史上第一輛使用SCR的日系乘用車 MAZDA CX-7柴油版問世

記者:Alegna 2009-08-20

九月法蘭克福車展即將展出新款歐規柴油動力的MAZDA CX-7,這款車將成為日本車廠有史以來第一次推出搭載「選擇性觸媒還原系統(SCR)」的乘用車。本次最受人矚目的自然是CX-7所搭載的動力系統,它採用MAZDA的MZR-CD 2.2升柴油引擎,由於應用了SCR技術,讓它成為對地球十分友善的汽車,符合歐盟EURO 5排放標準。新車預計十月在歐陸正式開賣,十一月起正式登陸澳洲,至於台灣引進銷售CX-7的可能,多年來仍只聞樓梯響,柴油版的問世會出現轉機嗎?看下去或許心裡就有數。

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▲MAZDA CX-7柴油版是日本車廠中第一款使用SCR引擎的乘用車。

MAZDA CX-7兩年前問世後獲得市場一致好評,最新推出的柴油版最主要特色就是使用選擇性觸媒還原系統,也就是俗稱的SCR(Selective Catalytic Reduction)。


淺談SCR與EGR原理及優劣

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▲EGR的工作原理是將廢氣的一部分再送回氣缸形成循環,延緩燃燒過程導致燃燒室中的壓力形成過程放慢,這是氮氧化合物減少的主要原因,但容易導致發動機燃燒性不好,從長遠來看經濟性較差。

使用SCR的目的與大家熟知的EGR(廢氣再循環系統)類似,都是為了因應嚴格的排放標準而將廢氣中的NOx減少的措施;由於燃油在內燃機中高溫燃燒必然產生氮氧化物NOx,這些有毒的氣體必須盡量去除才可排放至大氣中,EGR的作用原理是「降低燃燒溫度」,因此它利用廢氣中所含大量的CO2導入進氣歧管,因CO2在燃燒時不發生作用,而且能吸收燃燒的熱量,進而降低燃燒溫度,就能減少NOX的產生。不過在柴油引擎中,EGR式引擎大多會配上碳微粒過濾系統DPF,只不過它本身會因累積太多碳粒子而堵塞而需換新,否則必須有自動再生的設計(譬如PEUGEOT的FAP作法)。

至於SCR,是將天然氣中特別提煉的無毒透明液態尿素"AdBlue"噴在引擎排氣管中,利用尿素中的化學分子與NOx產生化學變化來降低 NOx的產出,在這裡AdBlue就是擔任觸媒的角色,也就是SCR名稱的由來。

究竟EGR或SCR孰優孰劣,使用兩種系統的雙方陣營長久以來充斥各種傳說和謠言,各自有一套說辭;有人提出EGR由於有30%左右的廢氣被再循環,多少會降低引擎燃燒效率,也就是會有耗油缺點(約比SCR高10%),加上EGR系統要求品質更好的機油,需要較高的噴油壓力,這些都是無可避免的宿命;至於SCR則是必須留意補充AdBlue,否則污染值就會急速飆高,接著引擎扭力輸出也會受到限制,因此車上需要預留超大儲存槽的空間,系統佔用體積龐大限制了車種的使用,同時也需要隨處可補充尿素的供應網路(通常是加油站),而SCR成本比較貴也是不利的一點。


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▲AdBlue就是以獨立容器儲存液態尿素做為還原媒介,當尿素噴入高溫的廢氣中會釋出阿摩尼亞(NH3),通過觸媒轉換器分解還原,便可將氮氧化和物(Nox)轉化成無害的氮氣和水,可使氮氧化合物排放量降低。

先前提到MAZDA CX-7是日本車廠第一輛使用SCR的「乘用車」,是因為傳統的SCR系統體積龐大造成限制,因而過去只應用在大型貨卡車、巴士車上,小客車比較少見。如今MAZDA選擇SCR作為解決排放污染的方案,CX-7為尚在起步階段的日系車廠柴油引擎提出另一種思維,它的尿素具備轉化40%氮氧化物成為無毒氮氣的能力,也使得CX-7得以符合EURO 5的標準,稱得上是相當潔淨的柴油車。


MAZDA成為首個日本車廠採用SCR引擎的案例

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▲CX-7柴油版將特殊尿素儲存槽置於後行李廂下,載物空間卻沒有因此減少。

對於體積,MAZDA的作法是將AdBlue尿素置於行李廂下方,和M-BENZ相似,柴油版CX-7多了這個儲存槽,行李空間還能和汽油版保持一樣!而且,CX-7的AdBlue特殊尿素用量非常節省,原廠說法是20,000萬公里才會用完。


所以台灣究竟是...?

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▲MAZDA早在2003年就已發表圖中這具2.0升柴油引擎,不過當時配合的都是EGR廢氣再循環系統。

VOLVO的卡車引擎無論SCR或EGR系統都有,2005年新車引進台灣之前,為了到底要搭載SCR還是EGR也曾傷透腦筋,後來它們詢問中國石油和台塑石油,會不會在全省建立供應(AdBlue尿素)網路?得到的回應都是「預期使用量不高,無此規劃」,最後VOLVO選擇導入EGR引擎,迄今有補充站的點也是寥寥可數。

即使有了M-BENZ、VW與AUDI的BlueTEC這些開路先鋒,台灣的補充網路長久以來一直無法建立的結果,這些走在時代潮流尖端的藍色科技恐怕也是很Blue,多少也成為新車引進的障礙。