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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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