柴油机的氮氧化物排放量远比汽油机高,而富氧状态下、三元催化堆氮氧化物的还原效果会大幅度减弱,所以这就是柴油机不使用三元催化器的原因;柴油机排放难点主要集中在两方面,其一氮氧化物高、其二不完全燃烧颗粒多,而想解决这两个问题,主要有两种处置理念!
保证燃烧:大幅度增加柴油机的燃烧效果(依靠各种优化手段、及增压化),使得燃料在富氧环境下燃烧,极大程度降低颗粒,不过高温下的富氧状态、将大幅度促进氮氧化物的直接产生;所以再依靠SCR催化器、利用尿素等还原材料来处理氮氧化物!
抑制氮氧化物:如果说SCR是对尾气的外部处理,那么通过EGR配合DPF的方式,就属于对尾气的内部处理了;利用EGR来降低温度、以及含氧量,从而在内燃机燃烧环节上抑制住氮氧化物的产生,而降温、减氧后的环境必然令燃烧恶化,虽然抑制了氮氧化物、可不完全燃烧颗粒又产生了,所以最后用DPF来捕获那些不完全燃烧颗粒!
所以柴油机而言,最大的压力就是源于氮氧化物的抑制,而上述两种方式、皆是合理控制氮氧化物的方式;只不过第二种过于理想、牺牲了燃烧,这对于经济效益是有影响的;任何时候、燃油经济性的意义都是最大的,所以第一种保证燃烧配SCR催化器的方式也就逐渐成为了主流,虽然氮氧化物含量更多、但柴油烧的更完全、可以获得更好的经济效益,至于氮氧化物多、用尿素还原即可!
如上图所示、这就是SCR的结构原理图,尿素等还原材料并不是喷进发动机内,而是喷入排气管头段的分散区域、与废气进行混合,再将还原好的尾气通过SCR催化器本体,之后才会排出,排出的尾气还会经过一个传感器,当经过处理的尾气、依然存在氮氧化物,那么传感器就会给计量泵一个加大尿素剂量的讯号,剂量泵就会增加尿素喷射量;实际上SCR与三元催化一样,尿素则与贵金属铂、铑、钯意义相同,它们的工作场所都是在排气管内、而并非参与发动机内部工作!