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為什麼有的柴油車要加尿素?
2018/09/07 09:03
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車用尿素是什麼,你知道嗎?

我們最熟識的尿素是農業上使用的肥料,但你知道嗎?
其實醫藥、食品、化妝品中都使用尿素。
現在,柴油車上也用上了尿素,
不過不是用在氣缸裡面「燒」的,是在排氣管(消聲器)裡面「燒」的,
即用於「汽車尾氣後處理」。
您不了解的車用尿素

汽車為什麼要做尾氣後處理?

讓我們慢慢道來:

一、尾氣為什麼要後處理?

大家知道柴油燃燒以後要排放顆粒和廢氣,

這廢氣除了柴油燃燒產生的水和二氧化碳外,

還有氮氧化物(用Nox表示),

這個氮氧化物是有害氣體,

必須經過處理了才能排放到大氣中。為什麼氮氧化物多?

因為現在柴油機都是搞增壓柴油機,要讓柴油完全燒掉完,

必須有足夠的氧氣進去,而問題又來了:

高增壓後氧氣太多、就燃燒產生富產物氮氧化物了。

二、怎樣處理尾氣?

因為排氣出來的碳顆粒(黑煙)會在消聲器裡面催化器燃燒掉。

氮氧化物氣體處理就要用尿素。

這不是化肥的尿素,

是純凈度比較高的尿素按濃度32.5%製備。

尾氣處理很簡單:

就是尿素利用排氣管的餘熱將其分解成為氨氣,

氨氣再與氮氧化物反應生成氮氣和水。

我們在初中化學學習過,氮氣和水都是無害的,

排放到大氣就對得起自己良心了。

三、什麼條件才能處理尾氣?

1、溫度:

必須夠一定的溫度,尿素才能分解出氨氣;也才能與氮氧化物反應。

2、排氣有過量的氮氧化物,

探頭(氮氧化物傳感器)才向電腦版報告,

車載電腦發出指令,尿素泵才定時、定量噴射尿素。

所以說,

排氣溫度傳感器不探測到200°以上尿素是不噴射的

(所以有些「聰明」的司機就拆除或者移開一些溫度傳感器,

讓尿素不噴。是否妥當,下面再說)

四、尿素噴射是否與發動機油耗有關?

實際上,尿素是後處理劑,與發動機油耗無關。

但是,為什麼一些司機在用完尿素不加、或者故意不用,就會比平時增加油耗?

這個下面再說。

五、司機們應對尿素的種種高招:

1、刷電腦版,將國四發動機刷成國三;

2、將溫度傳感器拆除----

    讓電腦感應到排氣管沒有熱;

    將傳感器移開一些距離----讓溫度永遠達不到200°以上,

    電腦不指揮噴尿素。

3、將尿素稀釋:用純凈水或者清水稀釋尿素,以減少尿素使用量。

4、將尿素噴管折回尿素罐以循環,不讓尿素噴出去。

5、對幾個傳感器進行改裝、「蒙蔽、欺騙」電腦版,

     讓其執行錯誤信息,不再指令噴射尿素。

6、乾脆拆除尿素噴射系統

六、對上面種種高招的解釋

1、刷電腦版,這是在得到主機廠授權才能辦的事,

    這是可以達到的

(估計在監管部門重視、競爭對手攻擊下,今後說不會做了的)。

但是,

國四的燃油噴射系統與國三不太一樣,

就噴射壓力就不一樣,

按設計國四機應該比國三機油耗低1-5%的,

所以說,刷前要考慮好。

當然,

那些路邊店鋪自學成才的刷電腦版就更加要考慮清楚。

2、將溫度傳感器

(一些有2個的分前和後溫度傳感器如天龍、乘龍等,

   一些只有一個如解放J6)

拆除或者移開一些距離,是可以讓其不噴射尿素。

但是電腦檢測到「排氣管長期溫度低」

就會顯示錯誤或者故障符號,在一定時間後,

發動機電腦便限制動力(功率)輸出。

而這個「故障」出現的延長時間是多久,

因各個發動機廠家設計不同,某廠家是設計50小時後。

而限制功率是多少?

也是廠家不同,某廠家是限制到原機的75%,

甚至一些是50%。

3、尿素稀釋。

如果尿素稀釋,其參加反應的尿素就少,

處理的尾氣讓探頭始終探到排放超標,

電腦就一直指揮尿素泵不斷加量噴射,當然也會使用多了。

4、讓尿素管折回來,

電腦是可以探測、分析到的,

因為排放的持續不合格電腦檢測排放、和前後溫度沒有變化,

也會認為是故障,然後進行功率限制的。

5、對於「欺騙」電腦,

這個要達到不修改電腦版、不減功率、不增加油耗、

隨時恢復原狀方便檢測和年審,

那是需要發動機廠技術人員才能做到的,

不是一般人能夠達到的,能夠達到就是高手了。

6、拆除尿素系統是不行的,電腦檢測到故障後就限制功率了。

當然,

重載卡車一般每公里要消耗0.1-0.17元左右尿素。

相信司機都有這種心理要「不燒尿素」,

特別是想到,

同樣的道路、貨物、油價,開國三車的就比開國四車的成本低,

心理就不平衡了---

看開點!

賺得再多也不一定是自己的,要花掉的才是自己的。

七、為什麼一些司機做過手腳後,沒感覺到功率下降呢?

因為現在的車功率都很大,420/430馬力的,儲備功率足夠。

如果高速上、平原上用不了那麼大功率,

因尿素問題而限制功率後,感覺不明顯。

八、為什麼不加尿素後,油耗會升高?

