阿法爾羅密歐的直列四缸引擎(下)－曾教授與古董保時捷

C. 60年代末期至90年代：
1.
在1960年，排氣汙染變被視為一大問題，環保團體紛紛跳出且試圖立法來限制從每輛汽車的尾管中滴下來的未燃燃料(hydrocarbons, or HC)和一氧化碳(CO)排量。美國汽車車廠也依照立法規定來控制排放，實際應用了第一個排放控制裝置但對消費者而言負擔非常的沉重。早期1970年美國的排放控制裝置僅僅保持HC的低排放量，駕駛性能和汽車里程數容易被控制裝置影響且不易排除。種種的毛病無疑的，排放控制裝置非常不受大眾歡迎，最後政府放棄了他們。

而歐洲各汽車大廠也因美國新設立的法律相當頭疼，Alfa堅信著，如果鼓勵買主禁止使用排氣控制裝置，必定會被美國市場踢除在外。Alfa Romeo也正處於恐懼當中，最後管理層選擇採用最全面的方法將排放控制引入其引擎，其他車廠紛紛改良技術為了要降低氮氧化物排放，Alfa卻設計出由泵注入的燃油噴射系統，此系統即稱SPICA燃油噴射(SPICA fuel injection)。

 SPICA燃油噴射(SPICA fuel injection) (補)

2.
1985年Alfa Romeo慶祝75周年推出新款轎車75，車款使用雙Dell'Orto DHLA40G化油器直列四缸DOHC引擎，1987年，75 推出直列四缸DOHC引擎，每缸雙火星塞點火設計，使得汽缸燃燒更為完全，加上當時量產車少見的可變閥門(variable valve)和燃油噴射(Bosch L-Jetronic)設計，雖然只有單進氣可變，不過這兩項在當年是相當罕見的先進設計。

 Dell'Orto化油器 (Dell'Orto Carburetors)(補)

 可變閥門正時(Variable ValveTiming)：
Alfa為首創使用可變閥門正時且引用至美國1980年代的車款中。後來機構上稍作修改，增加一電磁閥來控制進氣正時的變化。在1987年Alfa Romeo推出75，也使用可變閥門正時。其中Alfa Romeo的變速器是一個外型為圓柱體機構，內部由一壓力室和活塞以及螺旋花鍵，當引擎機油油壓提升，螺旋花鍵使內部活塞稍微旋轉，將進氣門正時提前25度。

引擎在高轉速時，氣缸在一個工作循環內，吸氣和排氣的時間是非常短的，要想達到高的充氣效率，就必須延長氣缸的吸氣和排氣時間，也就是要求增大氣門的重疊角；而引擎在低轉速時，過大的氣門重疊角則容易使得廢氣倒灌，吸氣量反而會下降，從而導致發動機怠速不穩，低速扭矩偏低，固定的氣門正時很難同時滿足引擎高轉速和低轉速兩種工況的需求，所以可變閥門正時應運而生。可變閥門正時可以根據引擎轉速和工況的不同而進行調節，使得引擎在高、低速下都能獲得理想的進、排氣效率。

原理：
油量的變化是由電磁閥控制，當引擎轉速達到一定的速度時，電磁閥通電，使加壓油通過進氣凸輪軸進入變速器內部，進氣凸輪軸位置提前25度，從而增加閥重疊。

圖：75引擎可變閥門正時構造
變速器內部構造參考：https://www.youtube.com/watch?v=vNHplHFtl6I

 燃油L噴射系統(Bosch L-Jetronic)：

可參考：

本網站內：引擎發展史－供油系統(2) http://eatontseng.pixnet.net/blog/post/66581403
曾教授著作：汽車學原理與實務 ─ 第七章

 雙點火器(Twin Sparks)：
在現今Alfa Romeo車款中絕大部分車款皆使用雙點火器引擎，從最初8閥門引擎的75、164至155車款，到16閥門引擎的145、146、156、147、166、GTV(Type 916)和Spider(Type 916)車款都引用此項技術。與單點火器差異點就是，汽缸頭汽閥角度從80度減至46度，進氣閥直徑一樣是44mm而排氣閥直徑由40mm改為38mm。

引擎中的雙點火器，當引擎處於壓縮行程階段，其一點火器即點燃內部氣體，而另一點火器則隨後點燃，以確保排氣氣體中含有少量的未燃燃料，且能更完全的燃燒達到更高的熱動力效率。在8閥引擎中擁有8個相同的火星塞，而16閥引擎在每個氣缸中皆有一個較大與另一較小的火星塞。

圖：8閥門與16閥門引擎內部點火器的差異

Alfa沿革多年的Twin Spark雙火星塞引擎，運轉精緻度與成熟度皆達一定水準，夾帶著Twin Spark優異於一般單火星塞汽缸的點火效率，進而達到增強馬力、減少油耗、降低廢氣，使動力傳輸平順、反應敏捷、操控收放自如的特色。

