全可(kě)變氣門系(xì)統能夠實(shí)現氣門正(zheng)時、開啟持(chí)續期和升(sheng)程的連續(xù)可變，通過(guo)優化各個(gè)工況下的(de)氣門升程(chéng)狀态，從而(er)改善發動(dòng)機的燃油(you)經濟性，提(tí)高輸出扭(niǔ)矩，降低排(pai)放污染💛物(wu)等。

UniAir系統也(yě)可以看作(zuò)是一種VVT/VVL技(jì)術，隻不過(guo)機械結構(gòu)裡的☁️氣門(men)由凸輪軸(zhóu)控制變為(wéi)了電磁液(ye)壓控制，這(zhe)樣不僅🐇可(kě)以有效降(jiàng)低發動機(ji)的體積和(he)重量，還可(kě)以實現發(fā)⛱️動機氣🈲門(mén)相位和升(shēng)程🐉的連續(xù)🌂控制調節(jiē)。

UniAir系統最早(zao)由德國Schaeffler集(jí)團在2001年開(kāi)發，後來與(yu)菲亞特合(hé)作開發（Schaeffler稱(cheng)之為UniAir,菲亞(yà)特稱之為(wéi)MultiAir），在經過長(zhang)達七年的(de)試驗、驗證(zhèng)後，最終于(yú)2009年形成了(le)商品化，在(zài)阿爾法MiTo1.4 MultiAir車(chē)型上首次(cì)亮相，目🔱前(qian)Multiair系統已發(fā)展至第三(san)代(最新菲(fei)亞特1.3T發🈲動(dòng)機）,除了菲(fēi)亞特動力(li)，在捷豹路(lù)虎的🏃‍♂️Ingenium系列(lie)發動機發(fā)動機上也(ye)有應用。

UniAir結(jie)構及原理(li)

典型(xíng)的UniAir結構

典型的(de)UniAir結構如上(shàng)圖所示。UniAir安(an)裝在凸輪(lún)軸和氣門(mén)之間，凸輪(lún)軸作用于(yú)搖臂，搖臂(bi)作用于給(gěi)高壓腔⑥加(jiā)壓的泵體(ti)④。根據電磁(cí)閥⑤的位❓置(zhi)，油壓通過(guò)活塞作用(yong)于🐕氣門或(huò)油壓減小(xiǎo)流向中壓(yā)腔③和儲壓(ya)腔①。通過調(diào)整電磁閥(fá)位置，使氣(qi)門暫時與(yu)凸輪位置(zhì)解耦；再通(tong)高壓腔的(de)不同壓力(li)水平，來💰實(shi)現氣門升(shēng)程可變。出(chu)于能量考(kǎo)慮，一部💃分(fèn)中壓腔的(de)機👨‍❤️‍👨油流入(ru)儲壓腔①。發(fa)動✨機潤滑(hua)油路為UniAir供(gong)油系統👌②供(gòng)油。

高(gāo)壓腔壓力(lì)下降後，氣(qì)門彈簧關(guan)閉氣門。在(zài)打開氣門(men)的活塞導(dǎo)管上，有一(yī)些小孔來(lai)控制機油(yóu)流量，從而(er)起到制動(dong)⑦作用。

另外(wài)，為了補償(chang)随溫度變(bian)化的機油(you)粘度導緻(zhì)的液壓效(xiao)應。需要✉️一(yi)個溫度傳(chuan)感器。所有(you)控制UniAir需要(yao)的其他參(can)數，如❓凸輪(lun)軸轉速，由(you)☎️發動機現(xian)有的傳感(gǎn)器提供。

1）電磁閥(fá)

電磁(ci)閥

電磁閥(fa)具有由 PCM 提(tí)供的專用(yong)電源和接(jiē)地，并且用(yong)脈寬調制(zhì)(PWM) 控制方式(shi)來調節其(qi)位置。為了(le)讓電磁閥(fa)快🌈速動作(zuò)，舍弗勒開(kai)發了一種(zhong)具有最小(xiǎo)可能的電(dian)流要求的(de)特殊工作(zuò)策略。這導(dǎo)緻電流波(bo)形分為幾(ji)個階段。

靜(jìng)止時，電磁(ci)閥處沒有(you)電流供應(yīng)，并且處于(yú)打開位置(zhì)。在💯激🏃‍♂️活的(de)第一個階(jie)段，電磁閥(fá)得到電流(liu)供應，在此(ci)階段，電流(liu)會讓電磁(cí)閥預先磁(ci)化，但是不(bu)會讓其👈動(dòng)作。為了确(que)保快速準(zhǔn)确地完✂️成(cheng)通電🛀🏻程序(xu)，在确切的(de)開關時🌂刻(kè)，将會對其(qí)施加增大(da)的電流🔴。該(gai)時刻由 PCM 根(gen)據當前工(gōng)作條件的(de)傳感器輸(shu)入确定。在(zai)電磁閥💞完(wán)全激活後(hòu)，電流會減(jiǎn)少至保持(chí)電流，該電(diàn)流将電磁(ci)閥保持在(zai)關閉位置(zhì)。根據工作(zuo)條件，PCM 軟件(jiàn)将會再次(ci)控制電磁(ci)閥打開的(de)時間點，在(zài)這一⭐時刻(ke)，系統将會(huì)完全斷開(kai)保持電流(liú)。