因為,

當發動機功率受限制而下降後,

在超車或者爬坡前,就得提前加大油門沖。

比如,

前面2公里有一個坡,平時到坡腳再加油就可以衝上去了;

如果功率限制了,就得提前2公里提速沖坡,

那麼這2公里的路段就是額外的耗油了,

一個月下來就會發覺不加尿素會比加尿素會增加油耗。. .

.............................................................................

為什麼有的柴油車要加尿素?

2015/05/26 來源:知乎日報Sleepy Lin因為排放問題,需要處理氮氧化物。

不嫌囉嗦繼續往下看。

解決排放問題的方法有兩種,

一種是「預防」,在事物發展的前期遏制問題的發生;

一種是「治理」,在問題發生以後進行有效的收尾。

這兩種方法分別叫做前處理和後處理。

前處理治本,後處理治標。

柴油機的排放物,主要是氮氧化物 NOx 和和微粒 PM

(包含碳煙 DS),其次是 HC 。

柴油機的 CO 和 HC 與汽油機相比少很多,但 PM 要多出不少。

柴油機的歐洲排放標準是這樣的:

90 年代初,很多技術得到電控的輔助,發展迅速(比如日本電裝拉開高壓共軌的序幕),通過燃燒室、噴油規律、進排氣等等的改進,在機內完成凈化是可行的,

但不論是歐洲還是中國,基本在第四階段的排放指標完成了一個轉折,完全依靠前處理來達到當下的標準,已經做不到了,CO 作為燃燒完全與否的證據,其標準在後幾個階段都沒有變化,這基本可以說明「繼續優化燃燒解決排放」是比較困難的一件事。前面提到柴油機的排放物最關鍵的是 NOx 和 PM,處理微粒主要靠微粒捕集器(DPF),NOx 則主要靠催化還原。NOx 對於汽油機來說也是比較關鍵的排放物,汽油機與柴油機的 NOx 排放不會差很多,當然柴油機的控制會難一些,不過兩者基本在一個數量級。

歐洲是在第三階段排放標準才正式將 NOx 排放單列一項的:

NOx 的生成條件主要是高溫富氧。

汽油機的排溫比起柴油機要略高 100~200°C,但通過一段管道以後到後處理的部分時基本都差不多。其後處理控制 NOx 主要是通過三效催化劑來完成的,三種貴金屬當中的銠 Rh 在較低的溫度下就可以催化 NOx 被還原劑還原為氮氣,還原劑可以是 H2 也可以是 CO。

不過這種還原反應是很依賴環境當中的氧濃度的,氧濃度超過一定限度以後,這種氧化還原反應就很難有效的實現,這是前提。

而不論是汽油機還是柴油機,燃燒過程基本上可以分為滯燃期(著火準備),急燃期(迅速釋放能量),以及後燃期(未在急燃期完全燃燒的燃料繼續釋放能量)。

不過柴油機在後燃期之前,一般會認為存在一個緩燃期,這個時期燃燒仍然迅速,缸內壓力持續上升,可是活塞已經過了上止點開始下行,氣缸容積不斷增加,燃燒必須足夠快,壓力的上升才能抵消氣缸容積膨脹的效果,因此總體來說壓力上升速度比急燃期更慢。

在後燃期時,因為急燃、緩燃期間產生的廢氣以及中間產物的存在,氧濃度已經開始下降,如果氧濃度不足,會造成剩餘燃料的燃燒急劇惡化,結果就是燃燒不完全經濟性下降、微粒排放提升等等的效果。

柴油機的這個現象頗為嚴重,增壓的效果會在這裡帶來很多利好(事實上如今的柴油機增壓器幾乎是標配),因此柴油機需要富氧燃燒,可是富氧燃燒是柴油機的 NOx 控制更難的原因。

結合前面提到的三效催化器對氧濃度的依賴,讓柴油機使用汽油機的三效催化器是不現實的。

當然調節缸內燃燒也存在矛盾,即 NOx 和 PM 之間的難以調和,此消彼長。

使用尿素處理 NOx 的方法,被稱為 SCR (Seletive Catalytic Reduction),催化作用選擇性超強。

SCR 使用的還原劑可以是各種氨類物質,比如氨氣 NH3,氨水 NH4OH,尿素(NH2)2CO 等等,甚至是一些 HC。

使用氨氣時,工作溫度需要在 250~500°C範圍內,相關反應是這樣的:

如果溫度過低,反應就沒辦法有效進行,溫度過高時,則會損傷催化器,並且會使還原劑直接氧化造成更多的還原劑消耗,導致新的 NOx 生成:

如果使用氨水作為還原劑,效果拔群。可以降低 NOx 排放 95%以上。但是整機需要一套非常複雜的控制系統,而且氨水的氣味非常讓人難以接受。

所以通常來說,使用尿素更為方便,尿素的水溶液在 200°C 的溫度以上,會產生 NH3。

如此,通過噴射以及控制系統,就能夠有效的對 NOx 進行處理了。

ECU 通過柴油機的轉速以及燃油噴射量計算出 NOx 的排放濃度,通過尿素理論、SCR 催化器的溫度對 NOx 的轉化率進行估算,並計算所需要的 NH3 量,

最後通過 NH3 與尿素之間的關係得到當下需要的尿素噴射量。

效率比較可觀,歐四要求的轉化率僅為 50%。

對於排放而言,前後處理的技術如何搭配也比較講究,需要在性能與成本當中做折中。

還記得前面提到的,調節缸內燃燒時 NOx 和 PM 的矛盾麼,

使用後處理來調和這個矛盾是比較重要的,要達到歐四或者歐五的標準,SCR 已經是比較常見的一條路了。

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