柴油车为什么要加尿素?
一个是尿素,一个是柴油,粗一个这两个怎么可能会混在一起用,实则这背后的原因是为了解决环境污染的问题,让我们不得不崇拜科学家和设计师的聪明。
尿素一般都是我们种植农作物的时候才会用到,那为什么他会和柴油一起用,这样能用吗,会不会把车或者说机器给堵死呢,带着这些问题我们一起来探索下。
尿素为什么会和柴油一起用再讲之前我们需要先来看一下,汽油车与柴油车的区别,为什么这样说呢,因为这两者是存在一个很大的区别,是方便我们进行对比的。
汽油车一般都是用的汽油,而柴油车一般都是用的柴油,这个时候问题就出现了,为什么汽油车就不用尿素呢,而只是柴油车才需要,原因就在他们燃烧过程中所产生的尾气是不一样的。
一、汽油车尾气的原理
汽油车在产生动力的时候,就会排出尾气,这个时候尾车中是含有大量的化合物,比如:一氧化氮,二氧化氮,四氧化二氮。这些都属于污染物,此时为了把这些污染物进行合理的分解,让空气中的环境尽量少受到污染,(这也是为什么现在大量发展新能源车的原因)所有的汽油机都会出现一个非常重要的东西,那就是安装一个三元催化器。
科普一下:什么是三元催化器
三元催化器是指安装在汽车排气系统中的最重要的一个机外净化装置,简单的一点理解就相对是一个空气净化器。
它是将汽车尾气所排出的CO、HC和NOx等有害气体通过氧化和还原的作用转变成一种无害的气体。简单一点就是把废气中的主要三种有害物质通过净化之后转为无害物质。所以也可以称作为三元。
为了让这些污染物合理的分解,三元催化器在他们燃烧的过程中通过催化剂就可以把这些化合物分解。因此所排放出来的尾气得到了合理的降解。然后再排出到空气中去。
虽然这样也会受到污染,但相对比之前受到污染还是少了很多,这也是为什么现在汽车都是国六的标准了,目的就是为了提高尾气对空气的影响。整个过程都是通过高温加热的形式来完成的。这就是汽车尾气的一个工作原理,
二、柴油机的尾气原理
之所以说柴油中要加尿素,最关健的就是因为柴油车并没有安装三元催化器,并不是不能安装而
是因为安装之后,对于柴油机来说还是一种负担。为什么会这样说呢:
因为柴油车中所排出来的尾气含有大量的氧气,这一点是比汽油又多,而三元催化器的作用就是还原作用,这个时候在氧气非常多的情况下,那自然三元催化器就起不到任何的作用,所以就只能放弃。
这个时候就出现尿素与柴油一起使用的情况了,这也是通过公式计算出来的,因为氮氧化物再遇到尿素时就会产生分应,同时可以分解出氮气,水,二氧化碳,一氧化碳,那就达到了标准。
这里有一点需要给大家介绍一下,尿素并不是直接加到柴油里面的,他是通过油箱旁边的一个电子系统来进行控制,当你车辆发动的时候,他就会通过一个尿素泵的喷嘴把尿素喷入到排气管去,在排气管中进行化学反应,并以此来达到分解。
使用多少的尿素,以及如何合理的分配,就是靠这个电子系统来计算,因为他会根据发动机的转速以及喷油量计算出所需要的尿素。
当然这个过程不可能会需要大量的尿素,只是需要一点点就可以了,否则带多了也会给车辆增加麻烦,就类似我们的机油一样。一般与燃油的比例大概是3-5%左右。
所以这就是为什么柴油车需要加尿素的原因了,其主要的目的还是为了分解柴油车所排放出来的污染物。
所有的柴油车都必须加尿素吗看到上面的分析之后,大家就会有一个疑问,所有的柴油车都需要加尿素吗,现实是并不需要,有些车上尾气排放系统是经过其他的特殊处理后,不需要加尿素,这种情况只存在部分车辆。
