現在汽車上搭載的柴油發動機，在使用過程中都需要添加一種叫做「尿素」的東西。如果不使用還不行，否則發動機就會動力下降，限制輸出扭矩。很多司機對此特別不理解，說汽車為什麼要添加這個東西啊？它是不是像乙醇汽油中的乙醇一樣降低柴油濃度的呀？那它為什麼不直接加入柴油箱中和柴油混合在一起呢？它是從哪兒噴入發動機燃燒的呢？
當然，這個所謂的尿素並不是農民伯伯種地使用的化肥，而是一種尿素的水溶液。它的學名叫做「柴油機尾氣處理液」，是專門用來處理柴油機尾氣中的氮氧化物，將其還原成氮氣和水，避免柴油機尾氣超標。所以它並不是進入發動機燃燒室燃燒，而是噴入柴油機排氣管中中和尾氣的。在國三排放之前的柴油機是不需要添加尿素的，從國四排放才開始執行，現在的國五、國六更加嚴格了。由於很多司機不知道尿素真實的作用，在國四剛剛施行時還鬧過這樣的笑話：司機直接把尿素加到柴油箱裡面了！後果自然是非常嚴重的。
那麼柴油機為什麼要使用尿素來處理尾氣呢？汽油機為什麼就不用呢？這我們就要來說說柴油機的尾氣特點以及處理方式了。
大家知道，柴油機可燃混合氣的形成方式是柴油直接噴入氣缸中與空氣混合，著火方式是壓燃。在柴油噴入氣缸與空氣混合過程中，由於柴油粘度較大，不容易蒸發，所以柴油在空氣中是以一個個小油滴的形式存在的，可燃混合氣的濃度也是不均勻的，在某些區域空燃比極高，有些區域又極低，並且柴油的噴射過程也不是一次性完成的，而是分成幾段噴射。因此柴油的燃燒過程是「邊噴射、邊混合、邊燃燒」，類似於一種等壓燃燒放熱過程，燃燒過程分為四個階段：備燃期、速燃期、緩燃期和後燃期。
由於在局部區域空燃比足夠高，所以在柴油噴射進入氣缸與空氣混合後就會迅速起火燃燒，而另一些區域可能沒有柴油，不會燃燒。所以，柴油在氣缸內燃燒時會同時形成多個火焰中心，同時燃燒。為了儘可能的讓柴油完全燃燒，實際噴入氣缸中的柴油是比較少的，與空氣形成的可燃混合氣空燃比是比較大的，一般都在20以上（標準是14.7），屬於富氧燃燒，這樣就有了大量剩餘的空氣。由於空氣較多，所以柴油燃燒比較充分，尾氣中的一氧化碳以及碳氫化合物是比較少的，但是空氣中的主要成分是氮氣，氮氣在氣缸內高溫高壓的環境下，會與氧氣發生反應，生成氮氧化物，比如一氧化氮、二氧化氮等。氮氧化物對大氣的汙染是比較嚴重的，它本身就是一種有毒有害的氣體，同時還是酸雨的主要成分，此外還會導致土壤酸化以及水體富營養化，使生態系統失衡。
此外，由於在某些區域空燃比較低，柴油過剩，不能完全燃燒，特別是在緩燃期和後燃期，氣缸中的空氣較少，噴入的柴油不能完全燃燒，因此形成了大量的顆粒狀碳煙。所以，柴油機尾氣的特點是：一氧化碳以及碳氫化合物含量較少，氮氧化物含量較高，顆粒物含量較高。柴油機尾氣排放治理的重點就是：降低氮氧化物含量，減少顆粒物排放。
降低柴油機尾氣排放的方法總的來說有兩種，一種是機內淨化，一種是機外淨化。
先來說說機內淨化。所謂的機內淨化，主要是指改善柴油在發動機中的燃燒狀態，使其儘可能充分燃燒，並降低燃燒溫度。採用的主要措施有改善燃燒室形狀，增大面容比；改善進氣道形狀，在燃燒室中形成更強的進氣渦流；增大噴油器的噴油壓力，改善噴油規律，採用多段噴射技術，使柴油蒸發霧化更徹底，加快燃燒速度；採用廢氣再循環技術（EGR）等。這些方法，可以有效地改善柴油的燃燒狀態，減少尾氣中氮氧化物和顆粒物的含量。
但是這些措施都不能從根本上改變柴油機的燃燒方式，因此這些措施的作用極其有限，同時有些方法還是互相矛盾的，為了減少顆粒物排放，就會增加氮氧化物的含量；為了降低氮氧化物含量，就會增加顆粒物排放。有時候為了找到這個平衡點，汽車工程師也是煞費苦心。但即使這樣，在越來越嚴苛的排放法規面前，這些措施還是不足以完成尾氣達標的任務。因此，還需要採取直接淨化尾氣的機外淨化措施。
