全可變氣(qì)門系統能夠實現(xian)氣門正時、開啟持(chi)續期和升程的連(lian)續可變，通過優化(huà)各個工況下的氣(qì)門升程♈狀态，從而(er)改善發動機的燃(rán)油經濟性，提高輸(shu)出扭矩♊，降低排🐪放(fang)污染物等。

UniAir系統也可以看(kan)作是一種VVT/VVL技術，隻(zhī)不過機械結構裡(li)㊙️的氣門🆚由凸輪軸(zhóu)控制變為了電磁(ci)液壓控制，這樣不(bú)僅可以有效降低(dī)發動💋機的體積和(hé)重量，還可以實現(xiàn)發動機氣🌐門相位(wèi)和升程的連續控(kòng)制調節。

UniAir系統最早由德國(guó)Schaeffler集團在2001年開發，後(hou)來與菲亞特合作(zuo)開發（Schaeffler稱之為UniAir,菲亞(yà)特稱之為MultiAir），在經過(guo)長達七年的試驗(yan)、驗證後，最終于2009年(nian)形成了商品化，在(zài)阿爾法MiTo1.4 MultiAir車型上首(shǒu)⭐次亮相，目前Multiair系統(tong)已發展至第三代(dài)(最新菲亞特1.3T發👉動(dòng)機）,除了菲亞特動(dong)力，在捷豹路虎的(de)Ingenium系列發動機發動(dòng)機上也有應用。

UniAir結構及原理

典型的UniAir結構

典型的(de)UniAir結構如上圖所示(shi)。UniAir安裝在凸輪軸和(hé)氣門之間，凸輪軸(zhou)🌈作用于搖臂，搖臂(bi)作用于給高壓腔(qiang)⑥加壓♈的泵體④。根㊙️據(jù)電㊙️磁閥⑤的位置，油(yóu)壓通過活塞作用(yong)于氣門或❌油壓減(jiǎn)🔞小流向㊙️中壓腔③和(hé)儲壓🈲腔①。通過調整(zhěng)電磁閥位置，使氣(qi)門暫時與凸輪位(wei)置解耦；再通高🚶‍♀️壓(yā)腔的不同壓力水(shui)平，來實現氣門升(shēng)㊙️程可變。出于能量(liang)考慮，一🆚部分中壓(yā)腔的機油流入儲(chǔ)壓腔①。發動機潤滑(huá)油♍路為UniAir供油系統(tǒng)②供油。

高壓腔(qiang)壓力下降後，氣門(mén)彈簧關閉氣門。在(zài)打開氣門的🐪活🤩塞(sāi)導管上，有一些小(xiao)孔來控制機油流(liu)量，從而起到制動(dòng)⑦作👅用。

另(lìng)外，為了補償随溫(wēn)度變化的機油粘(zhan)度導緻的液壓🧑🏾‍🤝‍🧑🏼效(xiao)應。需☀️要一個溫度(dù)傳感器。所有控制(zhì)UniAir需要的其他參數(shù)，如✌️凸輪軸轉速，由(yóu)👅發動機現有的傳(chuan)感器提供。

1）電磁閥

電磁閥

電磁閥具有由(yóu) PCM 提供的專用電源(yuan)和接地，并且用脈(mò)💁寬調制(PWM) 控制方式(shì)來調節其位置。為(wéi)了讓電磁閥快🈲速(su)動作，舍💃🏻弗勒開發(fā)了一✌️種具有最小(xiǎo)可能的電流要求(qiú)的特殊工作策略(lue)🏃‍♂️。這導緻電流波形(xing)分為幾個階段。

靜止時，電(diàn)磁閥處沒有電流(liu)供應，并且處于打(da)開位置。在激活的(de)🛀🏻第一個階段，電磁(ci)閥得到電流供應(yīng)，在✌️此階段，電流會(hui)讓電磁閥預先磁(cí)化，但是不會讓其(qi)🏒動作。為了确保快(kuai)速準确地完成通(tōng)電程序，在确切的(de)開關時🤩刻，将會對(duì)🔞其施加增大的電(dian)流。該時刻由 PCM 根據(jù)當前工💁作條件的(de)傳感器輸入确定(ding)。在電磁閥完全激(jī)活後，電🐅流會減少(shao)至保持電流，該電(diàn)流将電磁閥保持(chí)在關閉♋位置。根據(jù)工作條件，PCM 軟件将(jiang)會再🔴次控制電磁(ci)閥打開的時間點(diǎn)，在這一📧時🏃‍♀️刻，系統(tong)将會完全斷開保(bǎo)持電流。