因为整个尿素系统所占用的空间是非常大的,而一辆车整体来说是相对比较少了,为了节约空间有些柴油车自然就不用加尿素了。
一般尿素的车都是商用的,或者说那种大型的货车,国外很多是用的这种,但家用车一般都不会使用,他们使用的是废气再循环系统,这套系统同样可以降低柴油的难以分解的化合物。
为什么并不是所有柴油车都需要加尿素呢上面也说了,柴油车有些是需要加尿素,有些是不用的,这个除了有新的动力的系统支撑外,还有另外三个方面:
一、尿素种类太多,不合格的产品也多
如果你有种植过农作物,就一定会知道尿素的种类是非常多的,这种时候如果没有买到适用自己的车辆,或者说买到一些不合格的产品,那对自己的车影响是非常大的。
虽然说可以弄成柴油车专用,但这个质量难以把握,举一个很简单的例子,现在汽油这么普遍,有些人还是会加到一些质量比较差的油,从而对车造成一定的损耗。所以这个时候柴油车制造商也发现了这个问题,为了增加自己的销量,提高车子性能度,研发一套新的分解系统就是非常好的。
二、尿素在使用的过程中会结晶
你如果有看到过你自己家使用的尿素,就会发现一个问题,如果一定时间没有处理,就会成块、成块,这个时候就是结晶了。
那结晶了自然就会对车辆产生一定的影响,同时也没有办法对尾车再进行分解,这样就达到了更好的节能效果,同时还会产生一些有害的物质。
三、成本过大、系统占空间
上面也和大家说过了,一套这样的尿素处理系统是非常占空间了,原本汽车就是比较小的,这个时候再占据一个空间自然就会造成整个车辆都比较拥挤,很容易造成不同的系统进行串位。所以是非常的不适合柴油车的。
再一个就是这一套尿素电子处理系统成本是非常大的,因为他需要在尾气管中进行喷射,这样才能更好的分解,那一套成本起码是上万元了,从用车的成本角度出发也是非常不合适的。
所以结合这三个方面来说,一般的家用车都不会安装一个尿素电子系统,所以就不需要再用到尿素,自然就可以用其他的系统来分解尾气的有害物资了。
如果不用尿素可不可以驾驶那这个时候大家又会有一个疑问了,如果我是有尿素系统的,不加尿素可不可以行驶,准确的来说是可以行驶的,因为他不会影响你的动力系统,只不过相关管理部分允不允许你上路,就是另外一回事了。
再一个就是有人说如果不使用尿素,那么动力明显感到不足,这一点不知道是不是这样的一个情况。所以正常来说你是有尿素系统的,那是好是使用尿素,这样不仅可以保护环境,也可以增加你的动力。
最后:
车用尿素从一定程度上来说,还是更好的解决了柴油车尾气分解的情况,但是他的缺点也是非常明显的,所以现在几乎很少看到这种还需要加尿素的车。
当然,为了更好的环境保护,可以说新能源车正是现在最好的选择,不仅省油,还能对环境起到非常的好作用,缺点就是续航太短了,再一个就是充电桩太少了,如果能把这两个都优化,那自然在未来是看不到燃油车了。
柴油车为什么要加尿素?
尿素明明是化肥,怎么能加到柴油车上呢?
化肥尿素
相信大家都有这个疑问。
要回答这个问题,咱们先了解一下柴油车和汽油车的区别。
汽油车,烧汽油,汽油喷射进入汽缸,和空气混合,压缩,然后火花塞冒个火花,点燃汽油空气混合物,燃烧发热膨胀推动活塞移动。
柴油机类似,燃料是柴油。也有汽缸,活塞这些,但是没有火花塞。
没有火花塞,柴油怎么燃烧呢?答案是,直接把空气压缩压缩,压缩到很小的体积,然后,压力很大,温度也会升高。在此情况下,柴油就会自己燃烧了。
用最普通的话说,汽油机是点燃汽油,柴油机是压燃柴油。
你知道上图中哪个是汽油机哪个是柴油机吗?
