自從“固態(tài)氨”這個(gè)詞進(jìn)入我們的眼界以后，不知道大家有沒(méi)有見(jiàn)過(guò)的呢？最近有很多朋友問(wèn)筆者，“小軌，國(guó)六車(chē)真的會(huì)用固態(tài)氨嗎？”

要想知道這個(gè)問(wèn)題，我們就要知道什么是固態(tài)氨、固態(tài)氨系統(tǒng)有什么特點(diǎn)！

SCR系統(tǒng)用一句話簡(jiǎn)單概況：就是用氨氣降低氮氧化物；使用的有效物質(zhì)就是氨氣！

固態(tài)氨是使用固體材料吸附和釋放氨氣，這類(lèi)固態(tài)氨系統(tǒng)（也稱固態(tài)SCR系統(tǒng)）會(huì)在車(chē)輛上裝備一個(gè)裝有固態(tài)材料的圓筒。在車(chē)輛運(yùn)行時(shí)，加熱該材料以釋放氨氣并通過(guò)控制閥定量噴射進(jìn)排氣管中。

吸附的氨氣在80攝氏度內(nèi)會(huì)緩慢釋放。因此固態(tài)氨系統(tǒng)需要進(jìn)行加熱以釋放存儲(chǔ)的氨氣，目前固態(tài)氨系統(tǒng)的加熱方式主要有三種：

（1）發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水加熱

（2）電加熱

（3）發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣加熱

我們都知道尿素水溶液在轉(zhuǎn)化時(shí)轉(zhuǎn)化溫度至少150℃以上，而實(shí)際轉(zhuǎn)化溫度甚至達(dá)到300℃（也就是說(shuō)排溫低的時(shí)候是不能起到降低氮氧化物排放的效果的）。而固態(tài)氨50℃時(shí)就可釋放氨氣，130℃時(shí)就可還原氮氧化合物；更低的氨氣噴射溫度，可以實(shí)現(xiàn)低溫和低速工況下的尾氣凈化，能夠更高效的減排氮氧化合物；

傳統(tǒng)液體尿素氨含量?jī)H為17.3%，且易變質(zhì)、難儲(chǔ)存；固體氨系統(tǒng)氨含量可達(dá)48%，單個(gè)車(chē)載固體儲(chǔ)氨罐可行駛6000km以上。

傳統(tǒng)液體尿素容易結(jié)晶，會(huì)造成噴嘴堵塞，導(dǎo)致整車(chē)限扭；固體氨系統(tǒng)是直接以氨氣作為還原劑，徹底解決管路結(jié)晶、噴嘴堵塞、低溫結(jié)冰、液體泵卡死燒毀等一系列問(wèn)題。

-7℃以下傳統(tǒng)液體尿素會(huì)結(jié)晶堵塞導(dǎo)致排放失控，固體氨系統(tǒng)在零下40℃的環(huán)境下依然可以保持正常工作，實(shí)現(xiàn)了全天候尾氣排放控制。

傳統(tǒng)液體尿素管路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，零部件眾多、可靠性得不到保證；固體氨系統(tǒng)零部件少、可靠性高。

固體氨系統(tǒng)能使氨氣接觸反應(yīng)更充分，從而大幅提高系統(tǒng)轉(zhuǎn)化效率；用氨量?jī)H為傳統(tǒng)液體尿素的5.4分之一，大大節(jié)約了使用成本，同時(shí)延長(zhǎng)了催化劑的使用壽命。

固態(tài)SCR的物流相對(duì)更復(fù)雜，因?yàn)榘睔馐怯泻怏w，所以用完的和充裝好的存儲(chǔ)筒都需要處理。

目前缺乏這樣的基礎(chǔ)設(shè)施，成為了限制固態(tài)氨應(yīng)用的一個(gè)因素。

目前兩家具備固態(tài)氨技術(shù)的公司，氨罐大小和存儲(chǔ)量都不一樣，也就是說(shuō)罐體尺寸還未標(biāo)準(zhǔn)化通用化，這在一定程度上也影響了固態(tài)氨技術(shù)在全國(guó)的普及。

我國(guó)目前還沒(méi)有健全的售后服務(wù)網(wǎng)店為推廣做支撐。

兩種典型的固態(tài)氨系統(tǒng)介紹

國(guó)內(nèi)目前主要有兩家供應(yīng)商在開(kāi)發(fā)固態(tài)SCR系統(tǒng)：佛吉亞ASDS和一汽的SSCR；今天我們先帶大家來(lái)了解一下這兩大系統(tǒng)。

