共軌導讀
自從“固態氨”這個詞進入我們的眼界以後，不知道大家有沒有見過的呢？最近有很多朋友問筆者，“小軌，國六車真的會用固態氨嗎？”
要想知道這個問題，我們就要知道什麼是固態氨、固態氨系統有什麼特點！
什麼是固態氨
SCR系統用一句話簡單概況：就是用氨氣降低氮氧化物；使用的有效物質就是氨氣！
固態氨是使用固體材料吸附和釋放氨氣，這類固態氨系統（也稱固態SCR系統）會在車輛上裝備一個裝有固態材料的圓筒。在車輛運行時，加熱該材料以釋放氨氣並通過控制閥定量噴射進排氣管中。
吸附的氨氣在80攝氏度內會緩慢釋放。因此固態氨系統需要進行加熱以釋放存儲的氨氣，目前固態氨系統的加熱方式主要有三種：
（1）發動機冷卻水加熱
（2）電加熱
（3）發動機尾氣加熱
固態氨系統的優缺點
優點
01
低溫覆蓋廣
我們都知道尿素水溶液在轉化時轉化溫度至少150℃以上，而實際轉化溫度甚至達到300℃（也就是說排溫低的時候是不能起到降低氮氧化物排放的效果的）。而固態氨50℃時就可釋放氨氣，130℃時就可還原氮氧化合物；更低的氨氣噴射溫度，可以實現低溫和低速工況下的尾氣淨化，能夠更高效的減排氮氧化合物；
02
含氮量高
傳統液體尿素氨含量僅為17.3%，且易變質、難儲存；固體氨系統氨含量可達48%，單個車載固體儲氨罐可行駛6000km以上。
03
不結晶
傳統液體尿素容易結晶，會造成噴嘴堵塞，導致整車限扭；固體氨系統是直接以氨氣作為還原劑，徹底解決管路結晶、噴嘴堵塞、低溫結冰、液體泵卡死燒燬等一系列問題。
04
全天候釋放
-7℃以下傳統液體尿素會結晶堵塞導致排放失控，固體氨系統在零下40℃的環境下依然可以保持正常工作，實現了全天候尾氣排放控制。
05
結構可靠性高
傳統液體尿素管路系統結構複雜，零部件眾多、可靠性得不到保證；固體氨系統零部件少、可靠性高。
06
效率更高，成本更低
固體氨系統能使氨氣接觸反應更充分，從而大幅提高系統轉化效率；用氨量僅為傳統液體尿素的5.4分之一，大大節約了使用成本，同時延長了催化劑的使用壽命。
缺點
01
存儲和運輸
固態SCR的物流相對更復雜，因為氨氣是有害氣體，所以用完的和充裝好的存儲筒都需要處理。
目前缺乏這樣的基礎設施，成為了限制固態氨應用的一個因素。
02
尺寸類型不統一
目前兩傢俱備固態氨技術的公司，氨罐大小和存儲量都不一樣，也就是說罐體尺寸還未標準化通用化，這在一定程度上也影響了固態氨技術在全國的普及。
03
售後問題
我國目前還沒有健全的售後服務網店為推廣做支撐。
兩種典型的固態氨系統介紹
國內目前主要有兩家供應商在開發固態SCR系統：佛吉亞ASDS和一汽的SSCR；今天我們先帶大家來了解一下這兩大系統。
佛吉亞固態氨系統--ASDS介紹
ASDS系統最大的特點是在80攝氏度時即可充分釋放氨氣，在150攝氏度時幾乎完全釋放。具體如下圖所示：
該系統目前已經有了三個版本：
ASDS-1：用於中小型乘用車，包含兩個小型電加熱氨存儲筒
ASDS-2/LD：用於中大型乘用車，包含一個發動機冷卻水加熱的主氨存儲筒和一個電加熱的啟動氨存儲筒
ASDS-2/HD：用於中重型發動機，包含多個發動機冷卻水加熱的主氨存儲筒和一個電加熱的啟動氨存儲筒
系統組成：
固態氨ASDS系統有四大部分組成，分別是固態氨存儲罐、啟動單元、控制器、管路噴射裝置。
1、固態氨存儲罐：罐裝設計的儲存設備，便於固態氨的補充和更替。罐內的氨氣用完之後，需要單獨更換新的氨氣存儲罐。暫時還不可以直接加註。
2、啟動單元：提供發動機冷啟動所需氨氣的快速生成。
3、控制器：與車載發動機控制系統連接通訊，精準的控制氨氣的噴射，附加12V加熱器，峰值電流30-40A。ASDS系統控制器的內部集成了氨氣傳感器。
4、噴射裝置:相對於SCR系統來說，噴射裝置設計的更建議，不需要單獨的噴嘴控制，通過管路直接進入催化箱。
工作原理：
國內用的比較多的就是ASDS-2/LD這套系統，主要配備輕卡等車型。弗吉亞和江鈴已經達成戰略合作，之後江鈴的車子會匹配該系統。
