大众注入车用尿素溶液让氮氧化物排放量减少

2019-09-28 行业资讯盖世汽车余秋云

　　据外媒报道，自2018年以来，大众柴油车只配备了SCR（选择性催化还原技术能够显著降低尾气中的氮氧化物）尾气处理系统。现在，大众汽车研发出了进化版本的SCR系统，即“双份剂量”（Twin Dosing），在串联的两个SCR催化转化器上选择性地注入车用尿素溶液。目前，该系统用于大众新款帕萨特2.0 TDI Evo车型上，该车型发动机最大功率为110 kW（150 PS），已满足未来欧洲6d排放标准的技术要求。

　　图片来源：大众官网

　　目前的RDE（真实驾驶排放量）测量也证实了大众新款2.0 TDI Evo车型中注入双份剂量的车用尿素溶液后，确实让其氮氧化物水平与上一代相应车型相比，降低了约80%。未来，大众将逐步将新技术引入所有配备2.0 TDI Evo柴油机的车型。除了帕萨特车型之外，新款Golf的TDI柴油机也将注入双份剂量的车用尿素溶液。

　　双份剂量的车用尿素溶液需要用到位于车身下部的第二个SCR催化转化器。由于与发动机距离较远，第二个催化转化器上游的尾气温度与第一个比要低100摄氏度，因而为尾气后处理开辟了一个窗口：即使接近发动机的尾气温度达到500摄氏度以上，该系统仍然能够实现很高的转化率。此外，SCR系统下游的阻塞催化转化器可以避免大量的氨液泄漏。

　　创新型双份剂量工艺弥补了柴油发动机的系统缺陷，因为柴油的能量密度更高，燃烧更高效，因而，现代的柴油发动机与汽油发动机相比，二氧化碳排放量更少。但是，柴油发动机也受限于特殊要求。例如，因为燃料燃烧需要在大量的空气中进行，而空气的主要成分是氮，氮在燃烧过程中会与氧发生反应，从而形成氮氧化物。

　　为了减少柴油发动机产生的氮氧化物，需要用到氨。通过一个加注模块，将其作为水还原剂（车用尿素溶液）注入SCR催化转化器的上游尾气中。随后，溶液蒸发、还原剂被分解，与蒸汽结合形成氨。在SCR催化转化器中，氨（NH3）会与氮氧化物（NOx）在一个特殊涂层上发生反应，形成水和无害的氮（N2），氮也是人类呼吸的空气中的主要成分。

　　在现有的尾气处理系统中，一个紧密耦合的SCR催化转化器安装在涡轮增压器、柴油催化转化器（用于转化未被燃烧的碳氢化合物）和连接消声器管道的柔性连接件之间。柴油颗粒过滤器呈蜂窝状结构，采用SCR涂层后，可以让单个组件执行多种功能。SCR催化转化器紧密耦合的结构，能够在车辆冷启动后，让尾气温度快速达到高转化率所需的温度，转化率超过90%的理想条件是尾气温度在220摄氏度至350摄氏度之间，在很多操作条件下都能够满足此类条件。

　　但是，在双份剂量系统的帮助下，即使尾气温度超到350摄氏度，转化率仍没有下降。而如果车辆在高速公路上高速行驶，发动机长时间高速运转，以及车辆在上坡，特别是车辆还载满物品或者拖着拖车时，尾气温度就会超过350摄氏度，因而可以让其转化率超过90%。

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