为什么柴油车需要加尿素，而汽油车则不需要？

为什么柴油车需要加尿素，而汽油车则不需要？

这主要是因为：柴油机的尾气中含有大量的、对大气有严重污染的氮氧化合物，这些物质必须用尿素来让它还原成无害的物质；而汽油机的尾气中氮氧化物含量很少，使用三元催化器就可以处理干净了。

下面我们详细的解释一下。

柴油机在工作时，会让大量的空气进入燃烧室，再将其强力压缩，形成高温高压的空气。在压缩上止点附近，喷油器开始向高温高压的空气中喷射适量的柴油。由于柴油粘度大，所以喷入气缸的柴油并不会完全汽化，而是以一个个的小颗粒存在的，在燃烧室中与空气混合后形成的可混合气也不是均匀的。为了让柴油充分燃烧，通常是让空气的量远大于柴油的量，空燃比一般都超过了20（标准是15左右）。

这样柴油和空气组成的可燃混合气在燃烧时，就形成了富氧燃烧。由于空气的主要成分是氮气，氮气在高温高压的燃烧室中，与空气中的氧气发生反应，生成了氮氧化物（一氧化氮、二氧化氮等）。氮氧化物是一种有毒有害的气体，在空气中会与水结合形成亚硝酸，形成酸雨，进而导致土壤酸化以及水体富营养化，所以氮氧化物对大气的污染是比较严重的。

那么如何降低柴油机氮氧化物的排放呢？

一方面，是通过改善可燃混合气的燃烧，让柴油机尽可能的少生成氮氧化物，比如降低燃烧室温度、改善燃烧室形状、改善喷油器喷油规律、采用废气再循环技术（EGR）等。这些方法统称为“机内净化”。

但是机内净化对降低氮氧化物的生成量作用很小，并且需要极高的成本和较长的时间。在日益严苛的排放法规面前，人们只能另辟蹊径，用机外净化的方法来处理柴油机尾气中的氮氧化物。

所谓的机外净化，就是对柴油机的尾气直接进行净化处理。这个机外净化其实是一个综合性的措施，不仅仅要降低氮氧化物的排放，还要降低颗粒物的排放，主要的措施有氧化催化转换器（DOC）、颗粒捕集器（POC）、颗粒过滤器（DPF）以及选择性催化还原技术（SCR）。其中的前三项主要是针对颗粒物的排放，而后面的选择性催化还原技术（SCR）主要针对氮氧化物排放。

这个选择性催化还原系统（SCR）的工作介质就是尿素，它一般用32.5%的高纯尿素和67.5%的去离子水配置而成，学名叫做“柴油机尾气处理液”。在柴油机工作时，将一定量的尿素水溶液喷入排气管，与高温高压尾气相混合；随后尿素在高温下发生水解和热解反应，生成氨气（NH3）；然后氨气与尾气一起进入SCR催化器，在催化剂的高温表面（300~500°C），氨气将氮氧化物还原为无毒无害的氮气和水，而多余的氨气也被还原为氮气。这样就使尾气中的氮氧化物含量大大降低，只排出氮气、二氧化碳和水，这样就达到了降低尾气中氮氧化物含量的目的。

这就是柴油机需要加尿素的原因。如果不使用尿素来还原氮氧化物，柴油机的尾气是很难达标的。至于说为什么只能使用尿素而不使用其它的物质，只能说迄今为止还没有找到比尿素还原氮氧化物效率更高的物质。

那为什么汽油机不使用尿素呢？这主要是因为，汽油机燃烧过程与柴油机有很大的区别，尾气中物质的成分也不同。汽油机是标准燃烧，汽油与空气的混合比一般是标准的1：14.7，汽油与空气几乎同等消耗完毕。尾气中的主要成分是一氧化碳、碳氢化合物和少量的氮氧化物。

这些物质对大气也是有害的，所以也要进行处理。不过汽油机尾气中的主要成分是碳氢化合物，所以处理掉碳氢化合物才是主要任务。对此，汽油机使用的尾气处理装置是三元催化器，它是一种含有铂(Pt)、铑(Rh)、钯(Pd)三种金属氧化物的蜂窝状陶瓷体。当汽油机尾气流经这里时，会进行一系列复杂的氧化-还原化学反应：一氧化碳在高温下氧化成为无色、无毒的二氧化碳，碳氢化合物在高温下氧化成水和二氧化碳，氮氧化物还原成氮气和氧气。就这样三种有害气体都变成了无毒无害的常见气体，汽车尾气就这样得以净化。

由于汽油机尾气中的氮氧化物含量是极少的，三元催化器就足以完成净化作用了，所以汽油机并不需要专门清除氮氧化物的尿素。不过现在的国六排放汽油机，对颗粒物的排放有很高的要求，所以很多发动机都需要在排气管中安装一个颗粒捕捉器，这个东西非常容易堵塞，将来会是一个大麻烦。