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柴油機以其高壓縮比而具有比汽油機更高的燃油效率，由于它具有良好的燃油經(jīng)濟性、動力性、耐久性而廣泛應用于客貨車上。柴油車的HC、CO、CO2排放量比汽油車低，并能夠作為生物柴油等新能源的使用平臺，因此柴油車應用前景非常好。但是柴油車排放的NOx（氮氧化物）和PM（顆粒物）遠高于汽油車，且無法像汽油車那樣使用三效催化劑而達到國Ⅳ排放，制約著柴油機的發(fā)展。
NOx可形成有毒的光化學煙霧和具有腐蝕作用的酸雨，硫氧化物和氮氧化物正是導致酸雨的主要物質(zhì)，當前酸雨的防控形勢比較嚴峻，而氮氧化物是這一階段的防控重點。
PM（顆粒物）對人體呼吸系統(tǒng)有極大的危害，可引起慢性肺病或致癌。PM組分主要由固態(tài)碳煙、可溶性有機物、硫酸鹽三部分組成。其排放顆粒中的可溶性有機物具有誘變作用，90%以上是致癌物質(zhì)。除此之外，PM還可導致人體患慢性肺病。由于柴油機排放顆粒的粒徑較小，統(tǒng)計資料表明90%(質(zhì)量百分數(shù))以上的顆粒小于lμm，這些顆粒懸浮于空氣中停留時間很長，這樣就增加了接觸人體的機會，也增加了顆粒在大氣中參與其它化學反應的機會。細顆粒是造成灰霾天氣的主要原因，由于機動車保有量迅速增長，導致機動車排放迅速增加，空氣中PM2.5這種細顆粒的累積就越來越多，由此造成灰霾天氣比較頻繁。
因此柴油機NOx和顆粒排放對人類健康及大氣環(huán)境具有不容低估的危害作用，限制著柴油發(fā)動機的發(fā)展。世界各國都致力于減少柴油機NOx和PM排放的研究，其途徑有提高燃油品質(zhì)、實行機內(nèi)凈化技術和尾氣后處理技術。但是大量的試驗研究]證明僅依靠機內(nèi)凈化技術同時降低NOx和PM的排放量到符合排放法規(guī)的要求已經(jīng)變得越來越困難，而且導致生產(chǎn)和使用成本明顯升高。因此柴油機內(nèi)凈化處理的同時輔助以尾氣后處理技術來控制柴油機有害物質(zhì)的排放成為柴油機未來的發(fā)展方向。
根據(jù)汽車工業(yè)發(fā)達國家的發(fā)展經(jīng)驗，當前主要有兩條尾氣后處理技術路線:其一是EGR+DPF/DOC(廢氣再循環(huán)系統(tǒng)+顆粒捕集器/氧化型催化轉(zhuǎn)化器)路線，即先通過廢氣再循環(huán)降低燃燒過程中NOx的生成量，再通過顆粒捕集器捕集因采用EGR技術而略有增加的顆粒物，同時使用氧化型催化轉(zhuǎn)化器定期再生顆粒捕集器；其二是優(yōu)化燃燒+SCR路線，即是先通過優(yōu)化燃燒降低顆粒物排放，同時允許NOx生成量有所增加，然后通過選擇性催化還原技術來降低因優(yōu)化燃燒而產(chǎn)生的NOx排放量，從而達到同時降低NOx和PM的效果。
目前，我國重型柴油車在物流及客運中所占比例逐年上升，其使用經(jīng)濟性比歐洲高5%～10%。SCR技術比EGR技術節(jié)油5%-7%，因此從經(jīng)濟節(jié)能角度看，SCR技術是適合我國國情的重型柴油機節(jié)能減排技術路線。