2）制動(dong)單元

制動單元(yuán)是一個從(cong)動缸，用于(yú)通過液壓(yā)氣門間隙(xì)調節☂️元件(jian)将泵的液(ye)壓壓力轉(zhuan)換為進氣(qi)門的移動(dong)。制動單元(yuán)的設計不(bu)僅能夠控(kong)制氣門的(de)關閉，而且(qiě)還能夠提(tí)供極快的(de)打開速度(dù)，這是因為(wéi)在打開階(jie)段，系統使(shǐ)用止回閥(fá)來旁通該(gai)單元的制(zhì)🏃動元件。

3）機油溫(wen)度傳感器(qi)

機油溫度(dù)傳感器

機油溫(wēn)度傳感器(qi)位于UniAir單元(yuan)上，用于将(jiāng)高壓油的(de)溫度反饋(kuì)🐕給🤟PCM。PCM 利用此(ci)信息确定(ding)機油粘度(dù)，并在 -40°C (-40°F) 至 150°C (302°F) 的(de)寬發動機(jī)溫度範圍(wéi)内實現🛀準(zhǔn)确的電磁(ci)閥開關時(shí)間補償。該(gāi)傳感器有(you)一個兩針(zhēn)接頭，一個(ge)針腳向 PCM 提(tí)供👈溫度信(xìn)号輸入，另(lìng)一個是接(jie)地連接。該(gāi)傳感器有(yǒu)一👈個 NTC 元件(jiàn)，經過🤞專門(mén)校準，适用(yòng)于低溫條(tiáo)件。

UniAir系統的(de)應用并不(bu)局限于每(mei)個缸一個(ge)進氣門的(de)情況。每個(ge)🎯缸兩個進(jin)氣門時，兩(liǎng)個進氣門(men)可以被單(dan)獨驅動，也(ye)可✂️以用🎯液(ye)壓或機械(xie)橋同時驅(qu)動，如下圖(tú)所示，考慮(lǜ)到成本原(yuan)因，推薦使(shi)用液壓橋(qiao)方案。但是(shì)，相♻️比而言(yán)，獨立驅動(dòng)具有更大(dà)的靈活性(xing)。

UniAir工作模式(shi)

UniAir在氣門升(sheng)程和開啟(qi)斷面調節(jie)上都能達(da)到很高的(de)☎️自由💘度。氣(qi)門最大升(shēng)程和最早(zao)開啟點由(you)驅動系統(tǒng)的凸輪型(xing)線确定，最(zuì)🛀晚關閉點(dian)也受其所(suo)限。在凸輪(lún)型線範圍(wei)内，通過控(kòng)制電磁閥(fa)☔可以實現(xian)各種升程(cheng)變化。總之(zhi)就是，根據(jù)發動機運(yun)行工況，可(ke)對氣門開(kāi)✂️啟、關閉時(shi)刻及氣門(men)升程作出(chū)最優化調(diao)整。

1）全(quán)升程模式(shì)：

在凸輪軸(zhou)的傳統方(fang)式控制下(xia)，氣門完全(quan)打開和關(guan)閉。在高發(fā)動機轉速(sù)下使用這(zhe)種模式，以(yi)獲得最大(dà)發動機動(dong)力。

2）氣門晚(wǎn)開模式：

在(zài)啟動發動(dong)機和怠速(sù)運轉期間(jiān)，延遲進氣(qì)門的打開(kāi)。氣門🔆打開(kai)🌈較短的時(shí)間，并在較(jiào)低升程中(zhong)對進入氣(qi)缸💔的空氣(qì)量提供✨精(jing)确✉️的控制(zhi)。因此，在怠(dài)速運轉時(shi)燃油經濟(ji)性得到了(le)改善。在冷(lěng)啟動期間(jian)，僅少量的(de)冷空氣⛱️進(jin)入氣缸👄，這(zhè)意味着🥰發(fā)動機更容(róng)易啟動。

3）氣門早(zao)關模式：

在(zai)低至中等(děng)發動機轉(zhuan)速期間激(ji)活。在凸輪(lún)軸輪廓👉以(yǐ)正常方式(shì)🛀關閉進氣(qi)門之前，系(xì)統會以液(yè)壓方式關(guān)閉進氣門(men)。這将會🚩減(jian)少泵氣損(sǔn)失，提高發(fa)動機輸🌈出(chu)并防☂️止燃(ran)油混合物(wù)意外回流(liú)到進氣口(kǒu)。

4）零升程模(mo)式：

在極低(di)的發動機(jī)轉速和負(fù)載條件下(xià)，系統将會(huì)綜合使用(yòng)氣門晚開(kai)模式和氣(qì)門晚關模(mo)式，以便實(shi)現穩定的(de)燃燒。

相比(bi)機械系統(tong)，UniAir系統(tong)能更加靈(ling)活的調整(zhěng)氣門升程(cheng)曲線，除了(le)在汽油發(fā)動機上，也(yě)可用于柴(chái)油發動機(ji)。它不僅可(kě)以控🔴制氣(qì)門升程連(lián)🏒續可調，還(hai)🏃🏻支持停缸(gang)以及HCCI均質壓燃(ran)等更加先(xiān)進的發動(dong)機技術。