佛吉亞固態(tài)氨系統(tǒng)--ASDS介紹

ASDS系統(tǒng)最大的特點(diǎn)是在80攝氏度時(shí)即可充分釋放氨氣，在150攝氏度時(shí)幾乎完全釋放。具體如下圖所示：

該系統(tǒng)目前已經(jīng)有了三個(gè)版本：

ASDS-1：用于中小型乘用車(chē)，包含兩個(gè)小型電加熱氨存儲(chǔ)筒

ASDS-2/LD：用于中大型乘用車(chē)，包含一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水加熱的主氨存儲(chǔ)筒和一個(gè)電加熱的啟動(dòng)氨存儲(chǔ)筒

ASDS-2/HD：用于中重型發(fā)動(dòng)機(jī)，包含多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水加熱的主氨存儲(chǔ)筒和一個(gè)電加熱的啟動(dòng)氨存儲(chǔ)筒

系統(tǒng)組成：

固態(tài)氨ASDS系統(tǒng)有四大部分組成，分別是固態(tài)氨存儲(chǔ)罐、啟動(dòng)單元、控制器、管路噴射裝置。

1、固態(tài)氨存儲(chǔ)罐：罐裝設(shè)計(jì)的儲(chǔ)存設(shè)備，便于固態(tài)氨的補(bǔ)充和更替。罐內(nèi)的氨氣用完之后，需要單獨(dú)更換新的氨氣存儲(chǔ)罐。暫時(shí)還不可以直接加注。

2、啟動(dòng)單元：提供發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)所需氨氣的快速生成。

3、控制器：與車(chē)載發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)連接通訊，精準(zhǔn)的控制氨氣的噴射，附加12V加熱器，峰值電流30-40A。ASDS系統(tǒng)控制器的內(nèi)部集成了氨氣傳感器。

4、噴射裝置:相對(duì)于SCR系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，噴射裝置設(shè)計(jì)的更建議，不需要單獨(dú)的噴嘴控制，通過(guò)管路直接進(jìn)入催化箱。

工作原理： 

國(guó)內(nèi)用的比較多的就是ASDS-2/LD這套系統(tǒng)，主要配備輕卡等車(chē)型。弗吉亞和江鈴已經(jīng)達(dá)成戰(zhàn)略合作，之后江鈴的車(chē)子會(huì)匹配該系統(tǒng)。

如圖二所示。在車(chē)輛啟動(dòng)之后，電加熱啟動(dòng)氨存儲(chǔ)罐加熱釋放氨氣。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水開(kāi)始逐漸升溫，氨存儲(chǔ)罐中的氨壓亦逐漸升高并最終釋放所需的所有氨氣。ASDS-2/LD包含一個(gè)壓力傳感器和一個(gè)噴射閥，以精確噴射系統(tǒng)所需氨氣。

與尿素SCR系統(tǒng)中噴嘴采用脈沖方式不同，ASDS-2/LD中的噴嘴采用比例控制，氨氣流量可以在名義最大值的1%到100%之間精確調(diào)節(jié)，確保噴射精度達(dá)到±5%。可以在排氣溫度約100攝氏度時(shí)開(kāi)始噴射氨氣，對(duì)應(yīng)通常NEDC測(cè)試的約400秒或者FTP測(cè)試的200秒（NETC和FTP是法規(guī)規(guī)定的兩種測(cè)試方法）。通過(guò)一個(gè)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(tǒng)。該系統(tǒng)集成在一個(gè)箱子中，然后安裝在商用車(chē)的側(cè)面。和車(chē)輛的接口主要包括：

(1) 一個(gè)用于主存儲(chǔ)筒加熱的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水旁通回路

(2) 通訊線束

(3) 用于啟動(dòng)加熱的12V供電

(4) 一個(gè)氨氣噴射管。通過(guò)一個(gè)帶有多個(gè)小孔的鋼管將氨氣釋放到排氣管中。

2017年11月的武漢車(chē)展上，一汽解放發(fā)布了他們的SSCR固體氨技術(shù)。SSCR是一項(xiàng)以無(wú)機(jī)鹽為載體、氨氣為媒介、杜絕結(jié)晶的先進(jìn)氨供給技術(shù)；具有轉(zhuǎn)化效率高、故障率低、使用成本低等顯著特點(diǎn)。

與傳統(tǒng)的使用液體尿素的SCR技術(shù)相比：不需要加注尿素、不存在無(wú)法蒸發(fā)、尾氣溫度降低、覆蓋催化劑、結(jié)晶堵塞載體等一系列問(wèn)題；同時(shí)不需要尿素泵及噴嘴等易損件，大大降低了故障率和維護(hù)成本。