2）制動單元

制動單元是一(yī)個從動缸，用于通(tong)過液壓氣門間隙(xì)調節元🐇件将泵的(de)液壓壓力轉換為(wei)進氣門的移動。制(zhì)動單元的設計不(bú)僅能✨夠控制氣門(men)的關閉，而且還能(neng)夠提供極快的打(da)開速度，這是因🚩為(wei)在打開階段，系統(tǒng)使用止回閥🌈來旁(pang)通該單元的制動(dong)元件。

3）機油溫度傳感(gan)器

機油(you)溫度傳感器

機油溫(wen)度傳感器位于UniAir單(dan)元上，用于将高壓(ya)油的溫🤟度反饋給(gei)PCM。PCM 利用此信息确定(dìng)機油粘度，并在 -40°C (-40°F) 至(zhi) 150°C (302°F) 的寬發動🔞機溫度(dù)範圍内🔴實現準确(que)的電磁閥開關時(shí)間補償。該傳感器(qi)有一個兩針接頭(tou)，一個針腳向 PCM 提供(gong)溫度信号👄輸入，另(lìng)一個是接地連接(jie)。該傳📱感器有一🌈個(gè) NTC 元件，經過專門校(xiào)準，适👣用于低溫條(tiáo)件。

UniAir系統(tǒng)的應用并不局限(xian)于每個缸一個進(jin)氣門的情況。每個(gè)缸兩🆚個進氣門時(shí)，兩個進氣門可以(yǐ)被單獨驅動，也可(ke)以用液壓或機械(xiè)橋同時驅動，如下(xià)圖所示，考慮到成(cheng)本原因，推薦使用(yong)液壓橋方案。但是(shi)，相比而言，獨立驅(qu)動具有更大的靈(ling)活性。

UniAir工(gōng)作模式

UniAir在氣門升程和開(kāi)啟斷面調節上都(dōu)能達到很高的自(zì)由度。氣門最大升(sheng)程和最早開啟點(dian)由驅動系統的凸(tu)🌈輪型線确定，最晚(wan)關閉點也受其所(suo)限。在凸輪型線範(fan)圍内，通過控制電(diàn)磁閥可以實現各(ge)種升程♋變化。總之(zhī)🔴就是，根據🍓發動機(ji)運行工況，可對氣(qi)門開啟、關閉時刻(kè)及氣門升程作出(chu)最優化調整。

1）全升程(cheng)模式：

在(zai)凸輪軸的傳統方(fang)式控制下，氣門完(wan)全打開和關🌂閉。在(zài)高⁉️發動機轉速下(xià)使用這種模式，以(yǐ)獲得最大發動機(jī)動力。

2）氣(qi)門晚開模式：

在啟動發動(dong)機和怠速運轉期(qī)間，延遲進氣門的(de)打開♊。氣門打開🏒較(jiào)短的時間，并在較(jiào)低升程中對進入(ru)氣缸的空氣量提(tí)供精确的控制。因(yin)此，在怠速運轉時(shi)燃油經濟性💘得到(dào)了改善。在冷啟動(dòng)期間，僅少量的冷(lěng)空氣進入氣缸，這(zhe)意味着發動機更(gèng)容易啟動。

3）氣(qi)門早關模式：

在低至中等(děng)發動機轉速期間(jian)激活。在凸輪軸輪(lun)廓以正常方式關(guān)閉進氣門之前，系(xì)統會以液壓方式(shì)關閉進氣門。這将(jiang)會減少🔴泵氣損失(shi)，提高發動機輸出(chu)并防止燃油混合(he)物意外回流到進(jìn)氣口。

4）零(ling)升程模式：

在極低的發動(dòng)機轉速和負載條(tiáo)件下，系統将會綜(zong)合✌️使🔅用氣門晚開(kai)模式和氣門晚關(guan)模式，以便實現💋穩(wěn)定的燃🥵燒。

相比機械系統(tong)，UniAir系統能更加(jiā)靈活的調整氣門(men)升程曲線，除了在(zai)汽油發動機上，也(ye)可用于柴油發動(dòng)機。它不僅可以控(kong)🧡制氣門升程連續(xù)可調，還支持停缸(gāng)以及HCCI均質壓(ya)燃等更加先進的(de)發動機技術。