所以,同样是压缩过程,汽油机的压缩比在8到10,而柴油机的压缩比动不动就破20。
而空气中有百分之七十左右的氮气,在燃烧过程中,会产生氮氧化物。比如一氧化氮,二氧化氮,四氧化二氮。这些都属于污染物。
为了清除这些氮氧化物,汽车上采取了安装三元催化器的办法,用催化剂把这些氮氧化物分解掉。
但是,由于柴油机工作原理的差异,尾气中的氧气含量比汽油尾气中的氧气含量要多不少,而三元催化器是采用的还原原理,氧气太多的环境下,三元催化器就会失效。废话,本来我要还原,结果来了这么多氧气让我氧化,罢工!
此路不通,只能另选路线。
于是,专家们选择了尿素这种化合物。
可见,氮氧化物遇到尿素发生反应,最后分解成了氮气,水,二氧化碳,一氧化碳这些东东。
但是这个反应方程式不严谨。实际上,尿素是在高温下,是先水解产生氨气,然后氨气和氮氧化物反应,将氮氧化物分解生成氮气和水。
但是这个喷尿素,也是挺有技术含量的。
柴油车的尿素水就是加到这个尿素箱里面
车辆上面有个小电子系统,会根据发动机转速、喷油量等数据计算出氮氧化物的理论生成量。然后计算出所需要喷射的尿素量,然后控制喷射系统向排气端的高温尾气中喷射尿素来消除氮氧化物。
怎么样?是不是很神奇?
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柴油车为什么要加尿素?
在人们观念中尿素就是地里用的肥料,拥有刺鼻的气味,很难将其与汽车联系起来。但是尿素本质上是一种化学物质,尿素在高温下可以产生氨气,而氨气则可以用来净化汽车尾气中的氮氧化物,在这个反应中氨气充当了还原剂,将氮氧化物转化成无害的氮气和水。氮氧化物是汽车尾气主要的污染物,也是排放法规严格要求控制的物质。
不论是汽油机还是柴油机尾气中都有氮氧化物,主要是由于发动机吸入的空气中70%以上都是氮气,燃料在气缸里燃烧产生的高位高压使得氮气转化成氮氧化物,燃烧时氧气越多燃烧温度越高,生成的氮氧化物就越多。而柴油机由于压缩比大且大部分工况下都处于富氧燃烧,因此氮氧化物的排放量远高于汽油机,因此必须处理尾气中的氮氧化物。
装备有尿素系统的柴油车需要有一个尿素容器用来盛放尿素液体,ECU根据发动机转速、喷油量等数据计算出氮氧化物的理论生成量,再根据化学反应配比计算出处理这些氮氧化物所需的氨气量,进而推算出所需要喷射的尿素量,然后控制喷射系统向排气端的高温尾气中喷射尿素来消除氮氧化物。
为什么柴油车不用三元催化器处理氮氧化物汽油车上的三元催化器可谓是个宝,同时解决氮氧化物、碳氢化合物、一氧化碳。但是三元催化器放到柴油车上还真行不通。因为三元催化器对氮氧化物的处理是一个还原反应,尾气氧含量太高是无法完成的。而柴油机的燃烧特性决定了其大部分时间内都是富氧燃烧,所以三元催化器对于柴油机尾气的氮氧化物处理起不到有效作用。
这里要重点说说柴油机的燃烧,汽油机永远都是按照理论空燃比为标准预制混合气,也就是说在点火燃烧之前气缸里的混合气已经准备好,只等火花塞点火就行。所以汽油机有节气门控制着进气量,内部空燃比始终在理论空燃比附近,氮氧化物生成量波动不大。而柴油机属于压燃式,为了保证正常工作柴油机进气系统不能有节流装置,否则进气量不足在压缩冲程末端温度达不到就会熄火。所以柴油机工作时每一次进气量都是最大,然后根据动力需求再调整喷油量。动力需求小的时候喷油少,动力需求多的时候喷油多,所以柴油机有很多时候都是富氧燃烧。
所有柴油车都需要有尿素系统吗并不是所有车都有,因为尿素系统占用空间很大,而很多家用车空间本来就紧张,因此很多乘用车并没有尿素系统,基本上都是商用车在用。家用车更多的使用废气再循环系统降低缸内氧含量以降低氮氧化物含量。不过欧洲很多柴油乘用车都有,打开油箱盖后就能看到在加油口旁边有蓝色的尿素加注口。
柴油车为什么要加尿素?
