老話說得好，知其然更要知其所以然。想必卡友對(duì)EGR系統(tǒng)已經(jīng)有一個(gè)大致的了解，其主要通過降低氣缸內(nèi)溫度和氧的含量來控制氮氧化物的形成，以達(dá)到減排的目的。
但除了EGR系統(tǒng)，后處理當(dāng)中還有另一重要的組成部分——SCR（選擇性催化還原）系統(tǒng)，也是基于降低氮氧化物含量的目的而生。雖然同EGR一樣都在降低尾氣中的氮氧化物含量，但SCR系統(tǒng)工作的原理與此是截然不同的。EGR系統(tǒng)是缸內(nèi)作業(yè)，而SCR系統(tǒng)則是缸外。
選擇性催化還原 工作原理并不復(fù)雜
一般情況下，EGR系統(tǒng)是在氣缸內(nèi)破壞氮氧化物生成的反應(yīng)條件，從而降低氮氧化物的含量，它充當(dāng)著一個(gè)“預(yù)防針”的角色。而SCR系統(tǒng)則是在氮氧化物已經(jīng)生成的時(shí)候去消滅它，充當(dāng)“手術(shù)刀”。其化學(xué)反應(yīng)式如下：
·(NH2)2CO(尿素) + H20 → CO2 + 2NH3 (2次污染)
·4NO + 4NH3 + O2 → 4N2 + 6H20
·2NO2 + 2NO + 4NH3 → 4N2 + 6H20
從化學(xué)式力我們可以直觀的看出，我們平時(shí)向尿素罐內(nèi)加注的尿素并沒有直接參與反應(yīng)，而是與水先反應(yīng)分解為二氧化碳和氨氣，氨氣進(jìn)一步與氮氧化物反應(yīng)生成無害的氮?dú)馀c水。
SCR系統(tǒng)工作第一步：尿素水解
尿素水解的過程是由發(fā)動(dòng)機(jī)行車電腦感知工況后，將所需尿素噴射量報(bào)告給定量給料單元模塊，這個(gè)高精度的單元在通過微處理器驅(qū)動(dòng)尿素泵工作，將所需尿素噴入排氣管內(nèi)。
簡(jiǎn)單地說，就是發(fā)動(dòng)機(jī)電腦告訴了定量給料裝置要噴多少尿素，定量給料裝置再將尿素噴入排氣管內(nèi)，以國(guó)五階段來講，車輛消耗100L燃油的同時(shí)也會(huì)消耗大約7-12L的尿素。
而尿素的供給方式分為電驅(qū)和氣驅(qū)，電驅(qū)依靠電動(dòng)泵來驅(qū)動(dòng)尿素噴射，而氣驅(qū)目前多用于解放動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)，依靠干燥罐內(nèi)的高壓空氣，驅(qū)動(dòng)尿素噴射，相較電驅(qū)來說故障率更低。
除此之外，尿素噴射還需要額外的裝置來輔助工作。考慮到32.5%理想濃度下的尿素在-11°以下環(huán)境會(huì)結(jié)晶，像這樣的低溫環(huán)境在北方城市很普遍，所以，在尿素罐當(dāng)中還會(huì)配備加熱裝置以確保尿素能夠正常輸送。
SCR系統(tǒng)工作第二步：催化還原反應(yīng)
尿素成功被分解為氨氣之后，氨氣才正式開始正式與氮氧化物做“斗爭(zhēng)”。首先，為了反應(yīng)使更加充分，讓反應(yīng)物接觸的面積更大，氨氣首先會(huì)通過擴(kuò)散裝置，以大的反應(yīng)面積分布在載體之上。（反應(yīng)溫度要求一般在200°以上）
而目前汽車的后處理一般使用TiO2為載體,以V2O5為主要活性成分，以WO3、MoO3為抗氧化、抗毒化輔助成分，當(dāng)然化學(xué)式可能不太好理解，但你只要知道這玩意換一個(gè)挺貴的就夠了。
在載體的表面，主要會(huì)出現(xiàn)兩種反應(yīng)：首先是4份一氧化氮和4份氨氣加上1份氧氣的反應(yīng)；其次是2份二氧化氮和2份一氧化氮加上4份氨氣的反應(yīng)。兩種反應(yīng)的反應(yīng)物雖然略有差別，但生成物同樣都是無害的氮?dú)夂退?jù)測(cè)定，目前的汽車后處理當(dāng)中依靠SCR系統(tǒng)，其氮氧化物的轉(zhuǎn)化率可在60%以上。
同時(shí)，在SCR系統(tǒng)的出口，還會(huì)配有額外的氮氧化物傳感器一監(jiān)測(cè)SCR系統(tǒng)的工作狀態(tài)以及氮氧化物排放是否合格，如果傳感器檢測(cè)到異常，就會(huì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)限扭。
