全可變氣門系(xì)統能夠實現氣(qì)門正時、開啟持(chi)續期和升程的(de)連續可變，通過(guò)優化各個工況(kuang)下的氣門升程(chéng)狀态，從而改善(shàn)發動👉機的燃油(you)經濟性，提高輸(shu)📧出扭矩，降低排(pái)放污染物等。

UniAir系統也(yě)可以看作是一(yi)種VVT/VVL技術，隻不過(guo)機械結構裡的(de)氣門由凸輪軸(zhóu)控制變為了電(diàn)磁液壓控制，這(zhè)樣不僅💋可以有(yǒu)效降低發動機(ji)的體積和重量(liàng)，還可以實現發(fā)動機氣門相位(wei)和升程的連續(xu)控制調節。

UniAir系統最早(zǎo)由德國Schaeffler集團在(zai)2001年開發，後來與(yu)菲亞特合作開(kai)發（Schaeffler稱之為UniAir,菲亞(yà)特稱之為MultiAir），在經(jing)過長達七年的(de)試驗、驗證後，最(zui)終于2009年形成了(le)商品化，在阿爾(er)法MiTo1.4 MultiAir車型上首次(cì)亮相，目前Multiair系統(tong)已發展至第三(san)代(最新菲亞特(tè)1.3T發動機）,除了菲(fei)亞特動力，在捷(jie)豹☁️路虎的Ingenium系列(lie)發動機發動機(ji)上也有應用。

UniAir結構及原理(lǐ)

典型的UniAir結(jie)構

典型的UniAir結構(gòu)如上圖所示。UniAir安(ān)裝在凸輪軸和(hé)氣門之間，凸輪(lún)軸作用于搖臂(bi)，搖臂作用于給(gei)高壓腔⑥加壓的(de)泵體④。根據電磁(cí)閥⑤的位置，油壓(yā)通過活塞作用(yong)于氣門或油壓(yā)減🍉小流向中壓(ya)腔③和儲壓腔①。通(tōng)過調整電磁閥(fá)位置，使氣門暫(zàn)時與凸輪位置(zhì)解耦；再通高壓(yā)腔的不同壓力(li)水平，來實現氣(qì)門升程可變。出(chū)于😘能量考慮，一(yī)部分中壓腔的(de)機♌油流入儲壓(ya)腔①。發動機潤滑(huá)油路為UniAir供油系(xi)統②供油。

高(gāo)壓腔壓力下降(jiàng)後，氣門彈簧關(guān)閉氣門。在打開(kāi)氣✉️門的活塞導(dao)管上，有一些小(xiǎo)孔來控制機油(you)流量，從而起到(dào)制動⑦作🐅用。

另外，為了(le)補償随溫度變(bian)化的機油粘度(du)導緻的液壓效(xiao)應。需要一個溫(wēn)度傳感器。所有(you)控制UniAir需要的其(qí)他參數，如凸輪(lún)軸轉🥰速，由發動(dong)機現有的傳感(gǎn)器提供。

1）電磁閥(fá)

電磁閥

電磁閥(fá)具有由 PCM 提供的(de)專用電源和接(jiē)地，并且用脈寬(kuan)調制(PWM) 控制方式(shì)來調節其位置(zhì)。為了讓電磁閥(fá)快速動作，舍弗(fu)勒開發了一種(zhong)具有最小可能(neng)的電流❓要求的(de)特殊工作策略(lue)。這導緻🔴電流波(bō)形分為幾個階(jie)段。

靜(jing)止時，電磁閥處(chù)沒有電流供應(ying)，并且處于打開(kai)位⭐置。在激👣活🥰的(de)🤟第一個階段，電(dian)磁閥得到電流(liu)供應，在此階段(duan)，電流會讓電磁(ci)閥預先磁化，但(dàn)是不會讓其🐕動(dòng)作。為了确保快(kuai)速準确地完成(cheng)通電程序，在确(què)切的開關時刻(ke)，将會對其施加(jia)增大的電流。該(gai)時刻由 PCM 根據當(dang)前工作條件的(de)傳感器輸入确(que)定。在電磁閥完(wan)全激活後，電流(liú)會減少至保持(chí)電流，該電流将(jiang)電磁閥保持在(zai)關閉位置。根據(ju)工作條件，PCM 軟件(jian)将會再次控制(zhi)電磁閥打開⛷️的(de)時間點，在這一(yi)時☁️刻，系統将會(huì)完全斷開保持(chí)電流。

2）制動單元(yuán)