谢友邀请回答!
柴油车为什么要加尿素?对于这个问题,就要谈到环境污染问题。
地球由于世界工业的发展,环境污染已经非常严重。特别是很多地方沙尘暴,酸雨,空气悬浮物非常严重,已经危害到人类生存基础。
而汽车是排放大户,对环境污染有直接影响。特别是发动机排放物对环境污染相当大。而且汽车已经越来越多。所以,汽车尾气排放治理刻不容缓。
汽油发动机排放物主要是S化物,CO,CH化合物。工程师们利用三元催化装置,使用铂铑等金属为还原剂,通过排气管高温进行氧化还原反应,把这些有害物质氧化还原为CO2和水,变成无害,减少大气污染。
而柴油发动机排放物为NO×化合物和颗粒物。由于尿素和这些物质通过高温可以化学反应为N2无害排放。所以,柴油发动机在排气管安装后处理系统,实际上也是减少有害气体排放。
大家不要弄错了。尿素不是参与发动机燃烧的。它是通过尿素泵的喷嘴喷入排气管,在排气管内与废气进行化学反应排入大气的。
柴油机尿素使用量一般与燃油比为3一5%,但重型柴油机,或重载柴油货车尿素使用量可达8%以上。如果超10%就可能有故障了。
柴油机后处理系统与发动机电脑相连,如果有人拆下尿素泵,柴油机可能限扭,发动机动力下降。
说实话,虽然说柴油机现在技术比较成熟,实际上排放技术绝对不达标才采用这种方法减少有害物质排放。
为什么现在国家大力推广新能源汽车,同样是想减少排放。对于新能源汽车来说,纯电动车只是没有排放,空气干净了。但后期废旧电池问题怎么解决,实际上如果没处理好,电池污染不亚于汽车排放污染。一旦电池流入地表,同样是灾难性后果。因此,氢能源,核能,风能才是汽车工业的发展方向。
目前,柴油机实行国五排放标准,也有少数地区实行国六标准。从明年7月1日起,全国实行国六,到时国五不能生产,不能上牌了。所以,要求越来越严。
绿水青山才是金山银山。石油不可再生。发展新能源车势在必行。减少汽车有害物质排放是保护环境的一项举措。
以上为个人观点,仅供参考!
柴油车为什么要加尿素?
