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速霸陸

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速霸陸廢氣抑制空氣導入式燃燒控制系統（Subaru Exhaust Emission Control-Thermal & Thermodynamic System）一般縮寫成SEEC-T，乃是日本富士重工業（速霸陸前身）為了因應昭和50年（1975年）以降的汽車廢氣排放標準，所開發出來的廢氣淨化技術。

概要

和其他同業在此時期的作法一樣，富士重工業在各車種之車尾貼有「SEEC-T」的貼紙或銘牌，甚至廣告宣傳時直接冠上SEEC-T之名，因此很容易和舊車款區隔。一般說來從1975年起採用此技術，而且「不使用觸媒」的方法比其他同業還要早，翌年日本當局才將此項要求納入法規。

發展過程

前身SEEC系統

1970年美國通過《空氣淨化法（英語：Clean Air Act (United States)）》（俗稱《馬斯基法案》），為了向北美市場輸出產品，富士重工業在速霸陸Leone與速霸陸BRAT所搭載的EA63型、EA71型引擎上加裝SEEC系統，同時車尾貼著「SEEC」的字樣。

此套系統肇始於1970年代前半期開始銷往北美洲的速霸陸ff-1 Star，對該公司而言因為初次接觸廢氣處理裝置，為了萬無一失而改良屏蔽式吹漏氣還原裝置[1]、怠速限制器等。同時期的美國車款主要搭載V型八汽缸引擎，經過摸索研究之後採用名為「空氣噴射反應器」（air injection reactor）的氣泵式二次空氣導入裝置，使用於1969年至1971年期間出口的車輛上[2]。後來，速霸陸技術團隊逐漸熟悉該地的廢氣排放標準，從1972年至1974年間暫時捨棄氣泵，改採在化油器裝設自動阻風門，以及減速時減少碳氫化合物。只要由地區經銷商調整點火時間便可以通過北美市場的法規，1974年式車款針對規定比較嚴格的加利福尼亞州，則以前述裝置外加EGR排氣再循環技術對應。

同一時期日規版從1970年式（昭和45年）的速霸陸ff-1 1300G起便以屏蔽式曲軸箱通氣管、怠速限制器等因應當地的規定，翌年再增加設置活性碳罐（charcoal canister）。1973年為了因應昭和48年汽車廢氣排放標準，除前述裝置之外，追加以溫水預熱節氣門的化油器加熱器、暖空氣進氣口（warm air intake）、可以抑制當節流閥急遽返回而增加碳氫化合物的緩衝器，以及由地區經銷商安裝負壓提前點火器等。

1975年以降昭和50年汽車廢氣排放標準及「馬斯基法案」規定必須將碳氫化合物比以前少於十分之一，東洋工業（馬自達前身）的轉子引擎使用「溫控反應器」（thermal reactor）將廢氣中殘餘的碳氫化合物混合空氣後再度燃燒，卻因過熱問題未能獲得速霸陸之採納。其他氧化、還原、三元等各種觸媒在1973年時也存在著可靠性不足、成本過高等問題，因此有三種SEEC系統的研究開發同時並行著：

  • SEEC-B：因應1975年馬斯基法案及昭和50年汽車廢氣排放標準，包含「以氣泵或舌簧閥（英語：Reed valve）二次空氣導入裝置」加上「氧化或還原觸媒」的主體技術，加州版另追加EGR排氣再循環技術。
  • SEEC-C：因應1976年馬斯基法案及昭和51年汽車廢氣排放標準，包含「以氣泵或舌簧閥（英語：Reed valve）二次空氣導入裝置」加上「氧化觸媒+還原觸媒（雙重催化劑）、EGR排氣再循環技術」的主體技術。不過當時日本規定必須定期更換觸媒，故原廠採取作業方便的顆粒狀催化劑。
  • SEEC-T：然而催化劑必須使用大量的貴金屬，在耐久性、價格、穩定供給等各方面十分不穩定，因此必須推進到不仰賴催化劑的SEEC-T系統。

針對輕型車的SEEC-K系統

自1958年速霸陸360問世以來，輕型車一向採用二衝程直列二缸引擎。從一開始強制氣冷的EK31型、採用進氣舌簧閥的EK33型，一直到汽缸本體改為水冷式的EK34型。針對輕型車的廢氣處理方式，1971年式的速霸陸R-2氣冷式EK33型引擎額外裝設屏蔽式曲軸箱通氣管及怠速限制器。當時原理上氮氧化物的產生量不多，原則上不可能發生未燃燒的油氣（吹漏氣）排往曲軸箱（英語：Crankcase）外的情況（因為通氣管的概念並不存在），因此原廠將這一點當成二衝程循環引擎的優點並大力宣傳。R-2的後繼車種速霸陸Rex所搭載的EK34型恰好也納入昭和48年汽車廢氣排放標準的範圍，於是除了前述的裝置以外，原廠另外調整點火時間、微調分離供油裝置的油泵、以溫水預熱節氣門的化油器加熱器、「速霸陸ISV」（（日語）アイドリング・サイレンス・バルブ，（英文）idling silence valve）閥門[3]等以克服困難，但是以二衝程循環的先天條件難以通過昭和50年汽車廢氣排放標準。

