全可變氣門(mén)系統能夠實(shi)現氣門正時(shi)、開啟持續期(qī)和升👣程的連(lián)🎯續可變，通過(guò)優化各個工(gong)況下的氣門(mén)升程狀态，從(cong)而改善發動(dòng)機的燃油經(jing)濟性，提高輸(shū)出扭矩，降低(di)排放污染物(wu)等。

UniAir系統也可以(yǐ)看作是一種(zhǒng)VVT/VVL技術，隻不過(guo)機械結構裡(lǐ)的氣🚶門✔️由凸(tu)輪軸控制變(biàn)為了電磁液(ye)壓控制，這樣(yang)不僅🧡可以有(you)效降低發動(dòng)機的體積和(hé)重量，還可以(yǐ)實現發動機(jī)氣門相位和(hé)升程的連續(xù)控制調節。

UniAir系統(tong)最早由德國(guo)Schaeffler集團在2001年開(kāi)發，後來與菲(fēi)亞特合作開(kāi)發（Schaeffler稱之為UniAir,菲(fei)亞特稱之為(wéi)MultiAir），在經過長達(da)七年的試驗(yan)、驗證🔴後，最終(zhong)于2009年形成了(le)商品化，在阿(ā)爾法MiTo1.4 MultiAir車型上(shang)首次亮相，目(mu)前Multiair系統已發(fā)展至第三代(dai)(最新菲亞特(te)1.3T發動機）,除了(le)菲亞特動力(li)，在捷豹路虎(hu)的Ingenium系列發動(dòng)機發動機上(shang)📧也有應用。

UniAir結構及(ji)原理

典(dian)型的UniAir結構

典型的UniAir結構(gòu)如上圖所示(shì)。UniAir安裝在凸輪(lún)軸和氣門之(zhī)間，凸輪軸作(zuò)用于搖臂，搖(yao)臂作用于給(gei)高壓腔⑥加壓(ya)的泵體④。根據(jù)電磁閥⑤的位(wèi)置，油壓通過(guò)活塞作用于(yú)氣門或❓油壓(ya)減小流向中(zhōng)壓腔③和儲壓(yā)腔①。通過調整(zhěng)電磁閥位置(zhi)，使氣門暫時(shí)與凸輪位置(zhì)解耦；再通高(gao)壓腔的不同(tong)壓力水平，來(lai)🌍實現氣門升(shēng)程可變。出于(yú)能量考慮，一(yī)🥰部⛹🏻‍♀️分中壓腔(qiang)的機油流入(rù)儲壓腔①。發動(dòng)機潤滑油路(lu)為UniAir供油系統(tǒng)🌈②供油。

高(gao)壓腔壓力下(xia)降後，氣門彈(dan)簧關閉氣門(mén)。在打開氣門(men)的活塞導管(guan)上，有一些小(xiao)孔來控制機(ji)油流量，從而(er)起到制動⑦作(zuò)用。

另外，為了補(bu)償随溫度變(biàn)化的機油粘(zhān)度導緻的液(ye)壓效💃🏻應。需要(yao)一個溫度傳(chuán)感器。所有控(kong)制UniAir需要的其(qi)他參數，如凸(tū)輪軸轉速，由(you)發動機現有(you)的傳感器提(ti)供。

1）電磁閥(fá)

電磁閥(fa)

電(dian)磁閥具有由(you) PCM 提供的專用(yòng)電源和接地(di)，并且用脈寬(kuān)調制(PWM) 控制方(fāng)式來調節其(qi)位置。為了讓(rang)電磁閥快速(sù)動作，舍弗勒(lè)開發了一種(zhong)具有最小可(ke)能的電流要(yao)求的特殊工(gōng)作策略。這導(dǎo)緻電流波形(xing)分為幾個階(jiē)段。

靜止時，電磁(cí)閥處沒有電(dian)流供應，并且(qie)處于打開位(wei)置。在激活的(de)⭐第一個階段(duan)，電磁閥得到(dào)電流供應，在(zai)此階段，電流(liu)會讓電磁閥(fá)預先磁化，但(dàn)是不會讓其(qi)動作。為了确(què)保快速準🍉确(què)地完成通電(diàn)☀️程序，在确切(qiē)的開關時刻(kè)，将會對其施(shi)加增大的電(dian)流。該時刻由(you)😄 PCM 根據當前工(gōng)作條件的傳(chuán)感器輸入确(que)定。在電磁閥(fá)👣完全激活後(hòu)，電流會減少(shao)至保持電流(liú)，該電流🐇将電(diàn)磁閥保持在(zài)關閉位置。根(gēn)據工作條件(jian)，PCM 軟件将會再(zài)次控制電磁(ci)閥打開💞的時(shí)間點，在這一(yi)時🈲刻，系統将(jiang)✌️會完全斷開(kāi)保持電流。

