斯巴鲁
斯巴鲁废气抑制空气导入式燃烧控制系统（Subaru Exhaust Emission Control-Thermal & Thermodynamic System）一般缩写成SEEC-T，乃是日本富士重工业（斯巴鲁前身）为了因应昭和50年（1975年）以降的汽车废气排放标准，所开发出来的废气净化技术。
概要
[编辑]和其他同业在此时期的作法一样，富士重工业在各车种之车尾贴有“SEEC-T”的贴纸或铭牌，甚至广告宣传时直接冠上SEEC-T之名，因此很容易和旧车款区隔。一般说来从1975年起采用此技术，而且“不使用触媒”的方法比其他同业还要早，翌年日本当局才将此项要求纳入法规。
发展过程
[编辑]前身SEEC系统
[编辑]1970年美国通过《空气净化法》（俗称《马斯基法案》），为了向北美市场输出产品，富士重工业在斯巴鲁Leone与斯巴鲁BRAT所搭载的EA63型、EA71型引擎上加装SEEC系统，同时车尾贴著“SEEC”的字样。
此套系统肇始于1970年代前半期开始销往北美洲的斯巴鲁ff-1 Star，对该公司而言因为初次接触废气处理装置，为了万无一失而改良屏蔽式吹漏气还原装置[1]、怠速限制器等。同时期的美国车款主要搭载V型八汽缸引擎，经过摸索研究之后采用名为“空气喷射反应器”（air injection reactor）的气泵式二次空气导入装置，使用于1969年至1971年期间出口的车辆上[2]。后来，斯巴鲁技术团队逐渐熟悉该地的废气排放标准，从1972年至1974年间暂时舍弃气泵，改采在化油器装设自动阻风门，以及减速时减少碳氢化合物。只要由地区经销商调整点火时间便可以通过北美市场的法规，1974年式车款针对规定比较严格的加利福尼亚州，则以前述装置外加EGR排气再循环技术对应。
同一时期日规版从1970年式（昭和45年）的斯巴鲁ff-1 1300G起便以屏蔽式曲轴箱通气管、怠速限制器等因应当地的规定，翌年再增加设置活性碳罐（charcoal canister）。1973年为了因应昭和48年汽车废气排放标准，除前述装置之外，追加以温水预热节气门的化油器加热器、暖空气进气口（warm air intake）、可以抑制当节流阀急遽返回而增加碳氢化合物的缓冲器，以及由地区经销商安装负压提前点火器等。
1975年以降昭和50年汽车废气排放标准及“马斯基法案”规定必须将碳氢化合物比以前少于十分之一，东洋工业（马自达前身）的转子引擎使用“温控反应器”（thermal reactor）将废气中残余的碳氢化合物混合空气后再度燃烧，却因过热问题未能获得斯巴鲁之采纳。其他氧化、还原、三元等各种触媒在1973年时也存在着可靠性不足、成本过高等问题，因此有三种SEEC系统的研究开发同时并行着：
- SEEC-B：因应1975年马斯基法案及昭和50年汽车废气排放标准，包含“以气泵或舌簧阀二次空气导入装置”加上“氧化或还原触媒”的主体技术，加州版另追加EGR排气再循环技术。
- SEEC-C：因应1976年马斯基法案及昭和51年汽车废气排放标准，包含“以气泵或舌簧阀二次空气导入装置”加上“氧化触媒+还原触媒（双重催化剂）、EGR排气再循环技术”的主体技术。不过当时日本规定必须定期更换触媒，故原厂采取作业方便的颗粒状催化剂。
- SEEC-T：然而催化剂必须使用大量的贵金属，在耐久性、价格、稳定供给等各方面十分不稳定，因此必须推进到不仰赖催化剂的SEEC-T系统。
针对轻型车的SEEC-K系统
[编辑]自1958年斯巴鲁360问世以来，轻型车一向采用二冲程直列二缸引擎。从一开始强制气冷的EK31型、采用进气舌簧阀的EK33型，一直到汽缸本体改为水冷式的EK34型。针对轻型车的废气处理方式，1971年式的斯巴鲁R-2气冷式EK33型引擎额外装设屏蔽式曲轴箱通气管及怠速限制器。当时原理上氮氧化物的产生量不多，原则上不可能发生未燃烧的油气（吹漏气）排往曲轴箱外的情况（因为通气管的概念并不存在），因此原厂将这一点当成二冲程循环引擎的优点并大力宣传。R-2的后继车种斯巴鲁Rex所搭载的EK34型恰好也纳入昭和48年汽车废气排放标准的范围，于是除了前述的装置以外，原厂另外调整点火时间、微调分离供油装置的油泵、以温水预热节气门的化油器加热器、“斯巴鲁ISV”（（日语）アイドリング・サイレンス・バルブ，（英文）idling silence valve）阀门[3]等以克服困难，但是以二冲程循环的先天条件难以通过昭和50年汽车废气排放标准。