昭和51年汽車廢氣排放標準對於二衝程的輕型車設定了暫定標準值，所以速霸陸和其他對手如鈴木、大發一樣暫時保留二衝程引擎，並開發新的廢氣排放技術以便符合規定。事實上，當時速霸陸為了讓二衝程引擎通過馬斯基法案，曾經嘗試安裝機械式燃料噴射裝置及後段燃燒廢氣的手段，但是依照當時的技術不管以哪種方式，始終無法克服排氣溫度異常上升的難關，最終還是像三菱、馬自達一樣選擇朝向四衝程循環的道路發展。EK族引擎轉向四衝程的作法是重新設計EK3x族，機油泵使用EA族引擎的次擺線油泵（（日語）トロコイド型ポンプ），汽門機構則比EA族更早一步採用同步帶的SOHC。至於直列二缸四衝程引擎特有的振動問題，則依據著名工程師弗雷德里克·蘭徹斯特（英語：Frederick W. Lanchester）提出將兩根平衡軸（英語：Balance shaft）的位置上下交錯以便消除引擎的振動而解決[4]，於是排氣量360c.c.、四衝程的EK2x族引擎從1973年10月小改款的Rex開始使用。這段期間SEEC-B的概念應用於輕型車產品上，採取「舌簧閥二次空氣導入裝置」加上「氧化觸媒」的方式，冠以「SEEC-K」之名稱刊登於汽車目錄上。

SEEC-T系統的出現

SEEC-T本來是SEEC-B/C的第二方案，以抑制燃燒室溫度來降低氮氧化物的排放，目標是適當維持稀薄燃燒及排氣溫度來抑制一氧化碳、碳氫化合物，特徵是舌簧閥二次空氣導入裝置的基礎技術加上EGR排氣再循環裝置。EA族引擎屬於大缸徑短衝程型引擎（oversquare engine），其特性是汽門重疊（日語：バルブオーバーラップ）較大。於是原廠工程師延長進氣歧管（英語：Inlet manifold）、將兩個排氣埠以Y字形匯成一個、進排氣埠插入襯套以減低溫度、排氣歧管（英語：Exhaust manifold）周邊零件加上雙重外殼以適當維持排氣溫度在700℃至750℃之間，藉由這些手法實現了無觸媒、無氣泵等輔助。在北美洲寒冷地帶的測試中，由於進氣預熱不足導致化油器結霜，所以用加熱器預先加熱排氣管的進氣、曲軸箱通氣管由屏蔽式改成強制通風閥（俗稱PCV閥）等手段來處理。

1974年7月24日本屬次要計劃的SEEC-T系統，通過了美國國家環境保護局的1975年汽車廢氣排放正式認定測試[5]，同時因為美國當據暫時擱置適用馬斯基法案75年及76年的法定標準值，所以該系統升格為主要對應計劃，SEEC-B/C系統反而降成次要計劃。之後小幅度調校引擎的結果顯示，即便使用SEEC-T系統也能完全符合馬斯基法案的規定，於是1975年1月13日富士重工業正式在國內發布新聞稿，表示8月份起將使用搭載SEEC-T系統的EA族引擎，成為首輛符合昭和51年汽車廢氣排放標準的輕型車。

轉向三元催化劑

1978年昭和53年汽車廢氣排放標準生效，該法規號稱當時全球最嚴苛，比73年馬斯基法案的標準值還要低8%，原廠對應的手法僅有在SEEC-T之外追加EGR排氣再循環、進氣溫度自動調整裝置等。但是以北美市場為重心的富士重工業面對逐年嚴格的法定標準值，以及改良引擎之際容易陷入排氣淨化與油耗表現的折衷關係，再加上美國開始實施企業平均燃油經濟性標準（英語：Corporate average fuel economy）（Corporate Average Fuel Economy Standards，俗稱「CAFE」），因此SEEC-T系統的設計變得難以應付各國的法定標準值。

1979年（昭和54年）日本制定通稱「節能法」的《能源的使用合理化等相關法律（日語：エネルギーの使用の合理化等に関する法律）》，規定車重750kg-1000kg之間的汽車油耗基準為13km/L，同時刪除了車廠定期交換觸媒的義務，於是日本車廠中第一個決定採用整裝三元催化劑的是富士重工業。一開始並沒有使用可控制空燃比反饋的氧氣感測器，不過油耗表現也比SEEC-T系統多出2km/L，勉強達成CAFE的標準值。1981年（昭和56年）富士重工業在EA81型引擎上導入類比型ECU的電子控制式化油器（ECC），成本比空燃比反饋控制還要低。雖然電子燃油噴射控制系統（EFI/EGI）從1974年開始測試，但其成本比較貴，況且即便ECU故障ECC仍可運作，這種冗餘功能獲得原廠內部的高度評價。1982年切換成數位型ECU之後，該公司長期使用在自然進氣引擎上。於是隨著第二代（1981年-1986年）|第二代Rex從後置後驅改成前置前驅的佈局方式，也順道轉成二軸式平衡軸（英語：Balance shaft）及三元催化劑，SEEC-T系統也就此畫下句點。

參考資料

  1. ^ 參考（日語）Bleed。
  2. ^ 參看（日語）山岸曦一：排出ガス対策を中心にしたスバルエンジンの開発 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館），第83頁。
  3. ^ 原本該閥門的目的是降低約10分貝的怠速噪音，但是對R-2 GSS、Rex GSR等運動版車型而言也榨出37ps的最大馬力。
  4. ^ 然而屬於後置引擎的EK族若要比照三菱的靜默軸，在佈局上實在有很大的困難，於是妥協之後只使用一根平衡軸。
  5. ^ 參看（日語）SUBARU REX SEEC-T （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）。

內部連結

外部連結

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