全可變(bian)氣門系統能夠實(shi)現氣門正時、開啟(qi)持續期和升💰程的(de)連續可變，通過優(you)化各個工況下的(de)氣門升程狀态，從(cong)而改善發動機的(de)燃油經濟性，提高(gāo)輸出扭矩，降低排(pai)放污染🌐物等。

UniAir系統也可以(yǐ)看作是一種VVT/VVL技術(shù)，隻不過機械結構(gòu)裡的氣🏃‍♂️門由凸❤️輪(lún)軸控制變為了電(diàn)磁液壓控制，這樣(yang)不僅可以有效降(jiàng)低發動機的體積(jī)和重量，還可以實(shí)現發動機氣門相(xiàng)位和升程的連續(xu)控制調節。

UniAir系統最早由德(de)國Schaeffler集團在2001年開發(fā)，後來與菲亞特合(he)作開發（Schaeffler稱之為UniAir,菲(fēi)亞特稱之為MultiAir），在經(jing)過長達七年的試(shi)驗、驗證後，最終于(yu)2009年形成了商品化(huà)，在阿爾法MiTo1.4 MultiAir車型上(shàng)首次亮相，目前Multiair系(xi)統已發展至第三(sān)代(最新菲亞特1.3T發(fā)🏃🏻動機）,除了菲亞特(tè)動力😄，在捷豹路虎(hu)的Ingenium系列發動機發(fa)動機上也有應用(yong)。

UniAir結構及原理

典型的UniAir結構

典型(xing)的UniAir結構如上圖所(suǒ)示。UniAir安裝在凸輪軸(zhou)和氣門之間，凸輪(lún)🔆軸📞作用于搖臂，搖(yao)臂作用于給高壓(yā)腔⑥加壓的泵體④。根(gen)據電🔴磁閥⑤的位置(zhi)，油壓通過活塞作(zuo)用于氣門或油壓(yā)減小流向中壓腔(qiang)③和儲壓腔①。通過調(diao)整電磁閥位置，使(shǐ)氣門暫時與凸輪(lun)位置解耦；再通高(gāo)✍️壓腔的不同壓力(li)水平，來實現氣門(men)升程可變。出于能(néng)量考慮，一部分中(zhōng)壓腔的機油流入(rù)儲壓腔①。發動機潤(run)滑油路為UniAir供🔱油系(xì)統②供油。

高壓(ya)腔壓力下降後，氣(qì)門彈簧關閉氣門(men)。在打開氣門的活(huo)塞導管上，有一些(xiē)小孔來控制機油(yóu)流量，從而起到制(zhì)動⑦作用。

另外，為了補償随(sui)溫度變化的機油(you)粘度導緻的液壓(yā)效應。需要🔆一個溫(wen)度傳感器。所有控(kong)制UniAir需要的其他參(can)數，如凸輪軸轉速(sù)，由發動機現有的(de)傳感器提供。

1）電磁閥(fa)

電磁閥

電磁閥具有(you)由 PCM 提供的專用電(diàn)源和接地，并且用(yòng)脈寬調🤟制(PWM) 控制方(fang)式來調節其位置(zhi)。為了讓電磁閥快(kuai)速動作，舍弗勒開(kai)發了一種具有最(zui)小可能的電流要(yao)求的特殊工🐅作策(cè)略。這導緻電流波(bo)形分為幾個💰階段(duan)。

靜止時(shi)，電磁閥處沒有電(diàn)流供應，并且處于(yu)打開位置。在激活(huo)的第一個階段，電(dian)磁閥得到電流供(gong)應，在此階段，電流(liú)會讓電磁閥💃🏻預先(xian)磁化，但是不會讓(rang)其動作。為了确保(bao)快速準确地完💚成(chéng)通電🔅程序，在确切(qiē)的開關時刻，将會(huì)對其施加增大的(de)電流。該時刻由 PCM 根(gēn)據當前工作條件(jian)的傳💁感器輸入确(què)定。在電磁閥🆚完全(quan)激活後，電流會減(jiǎn)少至保💃🏻持電流，該(gai)電流将電磁閥保(bao)持在關閉位置。根(gēn)據工作條件，PCM 軟件(jiàn)将會再次控制電(diàn)磁閥打開的時間(jian)點，在這一時刻，系(xì)統将會完全斷開(kai)保持電流。