目前，SSCR系統(tǒng)可匹配錫柴11L、錫柴13L發(fā)動(dòng)機(jī)，功率涵蓋420~550馬力，可選車(chē)型包括J6P系列及JH6等諸多車(chē)型，并且首臺(tái)樣車(chē)已正式下線。

小軌在上海市場(chǎng)也了解到，解放J6P 460馬力6X4領(lǐng)航版牽引車(chē)，配備錫柴12擋鋁殼變速箱，以及速比為3.727的457沖焊橋，配備康邁免維護(hù)輪端，機(jī)箱橋十萬(wàn)公里長(zhǎng)換油。和常見(jiàn)的領(lǐng)航版車(chē)型相比，這款車(chē)就是把尿素箱換成了固態(tài)氨系統(tǒng)。價(jià)格方面并沒(méi)有提高，只比之前的版本增加大概1000元左右。說(shuō)明固態(tài)氨這套系統(tǒng)相比傳統(tǒng)的尿素系統(tǒng)成本也不會(huì)提升很多。

（1）主要組成：

固體氨（SSCR）系統(tǒng)是由固體氨作為還原劑的選擇性催化還原系統(tǒng)，包括固體儲(chǔ)氨裝置、加熱控制器、電控系統(tǒng)等組成。下圖為系統(tǒng)工作原理圖和實(shí)車(chē)拍攝的圖片：

這部分類(lèi)似目前SCR系統(tǒng)中的DCU，主要由傳感器、執(zhí)行器、控制軟件、電控單元等組成。SSCR系統(tǒng)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(wěn)壓閥、還原劑保溫裝置、還原劑儲(chǔ)存裝置、線束等組成。

①固態(tài)氨控制器

通過(guò)CAN網(wǎng)絡(luò)通訊可以與車(chē)輛ECU進(jìn)行通訊、采集相關(guān)數(shù)據(jù)、計(jì)算并下達(dá)指令、調(diào)節(jié)還原劑噴射量，達(dá)到精確還原尾氣目的。系統(tǒng)支持車(chē)輛OBD報(bào)警系統(tǒng)， OBD產(chǎn)生的故障也會(huì)及時(shí)的傳遞給ECU，造成排放惡化的故障同樣會(huì)導(dǎo)致車(chē)輛限扭。

②加熱控制器：

加熱控制器是通過(guò)控制閥板與三通內(nèi)腔的夾角，控制通入固體儲(chǔ)氨罐的尾氣流量，來(lái)加熱固態(tài)氨存儲(chǔ)器，固態(tài)氨存儲(chǔ)罐在被加熱后會(huì)釋放出氨氣。

③固態(tài)氨存儲(chǔ)裝置： 

固體儲(chǔ)氨裝置是在固體儲(chǔ)氨罐中加入活性物質(zhì)，在吸附液氨后形成穩(wěn)定的儲(chǔ)氨源。固體儲(chǔ)氨罐利用尾氣余熱加熱內(nèi)部活性物質(zhì)釋放氨氣，再經(jīng)由控制系統(tǒng)穩(wěn)壓和精確噴射，為尾氣后處理器提供所需的還原劑。

目前，固態(tài)氨技術(shù)對(duì)于國(guó)六排放升級(jí)，的確具有無(wú)可比擬的技術(shù)優(yōu)勢(shì)；但是一個(gè)產(chǎn)品要想成功打入市場(chǎng)，除了技術(shù)成熟，服務(wù)網(wǎng)絡(luò)保障外；還取決于系統(tǒng)的生產(chǎn)成本和未來(lái)的使用維護(hù)成本；同時(shí)還受政策、商業(yè)等因素的影響。 

人類(lèi)社會(huì)在飛速發(fā)展，技術(shù)在不斷進(jìn)步，新技術(shù)的應(yīng)用也是日新月異；10年前，95%以上的卡車(chē)維修人員沒(méi)有見(jiàn)過(guò)電噴發(fā)動(dòng)機(jī)；5年前，80%以上的卡車(chē)維修人員沒(méi)見(jiàn)過(guò)SCR系統(tǒng)；甚至現(xiàn)在，仍然有卡車(chē)維修人員不知道什么是氮氧傳感器。但是科技的發(fā)展從來(lái)沒(méi)有停止過(guò)腳步，商用車(chē)后處理技術(shù)的發(fā)展，肯定不會(huì)局限于目前的SCR、EGR、DPF系統(tǒng)。

究竟固態(tài)氨技術(shù)未來(lái)的發(fā)展會(huì)怎么樣，讓我們拭目以待！