從當前國內(nèi)外發(fā)動機技術來看，公交、環(huán)衛(wèi)、郵政等部門使用的重型壓燃式柴油機動車輛要達到國Ⅳ排放，改造發(fā)動機已經(jīng)比較困難，全球各大汽車生產(chǎn)公司紛紛把目光投向具有巨大開發(fā)潛力的選擇性催化還原技術（SCR，Selective Catalytic Reduction）進行煙氣脫硝后處理來滿足第Ⅳ階段排放的要求，所用的還原劑主要為尿素溶液。選擇性催化還原技術SCR的原理為：車用尿素溶液存放于容量為100L的專門儲存罐，用壓縮空氣將尿素溶液噴灑向熱的發(fā)動機尾氣（約300℃-500℃，滿足了還原反應條件），該溶液氣化后產(chǎn)生還原效率高的氨氣，氨氣與尾氣的NOx在SCR催化器中反應，轉(zhuǎn)化為無害的水蒸汽和N2，同時吸收了有害的煙氣顆粒。
使用車用尿素對汽車的好處
車用尿素溶液最基本的功能是將汽車尾氣中的氮氧化物轉(zhuǎn)化成無害的氮氣和水，節(jié)能又環(huán)保使您的愛車達到國家規(guī)定的尾氣排放標準。
通過SCR系統(tǒng)的智能控制，當存儲罐內(nèi)尿素溶液不足的時候，汽車會啟動不起來，為了保證車輛的正常行駛，應備有充足的尿素溶液。
此外選用不同品質(zhì)的尿素溶液，對車輛的保養(yǎng)也是不同的。當選用的尿素溶液純度不夠，有顆粒物、重金屬離子等雜質(zhì)存在的時候，會對車輛SCR系統(tǒng)的噴嘴、過濾器等零部件造成嚴重損害，帶來不必要的經(jīng)濟損失。低品質(zhì)的尿素溶液如果化學成分不高，存在重金屬及其他化學成分的時候，會與催化劑發(fā)生化學反應降低尾氣轉(zhuǎn)化效果，甚至失去作用。因此，在選用尿素溶液的時候應盡量選用高品質(zhì)的產(chǎn)品，以控制車輛的保養(yǎng)成本。

使用車用尿素的注意事項
添加車用尿素應該注意的問題有：尿素的存儲量、尿素的質(zhì)量和尿素的使用量。一般尿素的存儲灌有30L-100L不等，尿素的使用量一般為車用燃油的5%，也就是50L的尿素溶液可以行駛3000公里而不用加注。此時車主往往需要隨車攜帶5L-20L不等的輕便裝尿素溶液，以備緊急加注。若車用尿素溶液在低于-11℃作業(yè)時，需采取保溫措施。
 
車用尿素的貯存
為了防止包裝材料污染車用尿素溶液而對SCR造成不利影響，貯存容器所使用的材料與車用尿素溶液應具有良好的兼容性，不發(fā)生化學反應，不產(chǎn)生雜質(zhì)遷移，建議使用符合ISO22241-3中推薦的材料，如奧氏合金、不含添加劑的聚四氟乙烯、不含添加劑的聚乙烯和不含添加劑的聚丙烯等。
由于陽光直射造成局部過熱，或溫度長期高于25℃會使尿素分解或使水分蒸發(fā)，引起車用尿素溶液變質(zhì)，因此要求不高于25℃避光保存。
尿素溶液凝固時體積比液態(tài)時增加了7%，因此要求低溫使用時包裝物應該留有足夠的空間。
適用于所有SCR排放系統(tǒng)的國四國五車輛。
通過車載自動診斷系統(tǒng)(OBDⅡ)是可以監(jiān)測車輛是否使用車用尿素的。通過后處理系統(tǒng)的氮氧化物傳感器監(jiān)測尾氣中氮氧化物的含量，若尾氣中氮氧化物含量超過限值，ECU將對發(fā)動機的轉(zhuǎn)速和扭矩進行限制，強制車輛使用者添加尿素。
