U-CAR 在先前的報導中,曾為各位網友介紹過 BMW 新的「B 系列」模組化引擎家族,相比於舊世代引擎,其不僅擁有更好的動力與性能,在節能排汙的表現也更勝一籌,以 2015 年式的 520d 為例,在相同排氣量、燃料的條件之下 (皆為 4 缸、實際排氣量 1,995c.c.的柴油引擎),搭載新世代 B47 引擎的 520d,相較於舊世代 N47 引擎,在最大馬力部分提升了 5% (提升到 190 匹),油耗表現更提升了 10% (平均油耗為每公升 24.4 公里)。

而自從 B47 引擎現身以來車迷們便有了疑惑,究竟在新技術的導入之下,搭載該引擎的 2015 年式 520d,若要符合 EU6 歐盟六期排放法規,需不需要加尿素?在保養上,需花費更多的心力嗎?網路上的討論也相當熱烈,但卻始終沒有一個定論。

搭載新世代 B47 引擎的 2015 年式 520d,排放廢氣若要符合 EU6 歐盟六期排放法規,需不需要加尿素?在保養上,需花費更多的心力嗎?這應該是困擾消費者許久的疑惑。

根據 U-CAR 掌握的最新消息,除了前述的優點之外,搭載 B47 引擎、2015 年式的 520d 還有一項更迷人的優勢,在於這款柴油車型無需配置 SCR (Selective Catalytic Reduction) 選擇性還原觸媒系統,即可通過最新的 EU6 歐盟六期法規排放標準,換句話說,駕駛人毋需在例行性的保養時付出額外開銷,替車輛添加「尿素水溶液 (urea)」,減低了養車的成本支出。

不過,看到這裡,網友們應該會產生疑問,究竟甚麼是「SCR」選擇性還原觸媒系統?尿素水溶液又指的是甚麼?U-CAR 將試著用簡單的方式替網友解惑。

SCR 系統、尿素水,減低廢氣中有害物質的大功臣

相較於汽油引擎,柴油引擎有著更好的熱效率 (thermal efficiency),二氧化碳的排放量也較低,所以在目前全球環保法規日趨嚴格的環境底下,柴油車輛的占比也隨之提高。不過,柴油引擎也並不是完美的,由於壓縮比提高、燃燒室溫度高等物理特性,柴油引擎燃燒後常伴隨的粒狀排放物 (PM,Particulate Matter),以及會嚴重危害人體健康的氮氧化物 (NOx),就是最常招致批評的缺點。

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為了解決這些問題,各家車廠無不絞盡腦汁、致力研發車輛上的各種裝置,用以降低柴油引擎燃燒後產生的有害物質。例如 DPF (Diesel Particulate Filter) 柴油微碳粒濾清器,就是用來捕捉柴油引擎的燃燒廢氣,將黑煙碳粒過濾下來,大幅降低車輛成為「烏賊車」的機率;而氧化觸媒轉換器 (Catalytic Converter) 的功能,則是將廢氣中的 CO 和 HC(碳氫化合物)氧化為二氧化碳和水, 且若是屬於三元 (3-way) 式的觸媒轉換器,同時也有和 NOx 反應的初階能力,皆能讓廢氣中的有害物質降低。

雖然柴油引擎燃燒效率好,但燃燒後的廢氣有害物質卻高出汽油引擎許多,所以車輛上大多有 DPF、觸媒轉換器等裝置,解低廢氣中會危害人體的物質。圖中的觸媒轉換器 (Catalytic Converter) 的功能,就是將廢氣中的 CO 和 HC(碳氫化合物),氧化為較無害的二氧化碳和水。 (圖片來源:wiki)

而歐系車廠為因應美國某些州對柴油車款的嚴格排汙法規,並符合極為嚴苛的 EU6 歐盟六期環保法規,除了上述的裝置之外,更會在部分車款搭載「SCR」選擇性還原觸媒系統,用以讓排放廢氣中的 NOx 能符合規定;SCR 系統的主要原理,就是利用氨氣或是尿素水 (urea)與廢氣中的 NOx 進行化學反應,讓有毒的氮氧化物氣體 (例如一氧化氮、二氧化氮) 轉變成無害的氮氣與水,大幅降低了對環境的危害。而由於純氨氣具有毒性,車廠多選擇以沒有毒性、穩定性高、容易運送與儲存的尿素水來當做 SCR 系統裡的反應物質。

