在人们观念中尿素就是地里用的肥料，拥有刺鼻的气味，很难将其与汽车联系起来。但是尿素本质上是一种化学物质，尿素在高温下可以产生氨气，而氨气则可以用来净化汽车尾气中的氮氧化物，在这个反应中氨气充当了还原剂，将氮氧化物转化成无害的氮气和水。氮氧化物是汽车尾气主要的污染物，也是排放法规严格要求控制的物质。
不论是汽油机还是柴油机尾气中都有氮氧化物，主要是由于发动机吸入的 空气中70%以上都是氮气，燃料在气缸里燃烧产生的高位高压使得氮气转化成氮氧化物，燃烧时氧气越多燃烧温度越高，生成的氮氧化物就越多。而柴油机由于压缩比大且大部分工况下都处于富氧燃烧，因此氮氧化物的排放量远高于汽油机，因此必须处理尾气中的氮氧化物。
装备有尿素系统的柴油车需要有一个尿素容器用来盛放尿素液体，ECU根据发动机转速喷油量等数据计算出氮氧化物的理论生成量，再根据化学反应配比计算出处理这些氮氧化物所需的氨气量，进而推算出所需要喷射的尿素量，然后控制喷射系统向排气端的高温尾气中喷射尿素来消除氮氧化物。
为什么柴油车不用三元催化器处理氮氧化物
汽油车上的三元催化器 可谓是个宝，同时解决氮氧化物、碳氢化合物、一氧化碳。但是三元催化器放到 柴油车上还真行不通。因为三元催化器对氮氧化物的处理是一个还原反应，尾气氧含量太高是无法完成的。而柴油机的燃烧特性决定了其大部分时间内都是富氧燃烧，所以三元催化器对于柴油机尾气的氮氧化物处理起不到有效作用。
这里要重点说说柴油机的燃烧，汽油机永远都是按照理论空燃比为标准预制混合气，也就是说在点火燃烧之前气缸里的混合气已经准备好，只等火花塞点火就行。所以汽油机有节气门控制着进气量，内部空燃比始终在理论空燃比附近，氮氧化物 生成量波动不大。而柴油机属于压燃式，为了保证正常工作柴油机进气系统不能有节流装置，否则进气量不足在压缩冲程末端温度达不到就会熄火。所以柴油机工作时每一次进气量都是最大，然后根据动力需求 再调整喷油量。动力需求小的时候喷油少，动力需求多的时候喷油多，所以柴油机有很多时候 都是富氧燃烧。
所有柴油车都需要有尿素系统吗
并不是所有车都有，因为尿素系统占用空间很大，而很多家用车空间本来就紧张，因此很多乘用车并没有尿素系统，基本上都是商用车在用。家用车更多的使用废气再循环系统降低缸内氧含量以降低氮氧化物含量。不过欧洲很多柴油乘用车都有，打开油箱盖后就能看到在加油口旁边有蓝色的尿素加注口。
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