車用尿素產(chǎn)業(yè)將形成作為SCR系統(tǒng)的還原劑，車用尿素溶液現(xiàn)已成為新興產(chǎn)業(yè)。在歐洲、美國等地區(qū)，車用尿素溶液已經(jīng)擁有完整的產(chǎn)供銷體系，且擁有完整成熟的技術及應用規(guī)范。隨著實施國Ⅳ排放的臨近，車用尿素的市場也將逐步打開。據(jù)了解，車用尿素溶液的消耗量約為車輛柴油消耗量的5%。可以設想，今后車用尿素溶液的使用量將會逐年增加。秦建認為，國內(nèi)在車用尿素溶液標準的推廣上還有兩方面問題亟待解決。首先，急需對消費者普及車用尿素的相關知識，使得消費者對于車用尿素溶液正確認識，避免產(chǎn)生抵觸情緒;其次，在車用尿素溶液的生產(chǎn)和使用上，政府需要進行大力監(jiān)督。“會者不難，難者不會”概括了車用尿素溶液的生產(chǎn)。
目前，國內(nèi)重卡年新增量為80萬輛左右。按一輛車年運行里程10萬公里，每百公里消耗35升尿素計算，這80萬輛車年消耗尿素量就高達84萬噸(尿素使用量為燃油消耗量的3%-5%)；如果再算上重卡保有量的話，未來國內(nèi)車用尿素年消耗量將達200萬噸。”   日前，在北京召開的2014第七屆亞洲發(fā)動機排放高峰論壇上，四川美豐加藍環(huán)保科技有限責任有限公司副總經(jīng)理胡林枝，對未來國內(nèi)車用尿素市場容量如是預測。胡林枝說，盡管國四排放升級有兩種基本的排放控制技術路線——EGR和SCR，但鑒于SCR技術的優(yōu)勢，并結合我國的實際情況，國內(nèi)大多數(shù)企業(yè)都選用SCR技術作為重卡實現(xiàn)國四、國五排放的主要路線。   “SCR路線，也就是優(yōu)化燃燒SCR(選擇性催化還原)的技術路線。它通過優(yōu)化噴油和燃燒過程，盡量在機內(nèi)控制微粒PM的產(chǎn)生，而在機外后處理過程中，采用尿素溶液對氮氧化物NOx進行選擇性催化還原。這一技術路線在歐洲占主流，歐洲長途載貨車幾乎全部采用這一方案。”   因此，同樣采用SCR技術實現(xiàn)排放升級的國內(nèi)重型卡車，也會像歐洲一樣每年消耗大量的車用尿素。但實際情況是，國內(nèi)不少地區(qū)實施國四排放標準已經(jīng)有一段時間，車用尿素需求量卻明顯不足。   “去年國內(nèi)車用尿素市場銷量僅為2-3萬噸，和歐洲市場幾十萬噸的需求量比起來，明顯差距很大。”   不過，胡林枝表示，隨著國內(nèi)重型車國四排放標準實施范圍的進一步擴大，目前車用尿素市場正處于“爆發(fā)”前夕。“預計到2015年，這個市場將正式步入爆發(fā)階段。”   車用尿素此外，針對用戶擔心的“車用尿素會增加油耗”等疑問，胡林枝也給予了解答。胡林枝指出，使用車用尿素與油耗并無直接關系。車用尿素用于國四車輛的SCR系統(tǒng)，通過OBD系統(tǒng)的ECU與發(fā)動機發(fā)生聯(lián)系，只要SCR系統(tǒng)正常工作，采用高壓共軌技術的國四發(fā)動機燃燒就會更充分，車輛輸出功率會更加穩(wěn)當，可以比國三發(fā)動機節(jié)省6%左右的油耗。因此，車用尿素不會增加發(fā)動機的油耗，而且優(yōu)質(zhì)的車用尿素能保證SCR系統(tǒng)更好的工作，還能發(fā)揮協(xié)助降低油耗的作用。   “市面上常說，尿素使用量為燃油消耗量的3%-5%。這里要需要注意的是，3%-5%是指消耗100L的燃油，需要消耗3-5L的車用尿素。簡單理解就是只消耗車用尿素，而不會消耗燃油，因此不會帶來油耗的增加。”胡林枝補充說道。