100升柴油消耗4升尿素,一辆重卡每年的尿素钱就达上万元。柴油车加尿素已经成为了标配,这一切都是SCR系统的缘故。
1.首先,我们要从柴油车的燃烧原理说起柴油车跟汽油车相比,有个非常大的区别,那就是没有火花塞。
柴油车以柴油为燃料,采用压燃点火的方式,通过将空气压缩产生高温,令柴油自燃。
柴油机的压缩比是20,比汽油机高1倍多。这意味着柴油机在作业时,需要更多的空气。而空气中含有约70%的氮气,在燃烧过程中产生更多的氮氧化物,对空气造成更大的污染,还会导致呼吸道疾病的产生。
为了控制这些氮氧化物的排放,汽油机采用了三元催化器的方法进行分解。
这个“三元催化”相信大家都不陌生,年检时必审的项目。如果不达标,年审就无法通过。
汽油机可以采用“三元催化器”,但柴油机却不行,因为柴油机压缩的空气太多,而产生的尾气中含有大量的氧气,无法进行化学分解。怎么办呢?那就要用到SCR系统了。
2.柴油机的scr系统科学家们想到了一个办法,那就是使用氨气和氮氧化物产生化学反应,将污染气体转化为无害的水和氮气。
氨气具有刺激性气味,就是夏天出汗后很久没洗的衣服放进热水里时的那股气味,非常刺鼻。而且氨气容易挥发,不适合在车上储存。
于是,科学家们就想到了尿素。尾气温度较高,尿素喷洒后就会分解成为氨气。而SCR系统也就诞生了。
SCR 尾气后处理系统主要由催化器,尿素箱,尿素供给单元,尿素喷嘴,氮氧化物传感器,排气温度传感器,环境温度传感器,压差传感器,喷射线管路,压缩空气罐,空气滤等组成。
其工作原理是这样的——尿素喷嘴装在排气管道上,借着发动机的压缩动力将尿素喷洒出来,并利用尾气的高温分解出氨气,和尾气中的氮氧化物产生化学反应,分解有害的氮氧化物,排出无害的水和氮气。
很多柴油车在出厂时,就自带了SCR系统。
3.如果为了省钱,不加尿素会怎样?许多开大车的司机朋友在运输过程中非常节俭,连一顿好的都不舍得吃。如果让他们花钱买尿素,他们会买吗?答案是:不得不买!
这就得说下SCR系统的高明之处了。
SCR系统和柴油机的中央控制单元ECU相连,通过检测尾气排放而对汽车扭矩进行控制。
如果没有使用尿素,就无法将氮氧化物进行分解。而SCR系统一旦检测到尾气中的氮氧化物超标,就会把数据传输给ECU。
ECU将收集到的数据和原设定值进行对比,判定尾气排放状态。如果超标,就会点亮故障警报灯,并限制发动机扭矩输出。
此时,柴油机司机会发现动力不足,怎么加油都没有用,甚至无法正常启动。这将极大地影响运输效率,增加时间成本。
另外,如果长期不使用尿素,柴油机的喷嘴、管路、尿素泵会很容易结晶堵塞,受到损坏。到时维修,又是一笔不小的支出。
因此,柴油车司机在行驶过程中通常都会主动加尿素。这样对自己好,也对路人、空气环境好。
总结来说,柴油机加尿素,是为了更好地控制尾气排放,这是利国利民的举动。但要想进一步解决尾气排放问题,还是需要大力普及新能源汽车。绿水青山,才是金山银山!
柴油车为什么要加尿素?
壹车热评,100%原创,谢绝搬运!
提到尿素,人们对它的第一反应可能会觉得这是一种被用于农业施肥的东西,它的学名是碳酰胺,是由碳、氮、氧、氢组成的有机化合物是一种白色晶体,是地球上最简单的有机化合物之一。
但如果有人告诉你的汽车也可以加尿素的话,你是否会感到很惊讶?没错,我们确实有给汽车加尿素的这种做法,不过这种尿素和农业施肥的尿素是有区别的,这是一种专门用于汽车的车用尿素。
之所以柴油车可以添加车用尿素,主要目的就是为了让减少柴油车的排放尾气中的有害气体,这样做可以柴油车的尾气排放达到相应标准,那么为什么加了车用尿素后排放就可以达标呢?