圖：146雙點火器引擎搭配VVT

3.
1987年Alfa Romeo在IAA車展上首度推出全新車款， 164被視為Alfa Romeo 第一輛的「新世代車」。164系列當中直列四缸DOHC引擎搭配Bosch Motronic電子燃油噴射與雙點火器。

 Bosch Motronic電子燃油噴射：

可參考：

本網站內：引擎發展史－供油系統(2) http://eatontseng.pixnet.net/blog/post/66581403
曾教授著作：汽車學原理與實務 ─ 第七章

4.
1997年9月18日，156在德國法蘭克福IAA車展中正式向世人發表，直列四缸搭上雙點火器技術共有1.6公升、1.8公升、2.0公升且每缸為四閥門，其中2.0i T.Spark 16V擁有可變進氣系統技術(variable intake system)。

 四閥門(Four Valves)
氣缸內各具有2個進氣和2個排氣閥，與2閥門引擎(1個進氣和1個排氣閥)相比。4閥門的引用可以改善引擎的進氣和排氣過程。傳統的2閥門發動機只有1/3氣缸頭部區域被閥門覆蓋，但4閥門增加到超過50％的面積，也因如此，進氣口和排氣口通道的流動面積也增加，這有助於吸入更多的空氣燃料混合物，能更有效的燃燒，並且快速排放燃燒室內的所有燃燒氣體。

圖：156 16V T.Spark引擎

 可變進氣系統(variable intake system)
當引擎低速運轉時，黑色控制閥關閉，氣流被迫從長歧管流入氣缸，可以增加進氣的氣流速度和氣壓強度，使汽油和空氣更好的混合，燃燒更充分，提高扭矩。當引擎轉速升高時，控制閥門打開，氣流繞開下端管道直接進入氣缸，這時能更快吸入更多的空氣，增大引擎高轉速的進氣量，提高輸出功率。

可變進氣歧管不僅可以提高汽油機在中、低速和中、小負荷時的動力性，即提高有效輸出扭矩，由於它提高了汽油機在中、低速運轉時的進氣速度，而增強了氣缸內的氣流強度，從而改善了燃燒過程，使汽油機中、低速的最低燃油消耗率下降，燃油經濟性有所提高。

圖：可變進氣系統示意圖

此外，可變進氣歧管還有減少引擎廢氣排放量的作用。因為引擎燃燒過程改善後，不僅油耗降低，經濟性改善，引擎的有害排氣污染物的排放量也能適當減少，即引擎的排放淨化性能也可適當改善。

D. 90年代初期至近代引擎技術：
在數十年裡，引擎燃油技術皆以燃油直噴橫掃賽車界，在2002年，Alfa Romeo也將此技術應用在156車款之中。在2002年Alfa Romeo證實JTS系統不需使用特殊燃油，JTS系統是由Alfa Romeo工程師所研發的技術，使用市面上常見的Super Fuel來取代昂貴的高辛烷Super Plus可降低引擎的易爆性。也因此2.0公升四缸的156 2.0 JTS變成米蘭公司首台使用燃油直噴技術的車款。

 JTS Technology (Jet Thrust Stoichiometric)
賽車引擎設計師在十年前想出此構想，與一般先將油氣混合後送入進氣口方法甚至是化油器或傳統燃油噴射相比，將汽油直接噴入汽缸之中能獲得更高輸出功率和扭矩。

JTS是『Jet Thrust Stoichiometric』的縮寫，汽油與空氣裡想比值為14.7 : 1，此混合比例在引擎內部可以擁有最佳燃燒效果。
事實上，此系統可分為兩階段的控制油氣混合物，處於低轉速範圍的JTS會以稀混合情況下運作(過多的空氣混合在燃燒室內25 : 1)，造成燃油消耗下降。在高轉速時，引擎電力會切換到理想的油氣混合比，而能夠達到最佳性能，同時，大幅減少廢氣排放和燃料消耗。

圖：JTS引擎燃油直噴至汽缸內部

 MultiAir
Alfa Romeo首度將MultiAir閥門控制引擎技術應用在MiTo車款之中，MultiAir閥門控制引擎技術是將傳統進氣閥門與曲軸之間的設計改為電動液壓閥正時系統(electro-hydraulic valve timing system)，各汽缸的進氣閥門分別讓引擎的進氣控制，能更精密符合引擎運轉的狀況(冷車、正常行駛或全功率輸出等)，以達成燃燒更精準、油耗更少、排放污染更低的目的。

MultiAir技術的引擎，在同樣排氣量下，最大馬力可以提升10%，而最大扭力則可以提升至15%，而同時油耗與二氧化碳的排放可以減少10%，排放微粒減少40%，而氮氧化物則可減少達60%。

圖：MiTo車款外型