2015年9月26日 星期六

為什麼柴油車更污染環境

為什麼柴油車更污染環境
汽車的柴油引擎比汽油引擎更節油,但是尾氣排放是工程師們面臨的一個巨大挑戰。目前煙塵顆粒可以過濾得比較乾淨,但是氮氧化物卻不能通過過濾器清除。
Deutschland VW Symbolbild zum Abgasen-Skandal
(德國之聲中文網)汽油和柴油燃料之間有兩個關鍵的差異:柴油沒有汽油易燃,但其能量更高。一立方米柴油可以產生9800千瓦小時的功率,而同量汽油僅8760千瓦小時。
因此 柴油車耗油少 ,更經濟。此外,市場上的柴油取暖燃油價格較低,因為與價值更高和更輕的原油產品如航空煤油和汽油相比,煉油廠用同樣數量的原油,可以提取更多的柴油和取暖燃油。
油煙過濾性能好
雖然柴油發動機產生的一氧化碳和有毒的碳氫化合物比汽油發動機少,但是柴油車始終難以擺脫"散發臭氣"的形象。原因之一是在柴油車被強制安裝尾氣過濾器之前,車輛行駛時車尾經常冒黑煙。
柴油車加速或者上坡時,進入燃油箱的油滴加大,油不能全部燃燒乾淨所以產生黑煙,因此也就產生微型煙霧顆粒和氮氧化物。除此之外,柴油發動機的重量因設計要求也比汽油發動機大。
Katalysator Abgasreinigung Auto Opel
歐盟要求汽油車必須安裝催化式淨化器
從2000年開始,先進的微塵顆粒過濾器開始大批量生產使用。同時汽車製造商也在嘗試,通過更徹底的燃燒減少微塵排放。結果是排放出的粉塵顆粒更小,反而更容易進入人的肺部,因此也更容易致癌。
因此,目前的柴油粉塵過濾器成為柴油車的標準配備。煙塵和微塵顆粒物的排放現在也得到很好的控制。95%以上的粉塵可以被過濾掉,但是氮氧化物仍然無法排除。
從前只有柴油車才有的微型顆粒物問題,現在新一代汽油車也同樣面臨。汽車發動機不再將汽油送入氣化器,而是像柴油馬達那樣,將汽油直接注入發動機。這樣非常節油,但是會產生或許高度危險的微型粉塵顆粒。由於是新一代發動機,發現這個問題的時間不長,目前還沒有要求這些車輛必須安裝粉塵過濾器的規定。
如何解決氮氧化物問題
自從實行了汽車必須使用三元催化轉換器和無鉛燃料的規定之後,帶有汽油氣化器的傳統汽車發動機排放的尾氣幾乎無毒。通過採用了四元轉化催化劑,烴化合物、一氧化碳或氮氧化物排放量進一步降低。因此,大多數汽油車可以輕而易舉地達到美國規定的每英里氮氧化物排放不超過50毫克的嚴格限制。
Motor mit SCR-Katalysator
配置了SCR-尾氣催化淨化器的柴油車發動機


但是 柴油車 達到美國的這一嚴格規定非常困難。這也是歐盟對柴油車氮氧化物排放值的規定比汽油車佔絕大多數的美國寬鬆的一個原因。歐盟的氮氧化物排放值是每公里180毫克。從9月份開始限制更嚴格,改為每公里80毫克,儘管如此仍是美國的2倍多。
為排除柴油車尾氣中含有的氮氧化物,可以採取一種化學解決方法。這種方法的可行性已經通過垃圾焚燒設備得到證實。通過選擇性催化還原方法(SCR),可以清除尾氣中大約90%的氮氧化物,使其變成水蒸氣和氮氣。
與汽油發動機的催化劑不同的是,選擇性催化還原需要不斷添加由尿素和蒸餾水混合的化學添加劑。
這種在歐洲被稱為AdBlue,在美國稱為柴油 尾氣排放 處理液的化學添加劑需要經常添加。如果司機忘記了,添加劑用完時車就會癱瘓在路上,無法再啟動。
一些汽車製造商當然不想讓其客戶遇到這種麻煩。因此對車輛進行技術改造,使得車輛每次進行例行檢查時添加一次AdBlue就足矣。

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