汽车排放的尾气,其主要成分有碳颗粒物、挥发性有机物、氮氧化合物、二氧化硫、碳氢有机物等,使用车用尿素的目的就是中和尾气中所含的氨氧化合物,而氨氧化合物是燃油中所含的氨元素在燃烧室内高温环境下,与氧气发生化学反应而生成的。
汽油车可以使用三元催化器,它最核心的部件就是其载体表面的金属催化剂成分,它主要是含有铂、钯、铑三种稀有贵重金属。而三元催化器可以有效地将汽车尾气中的氨氧化合物,转换成无害的氨气,因此汽油车不需要使用车用尿素,而且如果汽油车的发动机缸体是铝制的,那么使用车用尿素很可能会让发动机出现爆缸故障。
但三元催化器却不太适用于柴油车,因此使用柴油机的汽车如果没有外部辅助的话,它的尾气就很容易不达标,这也是为什么我们老觉得柴油车尾气比汽油车危害更大的原因之一。柴油车在添加了车用尿素以后,在汽车排放尾气的过程中,含氨量较高的车用尿素会进行自动喷射,与尾气中的氨氧化合物产生化学反应,形成氨气和水。
这样就可以让柴油车的尾气排放达到相应的标准,而且随着我们现在国六标准的日渐迫近,恐怕柴油车使用车用尿素的概率将会越来越大。不过虽然车用尿素是一种水溶性尿素,但我们却不能简单地将农用尿素与水混合后使用,因为车用尿素是有严格的配比要求。
在生产车用尿素的过程中,我们需要先将尿素提纯,也就是将农用尿素中的带电离子分离出来,制成去离子水,然后在用高纯度的尿素与去离子水按照大概32%:68%的比例进行混合,最后得到我们所使用的车用尿素。虽然车用尿素的生产过程用文字描述只有区区几十个字,但其整个生产过程和所需的设备却是较为复杂和严格的。
不过虽然车用尿素对柴油车尾气排放很有好处,但现实中使用车用尿素的柴油车主还是不太多,其主要原因壹车热评认为有以下几点:
1、 不合格产品太多由于车用尿素的制造较为复杂,所需的设备投入成本也比较大,因此在一些利益熏心的商人那里,低质假冒的车用尿素肆意横行。这些不合格的车用尿素大多都是从那些小作坊里制造出来的,虽然售价低,但其所含的杂质却很多,这让很多车主白白花了很多冤枉钱;
2、 尿素结晶问题车用尿素的结晶现象是一个很难解决问题,它也是广大车主最为诟病的地方。尿素本身对外界热度具有一定的不稳定性,而且在生产尿素的过程中,或多或少都会产生一定量的缩三脲,这是一种有害物质,它是车用尿素产生结晶的罪魁祸首。
所以在生产车用尿素的过程中,对尿素的高纯度性是有非常高的要求,而那些私人作坊是永远达不到这个标准的,因此就算我们使用正品车用尿素也会存在一定的结晶风险,更别说使用的是那些低价的劣质车用尿素了。
3、 外部装置的成本投入如果柴油车要使用车用尿素,那它就得有一套与之匹配的喷射装置,但这套装置的成本可不低,没有好几千块钱恐怕是搞不定的。在处理柴油车尾气的过程中,还会有一套催化还原技术与之同步,也就是我们常说的SCR系统。
这是针对柴油车尾气中氨氧化合物的一项处理工艺,在催化剂的作用下,喷射装置在喷入车用尿素后,将尾气中的氨氧化合物转换成氨气和水,而这套SCR系统是可以通过程序进行更改的。如果我们不想使用车用尿素,那么我们就可以对SCR系统进行屏蔽,而当我们需要进行排放检查时,再将屏蔽解开后加入车用尿素。
而且有些车企在制造柴油车时,也会为了降低成本而采用低质的SCR设备,这就会导致喷射装置的喷嘴在未达到额定温度的情况下开始喷射尿素,从而导致结晶问题的出现。
综上所述,车用尿素虽然对于柴油车的尾气排放能起到很好地帮助,将尾气中的有害气体转换成无害的气体排出,但车用尿素在我国的使用情况还是不太乐观。而且每次添加车用尿素都需要车主拎着一个沉重的塑料桶,这也让很多车主感到非常不方便,因此这也会让他们选择直接屏蔽SCR系统的方式。
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