以 Delphi 的 SCR 系統為例,引擎廢氣先經過觸媒轉換器 (DOC) 後,利用 Delphi 的尿素水 (Urea)與之反應,將廢氣中有毒的氮氧化物氣體 (例如一氧化氮、二氧化氮),轉變成無害的氮氣與水,再由 SCRF (即為 DPF 柴油微碳粒濾清器) 的過濾後,最後自排氣管排出。

根據德國 DIN V 70070 所訂定的工業標準,將一般使用在 SCR 系統、濃度 32.5%、pH 值約在 9.0~9.5%之間的尿素水溶液,命名為「NOx Reduction Additive AUS 32」,所以尿素水溶液在歐盟中通稱為 AdBlue,若網友是屬於歐系柴油車款的車主,應該會對「AdBlue」這個詞有點印象;至於其它地區,則亦有稱其為 DEF (Diesel Exhaust Fluid) 的用法。而舉例來說,BMW 在麾下大型或是性能取向的柴油車型上 (如 640d、X5 M50d 等) 就配置了 SCR 系統,用以通過最新歐盟 EU6 的廢氣排放標準。

因為歐盟將尿素水統稱為「AdBlue」,所以若網友是歐系柴油車款的車主,應該會對這個詞有點印象;例如圖中這輛 BMW 因為配有 SCR 系統,故於加油口旁邊配置了尿素水添加口。

不過,雖然加裝 SCR 選擇性還原觸媒系統,車輛就可讓廢氣中的 NOx 含量輕鬆通過嚴苛之法規標準,但加裝 SCR 系統的費用、SCR 系統所占據的車內空間 (包含約 25 公升的尿素水箱),以及每次例行保養皆需額外付出的耗材支出 (尿素水與燃料的使用比例約為 1:20,這個比例大概是車輛每進廠保養一次,添加一次尿素水即可),皆是消費者需增加的購車、養車成本。

而這正是本文一開始所提,2015 年式 520d 無需添加尿素水的優勢所在。

不用添加尿素水,中大型房車 520d 更有保養優勢

BMW 新開發的 B 系列模組化引擎家族 (原廠代號 B37、B38、B47、B48),根據原廠資料顯示,同種燃料形式能共享超過 60%的零組件,而汽、柴油引擎之間,零組件共用率則達 40%,此種模組化概念的導入,不僅有效降低了引擎製造成本,更難得的是,原廠還針對引擎節能與排汙方面作了高度強化。

B 系列引擎除了油耗表現更為出色外,在 B47 柴油引擎部分,還毋需安裝 SCR 系統、車輛也不用添加尿素水,便能讓搭載此具引擎的 520d 輕鬆通過歐盟 EU6 六期排放法規。具體做法是,使用優化過的 NOx 儲存裝置,將共軌直噴系統中的噴射壓力增加到 2,000bar,以及變更燃燒室的設計、使其燃燒效率提升等等。

搭載 B47 引擎的 520d,毋需安裝 SCR 系統、車輛也不用添加尿素水,便能輕鬆通過歐盟 EU6 六期排放法規。換句話說,消費者毋需支付 SCR 系統的費用,也不用讓 SCR 系統占據多餘車內空間 (包含約 25 公升的尿素水箱),以及毋需在每次例行保養付出額外耗材支出。

不過值得一提的是,520d 並非是 BMW 第一輛不用添加尿素、就能符合 EU6 排放法規的車款,在 2014 年 2 月釋出之小改款 X3 車系、其中的 18d 與 20d 車型,也是搭載代號 B47 的 4 缸柴油引擎,所以這兩款車型同樣也不用添加尿素水,即可符合最新排放標準。

就目前的資訊,雖然 BMW 之後將會陸續替麾下大部分車型導入 B 系列模組化引擎家族,所以我們可預期,未來將會有更多 BMW 的柴油車款毋需添加尿素水;不過,這並不代表原廠能就此將 SCR 系統與尿素水拋諸腦後,在大型車款或是性能車款上,由於引擎常處於高負載的狀態,BMW 仍需 SCR 系統與尿素水的幫助,才能將其產生的高汙染排放廢氣修正至法規要求。U-CAR 將持續為你追蹤柴油科技,並在日後帶來更詳盡的報導。