2）制動單元

制動單元(yuán)是一個從動(dòng)缸，用于通過(guo)液壓氣門間(jian)隙調節元🐅件(jiàn)将泵的液壓(yā)壓力轉換為(wéi)進氣門的移(yi)動。制動單元(yuan)的設計不僅(jin)能夠控制氣(qi)門的關閉，而(er)且還能夠提(ti)供極快的打(dǎ)開速度㊙️，這是(shì)因為在打開(kāi)階段，系統使(shi)用止回閥來(lái)旁通該單元(yuán)的制動元件(jian)。

3）機油溫度(du)傳感器

機油溫(wēn)度傳感器

機油溫度傳(chuan)感器位于UniAir單(dān)元上，用于将(jiāng)高壓油的溫(wen)度反饋給PCM。PCM 利(li)🐪用此信息确(què)定機油粘度(dù)，并在 -40°C (-40°F) 至 150°C (302°F) 的寬(kuān)發動機溫度(du)範圍内🏃‍♀️實現(xian)準确的電磁(ci)閥開關時間(jian)補償。該傳感(gan)器有一個兩(liǎng)針接頭，一個(ge)針腳向 PCM 提供(gòng)🛀🏻溫度信号輸(shu)入，另一個是(shi)接地連接。該(gāi)傳感器有一(yī)個 NTC 元件，經過(guo)專門校準，适(shì)用于低溫條(tiao)件。

UniAir系統的應用(yòng)并不局限于(yu)每個缸一個(ge)進氣門的情(qing)㊙️況。每個缸🔅兩(liang)㊙️個進氣門時(shí)，兩個進氣門(men)可以被單獨(dú)驅動，也可以(yǐ)用液壓👌或機(jī)械橋同時驅(qu)動，如下圖所(suo)示，考慮到成(chéng)本原因，推薦(jian)使用液壓橋(qiao)方案。但是，相(xiàng)比而言，獨立(li)驅動具有更(geng)大的靈活性(xing)。

UniAir工(gong)作模式

UniAir在氣門(mén)升程和開啟(qi)斷面調節上(shàng)都能達到很(hen)高的自✌️由度(dù)。氣⭕門最大升(sheng)程和最早開(kāi)啟點由驅動(dòng)系統的凸輪(lun)型線确定，最(zuì)晚關閉點也(yě)受其所限。在(zài)凸輪🈲型線範(fàn)圍内，通過控(kòng)制電磁閥㊙️可(ke)以實現各種(zhong)升程變化。總(zong)之就是，根據(jù)發動機運行(háng)工況，可對氣(qì)門開👈啟、關閉(bì)時刻及氣門(mén)升程作出最(zuì)優化調整。

1）全升程模式(shi)：

在(zai)凸輪軸的傳(chuán)統方式控制(zhi)下，氣門完全(quán)打開和關閉(bì)。在高發動✍️機(ji)轉速下使用(yòng)這種模式，以(yi)獲得最大發(fā)動機動力。

2）氣門(men)晚開模式：

在啟(qǐ)動發動機和(he)怠速運轉期(qī)間，延遲進氣(qi)門的打❄️開🚩。氣(qi)門打開🤟較短(duǎn)的時間，并在(zài)較低升程中(zhong)對進入氣缸(gāng)的空氣量提(ti)供精确的控(kòng)制。因此，在怠(dai)速運轉🐇時燃(ran)油❓經濟性得(de)到了改善。在(zài)冷啟動期間(jiān)，僅少量🏃‍♂️的冷(leng)空氣進入氣(qì)缸，這意味着(zhe)發動機更容(róng)易啟動。

3）氣門早關模(mo)式：

在低至中等(deng)發動機轉速(sù)期間激活。在(zài)凸輪軸輪廓(kuo)以正常方式(shi)關閉進氣門(men)之前，系統會(hui)以液壓方式(shi)❄️關閉進氣門(men)。這将會減少(shao)泵氣損失，提(tí)高發動機輸(shū)出并防🌐止燃(ran)油👨‍❤️‍👨混合物意(yi)外回流到進(jìn)氣口。

4）零升程模(mó)式：

在極低的發(fā)動機轉速和(he)負載條件下(xia)，系統将會綜(zong)合🏃🏻使用氣門(mén)晚開模式和(hé)氣門晚關模(mó)式，以便實現(xian)穩定的燃燒(shāo)。

相(xiang)比機械系統(tong)，UniAir系統能(néng)更加靈活的(de)調整氣門升(sheng)程曲線，除了(le)在汽油發💞動(dong)✔️機🏃🏻上，也可用(yong)于柴油發動(dong)機。它不僅可(ke)以控制氣門(mén)升程連續可(ke)調，還🏃🏻‍♂️支持停(ting)缸以及HCCI均質壓燃等(deng)更加先進的(de)發動機技術(shù)。