2）制動單元(yuán)

制動單元是(shi)一個從動缸，用于(yu)通過液壓氣門間(jiān)隙調節元件将泵(beng)的液壓壓力轉換(huan)為進氣門的移動(dòng)。制動單元的設計(ji)不🔅僅能夠控制氣(qì)門的關閉，而且還(hái)能夠提供極快的(de)打開速度🏃🏻‍♂️，這是因(yin)為在打開階🎯段，系(xi)統使用止回閥☀️來(lái)旁通該單元的制(zhi)動元件。

3）機油溫度傳(chuan)感器

機(ji)油溫度傳感器

機油(yóu)溫度傳感器位于(yú)UniAir單元上，用于将高(gāo)壓油的溫度✏️反饋(kuì)給PCM。PCM 利用此信息确(què)定機油粘度，并在(zai) -40°C (-40°F) 至 150°C (302°F) 的寬發動機溫(wēn)度範圍内實現準(zhun)确的電磁閥開關(guān)時間補償。該傳感(gǎn)器有一個兩針接(jie)⭕頭，一個針腳向 PCM 提(ti)供溫度信号輸入(rù)，另一個是接地連(lian)接。該傳感器有一(yī)🌂個 NTC 元件，經過專門(men)校準，适用于低溫(wen)條件。

UniAir系(xi)統的應用并不局(jú)限于每個缸一個(gè)進氣門的情👌況。每(měi)個缸⭕兩個進氣門(men)時，兩個進氣門可(kě)以被單獨驅動，也(ye)可以用液壓🥰或機(jī)械橋同時驅動，如(rú)下圖所示，考慮到(dào)成本原因，推薦使(shǐ)用液壓橋☔方案。但(dàn)是，相比而言，獨立(li)驅動具🍓有更大的(de)靈活性。

UniAir工作模式

UniAir在氣門升程和(hé)開啟斷面調節上(shang)都能達到很高的(de)自由度。氣門最大(da)升程和最早開啟(qǐ)點由驅動系統的(de)凸輪型線确定，最(zuì)晚關閉點也受其(qí)所限。在凸輪型線(xian)範圍内，通過控制(zhì)電磁閥可以實現(xiàn)各種升程變化。總(zong)之就是，根據發動(dong)機運行工況，可對(dui)氣門開啟、關閉時(shí)刻及氣門升程作(zuo)出最優化調整。

1）全升(shēng)程模式：

在凸輪軸的傳統(tong)方式控制下，氣門(mén)完全打開和關閉(bì)🚶‍♀️。在高發動機轉速(sù)下使用這種模式(shi)，以獲得最大發動(dong)機動♻️力。

2）氣門晚開模式：

在啟動發(fā)動機和怠速運轉(zhuan)期間，延遲進氣門(mén)的打開。氣門打開(kāi)較短的時間，并在(zài)較低升程中對進(jìn)入氣缸的空✉️氣量(liang)提供精确的控制(zhì)。因此，在怠速運轉(zhuan)時燃油經濟性得(de)到了改善。在冷啟(qǐ)動期間，僅少量的(de)冷空氣進入氣缸(gāng)，這意味着發動機(jī)更容易啟動。

3）氣門早關模式：

在低至中(zhong)等發動機轉速期(qī)間激活。在凸輪軸(zhou)輪廓以正常方式(shì)關閉進氣門之前(qián)，系統會以液壓方(fang)式👈關閉進氣門。這(zhè)将會減少泵氣損(sǔn)失，提高發動機輸(shū)出并防止燃油混(hun)合物意外回流到(dao)進氣口。

4）零升程模式：

在極低的發(fa)動機轉速和負載(zǎi)條件下，系統将會(huì)綜合使用氣門晚(wǎn)開模式和氣門晚(wan)關模式，以便實現(xiàn)穩定的燃燒。

相比機械系(xi)統，UniAir系統能更(gèng)加靈活的調整氣(qi)門升程曲線，除了(le)在汽油發動機上(shang)，也可用于柴油發(fā)動機。它不僅可以(yi)控✍️制氣門升程連(lián)續可調，還支持停(ting)缸以及HCCI均質(zhì)壓燃等更加先進(jìn)的發動機技術。