制動單元(yuan)是一個從動缸(gang)，用于通過液壓(yā)氣門間隙調節(jie)元件将✨泵的液(yè)壓壓力轉換為(wei)進氣門的移動(dòng)。制動單元的設(she)計不僅能夠控(kòng)制氣門的關閉(bi)，而且還能夠提(tí)供極快的打開(kai)速度，這是因🈲為(wei)在打開階段，系(xi)統使用止回閥(fá)來旁通該單元(yuán)的制動元件。

3）機(jī)油溫度傳感器(qì)

機油(you)溫度傳感器

機(jī)油溫度傳感器(qi)位于UniAir單元上，用(yòng)于将高壓油的(de)溫度反饋給PCM。PCM 利(lì)用此信息确定(ding)機油粘度，并在(zai) -40°C (-40°F) 至 150°C (302°F) 的寬✍️發動機(jī)溫🌈度範圍内實(shí)現準确的電磁(ci)閥開關時間補(bu)償。該傳感器有(you)一個🌐兩針接頭(tóu)，一個針腳向 PCM 提(tí)供🤞溫度信号輸(shu)入，另一個是接(jie)地連接。該傳感(gǎn)器有一💞個 NTC 元件(jiàn)，經過⭐專門校準(zhun)，适用于低溫條(tiao)♋件。

UniAir系(xì)統的應用并不(bu)局限于每個缸(gang)一個進氣門的(de)情㊙️況。每🙇🏻個缸兩(liǎng)個進氣門時，兩(liang)個進氣門可以(yǐ)被單獨驅動🏃‍♂️，也(ye)可🤩以用液壓或(huo)機👄械橋同時驅(qū)動，如下圖所示(shi)，考慮到成本💜原(yuán)因，推薦使用液(ye)壓橋方案。但是(shi)，相比而言，獨立(lì)驅動具👄有更大(da)的靈活性。

UniAir工作模式(shi)

UniAir在氣(qi)門升程和開啟(qi)斷面調節上都(dōu)能達到很高的(de)自由度。氣門最(zui)大升程和最早(zao)開啟點由驅動(dòng)系統的凸輪型(xing)線确🌏定，最晚關(guān)閉點也受其所(suǒ)限。在凸輪🈲型線(xiàn)範圍内，通過控(kong)制🔞電磁閥可以(yi)實現各種升程(cheng)變化。總之就是(shi)，根據發動機運(yun)行工況，可對氣(qì)門開啟、關閉時(shi)刻及氣門升程(chéng)作出最優化調(diao)整。

1）全升程模式(shi)：

在凸(tū)輪軸的傳統方(fang)式控制下，氣門(men)完全打開和關(guān)閉。在高發動機(jī)轉速下使用這(zhè)種模式，以獲得(dé)最大發動機動(dòng)🐅力。

2）氣(qi)門晚開模式：

在啟動(dòng)發動機和怠速(sù)運轉期間，延遲(chi)進氣門的打開(kāi)。氣門打開較短(duan)的時間，并在較(jiao)低升程中對進(jin)入🚶氣缸的空氣(qì)量提供🈲精确的(de)控制。因此，在怠(dài)速運轉時燃油(you)經濟性得到了(le)✊改善。在冷啟動(dòng)期間，僅少量的(de)冷空氣進入氣(qì)缸，這意味着發(fa)動機更容易啟(qǐ)動。

3）氣門早(zǎo)關模式：

在低至中等(děng)發動機轉速期(qī)間激活。在凸輪(lún)軸輪廓以正常(cháng)方🚶式關閉進氣(qi)門之前，系統會(huì)以液壓方式🔞關(guān)閉進氣門。這将(jiāng)會減少泵氣損(sǔn)失，提高發動機(jī)輸🈲出并防🌍止燃(ran)油混合物意外(wai)回流到進氣口(kǒu)。

4）零升(sheng)程模式：

在極低的發(fa)動機轉速和負(fu)載條件下，系統(tǒng)将會綜🏃合使用(yong)📐氣門晚開模式(shì)和氣門晚關模(mó)式，以便實現穩(wěn)定的燃燒。

相比機械(xiè)系統，UniAir系統(tong)能更加靈活的(de)調整氣門升程(cheng)曲線，除了在汽(qi)油發動💚機上，也(yě)可用于柴油發(fā)動機。它不僅可(ke)以控👉制氣🛀門升(sheng)㊙️程連續可⁉️調，還(hai)支持停缸以及(ji)HCCI均質壓燃(ran)等更加先進的(de)發動機技術。