如圖二所示。在車輛啟動之後，電加熱啟動氨存儲罐加熱釋放氨氣。當發動機冷卻水開始逐漸升溫，氨存儲罐中的氨壓亦逐漸升高並最終釋放所需的所有氨氣。ASDS-2/LD包含一個壓力傳感器和一個噴射閥，以精確噴射系統所需氨氣。
與尿素SCR系統中噴嘴採用脈衝方式不同，ASDS-2/LD中的噴嘴採用比例控制，氨氣流量可以在名義最大值的1%到100%之間精確調節，確保噴射精度達到±5%。可以在排氣溫度約100攝氏度時開始噴射氨氣，對應通常NEDC測試的約400秒或者FTP測試的200秒（NETC和FTP是法規規定的兩種測試方法）。通過一個氨氣管供給管路將氨氣引入排氣管，排氣管上不再需要噴嘴。
圖-3所示的是一套ASDS-2/HD系統。該系統集成在一個箱子中，然後安裝在商用車的側面。和車輛的接口主要包括：
(1) 一個用於主存儲筒加熱的發動機冷卻水旁通迴路
(2) 通訊線束
(3) 用於啟動加熱的12V供電
(4) 一個氨氣噴射管。通過一個帶有多個小孔的鋼管將氨氣釋放到排氣管中。
一汽解放固態氨系統--SSCR介紹
01
車展亮相
2017年11月的武漢車展上，一汽解放發佈了他們的SSCR固體氨技術。SSCR是一項以無機鹽為載體、氨氣為媒介、杜絕結晶的先進氨供給技術；具有轉化效率高、故障率低、使用成本低等顯著特點。
02
系統特點
與傳統的使用液體尿素的SCR技術相比：不需要加註尿素、不存在無法蒸發、尾氣溫度降低、覆蓋催化劑、結晶堵塞載體等一系列問題；同時不需要尿素泵及噴嘴等易損件，大大降低了故障率和維護成本。
目前，SSCR系統可匹配錫柴11L、錫柴13L發動機，功率涵蓋420~550馬力，可選車型包括J6P系列及JH6等諸多車型，並且首臺樣車已正式下線。
小軌在上海市場也瞭解到，解放J6P 460馬力6X4領航版牽引車，配備錫柴12擋鋁殼變速箱，以及速比為3.727的457衝焊橋，配備康邁免維護輪端，機箱橋十萬公里長換油。和常見的領航版車型相比，這款車就是把尿素箱換成了固態氨系統。價格方面並沒有提高，只比之前的版本增加大概1000元左右。說明固態氨這套系統相比傳統的尿素系統成本也不會提升很多。
03
系統介紹
（1）主要組成：
固體氨（SSCR）系統是由固體氨作為還原劑的選擇性催化還原系統，包括固體儲氨裝置、加熱控制器、電控系統等組成。下圖為系統工作原理圖和實車拍攝的圖片：
02
電控系統
這部分類似目前SCR系統中的DCU，主要由傳感器、執行器、控制軟件、電控單元等組成。SSCR系統電子控制單元是由壓力傳感器、溫度傳感器、氨氣還原劑噴射控制閥、穩壓閥、還原劑保溫裝置、還原劑儲存裝置、線束等組成。
①固態氨控制器
通過CAN網絡通訊可以與車輛ECU進行通訊、採集相關數據、計算並下達指令、調節還原劑噴射量，達到精確還原尾氣目的。系統支持車輛OBD報警系統， OBD產生的故障也會及時的傳遞給ECU，造成排放惡化的故障同樣會導致車輛限扭。
②加熱控制器：
加熱控制器是通過控制閥板與三通內腔的夾角，控制通入固體儲氨罐的尾氣流量，來加熱固態氨存儲器，固態氨存儲罐在被加熱後會釋放出氨氣。
③固態氨存儲裝置：
固體儲氨裝置是在固體儲氨罐中加入活性物質，在吸附液氨後形成穩定的儲氨源。固體儲氨罐利用尾氣餘熱加熱內部活性物質釋放氨氣，再經由控制系統穩壓和精確噴射，為尾氣後處理器提供所需的還原劑。
未來前景
目前，固態氨技術對於國六排放升級，的確具有無可比擬的技術優勢；但是一個產品要想成功打入市場，除了技術成熟，服務網絡保障外；還取決於系統的生產成本和未來的使用維護成本；同時還受政策、商業等因素的影響。
人類社會在飛速發展，技術在不斷進步，新技術的應用也是日新月異；10年前，95%以上的卡車維修人員沒有見過電噴發動機；5年前，80%以上的卡車維修人員沒見過SCR系統；甚至現在，仍然有卡車維修人員不知道什麼是氮氧傳感器。但是科技的發展從來沒有停止過腳步，商用車後處理技術的發展，肯定不會侷限於目前的SCR、EGR、DPF系統。
究竟固態氨技術未來的發展會怎麼樣，讓我們拭目以待！
卡車在路上
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