所謂的尾氣機外淨化，就是指對柴油機排放到機外的尾氣直接進行淨化處理。主要的措施有氧化催化轉換器（DOC）、顆粒捕集器（POC）、顆粒過濾器（DPF）以及選擇性催化還原技術（SCR）。其中的前三項主要是針對顆粒物的排放，選擇性催化還原技術（SCR）主要針對氮氧化物，就是向排氣管中噴入尿素，以降低氮氧化物的含量。事實上在現在的柴油機上，這幾項技術是綜合存在的，它們共同作用，淨化後柴油機尾氣中只含有二氧化碳、氮氣和水。
下面我們來說說選擇性催化還原系統（SCR）是如何降低氮氧化物含量的。選擇性催化還原的英文名稱是Selective Catalyst Reduction，簡稱SCR，它是由尿素水溶液儲罐、輸送裝置、計量裝置、噴射裝置、催化器以及溫度和排氣傳感器等裝置組成的。
SCR系統的工作原理是：在柴油機排氣系統中，有一段排氣混合管，在混和管上安裝有尿素計量與噴射裝置，根據發動機的轉速、負荷等信息，計量與噴射裝置將一定量的尿素水溶液從這裡噴出進入排氣混合管，與從排氣歧管中排出的高溫高壓尾氣相混合，隨後尿素在高溫下發生水解和熱解反應後生成氨氣（NH3），然後氨氣與尾氣一起進入SCR催化器（也就是我們所說的消音器），在催化劑的高溫表面（300~500°C），氨氣將氮氧化物還原為無毒無害的氮氣和水，而多餘的氨氣也被還原為氮氣。這樣就使尾氣中的氮氧化物含量大大降低，只排出氮氣、二氧化碳和水。據測算，SCR系統的轉化效率可達90%以上，可以說是相當成功的尾氣處理系統。
SCR系統重要的工作介質就是尿素。其實我們從上面的工作原理可以看到，起中和尾氣作用的並不是尿素，而是氨氣。但是氨氣的使用與儲存都很不方便，因此人們就使用這種可以很方便轉化為氨氣的尿素來代替。在實際使用中，一般用32.5%的高純尿素和67.5%的去離子水配製而成，學名叫做「柴油機尾氣處理液」。它的品質高低，直接影響柴油機的工作性能以及尾氣排放。如果使用了不合格的尾氣處理液，不僅會導致發動機的尾氣排放不合格，還會降低發動機的動力性，甚至損壞SCR系統。因此，大家一定不要在這方面省錢，這套SCR系統維修起來可是費用不菲啊！
SCR系統的主要故障有尿素消耗量過高、尿素消耗量過低、尿素結晶、不噴射尿素、尾氣超標等。不論哪一種，都會在儀錶盤上點亮尾氣排放超標故障燈。當出現這種故障時，柴油機為了降低尾氣排放，會降低噴油量，限制發動機轉速（一般不超過1500轉/分鐘），汽車會出現加速無力、無法到達最高車速、爬坡吃力等現象，也就是我們俗稱的「限扭」。只有等故障消除後才可以正常使用。
一般來說，尿素的消耗量是燃油的3~5%。如果一輛車每年行駛十萬公裡，消耗三萬升柴油，那麼需要消耗的尿素大約是1500升。以每升5元計算，大約需要七千多元。這對於以貨運運輸為生的卡車司機來說，是一筆不小是開支。因此就有人想辦法節省這筆開支。一種方法是使用水來代替尿素，事實證明這種方法是不可以的，水沒有中和氮氧化物的功能，柴油機檢測到尾氣中的氮氧化物超標，就會限制發動機扭矩；第二種方法是直接將SCR系統的電源斷開，讓SCR系統停止工作，這種方法也不行，同樣會引發發動機保護機制；第三者方法是直接改寫發動機控制單元的程序，也就是將SCR系統屏蔽掉，這種方法雖然可以讓柴油機正常工作，但是在汽車年檢時尾氣是不合格的，此外還會由於改裝導致汽車三包失效，也是不可取的。因此我們就不要在這上面動歪腦筋了，為了我們共同的環境，就付出一點代價吧！
最後再來說說汽油機為什麼不需要SCR系統，不需要使用尿素。這主要是因為，汽油機與柴油機的尾氣成分是不一樣的。汽油機尾氣的主要成分是一氧化碳和碳氫化合物，氮氧化物和顆粒物含量較少。而處理一氧化碳和碳氫化合物的有效方法是使用三元催化器，它可以將這兩種有害物質轉化為二氧化碳和水，而使用尿素的SCR系統並不具備這樣的功能。