昭和51年汽车废气排放标准对于二冲程的轻型车设定了暂定标准值，所以斯巴鲁和其他对手如铃木、大发一样暂时保留二冲程引擎，并开发新的废气排放技术以便符合规定。事实上，当时斯巴鲁为了让二冲程引擎通过马斯基法案，曾经尝试安装机械式燃料喷射装置及后段燃烧废气的手段，但是依照当时的技术不管以哪种方式，始终无法克服排气温度异常上升的难关，最终还是像三菱、马自达一样选择朝向四冲程循环的道路发展。EK族引擎转向四冲程的作法是重新设计EK3x族，机油泵使用EA族引擎的次摆线油泵（（日语）トロコイド型ポンプ），汽门机构则比EA族更早一步采用同步带的SOHC。至于直列二缸四冲程引擎特有的振动问题，则依据著名工程师弗雷德里克·兰彻斯特提出将两根平衡轴的位置上下交错以便消除引擎的振动而解决[4]，于是排气量360c.c.、四冲程的EK2x族引擎从1973年10月小改款的Rex开始使用。这段期间SEEC-B的概念应用于轻型车产品上，采取“舌簧阀二次空气导入装置”加上“氧化触媒”的方式，冠以“SEEC-K”之名称刊登于汽车目录上。
SEEC-T系统的出现
[编辑]SEEC-T本来是SEEC-B/C的第二方案，以抑制燃烧室温度来降低氮氧化物的排放，目标是适当维持稀薄燃烧及排气温度来抑制一氧化碳、碳氢化合物，特征是舌簧阀二次空气导入装置的基础技术加上EGR排气再循环装置。EA族引擎属于大缸径短冲程型引擎（oversquare engine），其特性是汽门重叠较大。于是原厂工程师延长进气歧管、将两个排气埠以Y字形汇成一个、进排气埠插入衬套以减低温度、排气歧管周边零件加上双重外壳以适当维持排气温度在700℃至750℃之间，借由这些手法实现了无触媒、无气泵等辅助。在北美洲寒冷地带的测试中，由于进气预热不足导致化油器结霜，所以用加热器预先加热排气管的进气、曲轴箱通气管由屏蔽式改成强制通风阀（俗称PCV阀）等手段来处理。
1974年7月24日本属次要计划的SEEC-T系统，通过了美国国家环境保护局的1975年汽车废气排放正式认定测试[5]，同时因为美国当据暂时搁置适用马斯基法案75年及76年的法定标准值，所以该系统升格为主要对应计划，SEEC-B/C系统反而降成次要计划。之后小幅度调校引擎的结果显示，即便使用SEEC-T系统也能完全符合马斯基法案的规定，于是1975年1月13日富士重工业正式在国内发布新闻稿，表示8月份起将使用搭载SEEC-T系统的EA族引擎，成为首辆符合昭和51年汽车废气排放标准的轻型车。
转向三元催化剂
[编辑]1978年昭和53年汽车废气排放标准生效，该法规号称当时全球最严苛，比73年马斯基法案的标准值还要低8%，原厂对应的手法仅有在SEEC-T之外追加EGR排气再循环、进气温度自动调整装置等。但是以北美市场为重心的富士重工业面对逐年严格的法定标准值，以及改良引擎之际容易陷入排气净化与油耗表现的折衷关系，再加上美国开始实施企业平均燃油经济性标准（Corporate Average Fuel Economy Standards，俗称“CAFE”），因此SEEC-T系统的设计变得难以应付各国的法定标准值。
1979年（昭和54年）日本制定通称“节能法”的《能源的使用合理化等相关法律》，规定车重750kg-1000kg之间的汽车油耗基准为13km/L，同时删除了车厂定期交换触媒的义务，于是日本车厂中第一个决定采用整装三元催化剂的是富士重工业。一开始并没有使用可控制空燃比反馈的氧气感测器，不过油耗表现也比SEEC-T系统多出2km/L，勉强达成CAFE的标准值。1981年（昭和56年）富士重工业在EA81型引擎上导入类比型ECU的电子控制式化油器（ECC），成本比空燃比反馈控制还要低。虽然电子燃油喷射控制系统（EFI/EGI）从1974年开始测试，但其成本比较贵，况且即便ECU故障ECC仍可运作，这种冗余功能获得原厂内部的高度评价。1982年切换成数位型ECU之后，该公司长期使用在自然进气引擎上。于是随着第二代（1981年-1986年）|第二代Rex从后置后驱改成前置前驱的布局方式，也顺道转成二轴式平衡轴及三元催化剂，SEEC-T系统也就此画下句点。
参考资料
[编辑]- （日语）SUBARU REX SEEC-T （页面存档备份，存于互联网档案馆）
- （日语）山岸曦一：排出ガス対策を中心にしたスバルエンジンの开発 （页面存档备份，存于互联网档案馆）
内部链接
[编辑]外部链接
[编辑]- （日语）山岸曦一：排出ガス対策を中心にしたスバルエンジンの开発 （页面存档备份，存于互联网档案馆）
- （日语）日本の自动车技术330选 - EA-71 （页面存档备份，存于互联网档案馆）
- （日语）ＳＥＥＣ－Ｔ