摘要：国五柴油机SCR系统是目前我国实现柴油发动机国五排放标准使用最为广泛和成熟的技术，采用提高排气温度增加废气中氮氧化物，然后喷入适量尿素溶液在催化剂作用下，使氮氧化物生成氮气和水排出，达到控制排放的目的。正确使用和维护SCR系统是提高车辆运行效率的前提，是排放达标、保护环境的重要保证。

    随着我国机动车拥有量的逐年增加，机动车发动机排放对环境的污染也越来越严重。其中柴油机排放物包括颗粒（PM）、氮氧化物（NOx ）、硫化物（SOX）、一氧化氮（CO）、氮氢化合物（HC）、二氧化碳（CO2）等。颗粒（PM）是雾霆的诱因之一，而氮氧化物、硫化物、一氧化氮和氮氢化合物都属有毒气体，二氧化碳本身无毒但却是引起“温室效应”的主要成分。因此国家发改委和环保部要求自2018年1月1日起全国所有制造、进口、销售和注册登记的柴油车，须符合国五标准要求，宣告着国五时代的全面到来。国五排放标准是基于欧五排放标准制定的，但其中有些标准值限制比欧五排放标准要更加严格。

    1 国五柴油发动机SCR系统介绍
    为了满足日趋严格的排放标准，又能降低柴油机的油耗，世界各国主要从提升燃油品质、采用柴油机机内净化技术、采用排气后处理技术等三个方面进行柴油机排放技术的改造升级。提升燃油品质技术包括降低柴油中的硫含量、胶质含量；控制多环芳烃含量、十六烷值；提高润滑性能、添加剂的使用等，来降低颗粒等的排放。机内净化技术包括电控高压燃油喷射技术、增压中冷技术、废气再循环（EGR）技术等以减少NOx和PM等的产生。这是国三（欧三）、国四（欧四）阶段采取的主要措施。而进入国五阶段后，除了综合采用以上技术外，还必须采用排气后处理技术。目前欧美国家实现满足欧五排放的排气后处理技术主要有两条技术路线：一种是SCR（选择性催化还原）技术，通过机内净化PM，机外催化还原；另一种是EGR（废气再循环）+ DPF微粒捕集器）＋DOC氧化催化转换器）技术，通过机内净化降低NOx，机外通过微粒捕捉器过滤PM。
    目前我国实现柴油发动机国五排放标准使用最为广泛和成熟的技术是SCR技术，即ECU通过柴油机的转速以及燃油喷射量计算出NOx的排放浓度，采集SCR催化器的温度对NOx的转化率进行估算，得到需要的尿素喷射量，通过优化喷油和燃烧过程，控制颗粒的产生，使燃烧温度升高，从而增加NOx的产生，再添加尿素来还原NOx来实现，其系统布置如图所示。

    采取SCR技术路线的发动机在燃烧的过程中，通过技术手段使柴油充分燃烧从而达到有效控制PM排放量的目标，而NOx则需要在排气的过程中将其还原为氮气（N2）和水（H2O），这一过程的还原剂就是车用尿素溶液。尾气从涡轮增压器出来后进入排气管，排气管上安装有尿素计量喷射装置，在温度达到300～500℃时喷入尿素溶液，在催化剂的作用下尿素（NH2 CONH2）水解产生NH3和CO2 , NH3与NOx反应，生成氮气和水排出。
    车用尿素溶液在催化还原反应中的控制是非常精细化的一个过程，尿素的喷入量必须要与NOx的浓度相匹配，尿素的喷入量过少，则达不到应有的处理水平，尿素的喷入量过多，则会使多余的氨气排入大气，导致新的污染。
    目前使用的车用尿素溶液一般由32.5％高纯尿素和67.5％的去离子水组成。尿素的浓度直接影响氮氧化物的还原率和尿素溶液的结晶点。过高或过低的浓度不仅不能提高氮氧化物的转化效率，反而会造成氨气的剩余，形成二次污染。

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