全可變(bian)氣門系統(tong)能夠實現(xian)氣門正時(shi)、開啟持續(xu)期和升程(cheng)的連續可(kě)變，通過優(yōu)化各個工(gōng)況下的氣(qi)門升程狀(zhuang)态，從而改(gǎi)善發動機(ji)的燃油經(jīng)濟性，提高(gāo)輸出扭矩(jǔ)，降低排放(fang)污染物等(děng)。

UniAir系統也可(ke)以看作是(shi)一種VVT/VVL技術(shù)，隻不過機(ji)械結構裡(lǐ)的氣門🐪由(yóu)凸輪軸控(kong)制變為了(le)電磁液壓(yā)控制，這樣(yang)不僅可以(yi)有效降低(di)發動機的(de)體積和重(zhòng)量，還可以(yi)💁實現發動(dong)機氣📞門相(xiang)位和升程(chéng)的連續控(kong)制調節。

UniAir系(xi)統最早由(yóu)德國Schaeffler集團(tuan)在2001年開發(fa)，後來與菲(fei)亞特合作(zuo)開發（Schaeffler稱之(zhī)為UniAir,菲亞特(tè)稱之為MultiAir），在(zai)經過長達(dá)七年的試(shi)驗、驗證後(hòu)，最終于2009年(nián)形成了商(shang)品化，在阿(ā)爾法MiTo1.4 MultiAir車型(xíng)上首次亮(liang)相，目前Multiair系(xi)統已發展(zhǎn)🆚至第三代(dai)(最新菲亞(ya)特1.3T發動機(ji)）,除了菲亞(ya)特動力，在(zai)捷豹路虎(hǔ)的Ingenium系列發(fā)動機發動(dong)機上也有(yǒu)應用。

UniAir結構(gou)及原理

典型的(de)UniAir結構

典型的UniAir結(jie)構如上圖(tu)所示。UniAir安裝(zhuāng)在凸輪軸(zhóu)和氣門之(zhī)💛間，凸✉️輪軸(zhóu)☀️作用于搖(yao)臂，搖臂作(zuo)用于給高(gao)壓腔⑥加壓(ya)的泵👈體④。根(gēn)據電磁閥(fá)💋⑤的位㊙️置，油(yóu)壓通過活(huó)塞作用于(yu)氣門或油(you)壓減小流(liú)向中壓腔(qiāng)🈲③和儲壓腔(qiang)①。通過調整(zheng)電磁閥位(wei)😍置，使氣門(mén)暫時與凸(tu)輪位置解(jie)👨‍❤️‍👨耦；再通高(gao)🈲壓腔的不(bú)同壓力水(shui)平，來實現(xian)氣門升程(chéng)可變。出于(yu)能量考慮(lǜ)，一部分中(zhōng)壓腔的機(jī)🏃油流入儲(chǔ)壓腔①。發動(dòng)機潤滑油(yóu)路為UniAir供油(you)系統②供油(yóu)。

高壓(ya)腔壓力下(xia)降後，氣門(men)彈簧關閉(bi)氣門。在打(dǎ)開氣📧門㊙️的(de)活塞導管(guan)上，有一些(xiē)小孔來控(kong)制機油流(liú)量，從而起(qǐ)到制🤟動⑦作(zuò)用。

另外，為(wei)了補償随(sui)溫度變化(huà)的機油粘(zhān)度導緻的(de)液壓🔅效應(yīng)。需⚽要一個(ge)溫度傳感(gan)器。所有控(kong)制UniAir需要的(de)其他參數(shu)，如凸輪軸(zhou)轉🐕速，由發(fa)動機現有(you)的傳感器(qi)提供。

1）電磁閥

電磁閥(fá)

電磁閥具(jù)有由 PCM 提供(gong)的專用電(diàn)源和接地(di)，并且用脈(mo)💃寬調制(PWM) 控(kòng)🆚制方式來(lai)調節其位(wei)置。為了讓(rang)電磁閥快(kuài)💚速動作，舍(shě)弗勒🤟開發(fā)了一種具(ju)有最小可(ke)能的電流(liú)要求的特(tè)殊工作策(cè)略。這導緻(zhi)電流波🤩形(xing)分為幾個(ge)階段。

靜止(zhi)時，電磁閥(fá)處沒有電(diàn)流供應，并(bing)且處于打(da)開位置。在(zai)激活的第(di)一個階段(duàn)，電磁閥得(de)到電流供(gòng)應，在此階(jie)♌段，電流會(huì)♋讓電磁閥(fá)預先磁化(huà)，但是不會(hui)讓其動作(zuò)。為了确保(bao)快速準🙇🏻确(què)地完成通(tōng)電程序，在(zài)确切的開(kāi)關時刻，将(jiang)會對其施(shī)加增⚽大的(de)電流🔞。該時(shi)刻由 PCM 根據(jù)當前工作(zuò)條件的傳(chuán)感器輸入(ru)确😄定。在電(dian)磁閥完全(quán)激活後♊，電(diàn)流會減少(shao)至保❓持電(diàn)流，該電流(liu)将電磁閥(fá)保持在關(guān)閉位置。根(gen)據工作條(tiao)件，PCM 軟件将(jiāng)會再次控(kong)制電磁閥(fá)打開🌂的時(shí)間點，在這(zhè)一💋時刻，系(xi)統将✂️會完(wán)全斷開保(bǎo)持電流。

2）制動單(dān)元

制(zhi)動單元是(shi)一個從動(dong)缸，用于通(tong)過液壓氣(qì)門間隙調(diao)節元件将(jiāng)泵的液壓(ya)壓力轉換(huan)為進氣門(mén)的移動。制(zhi)動單元的(de)設🥵計不僅(jǐn)能🚶‍♀️夠控制(zhi)氣門的關(guān)閉，而且❓還(hai)能夠提供(gòng)極快的打(da)開速度，這(zhe)是因為在(zai)打開階段(duàn)，系統使用(yong)止回閥來(lái)旁通該單(dan)元的制🐪動(dong)元件。

3）機油溫度(du)傳感器

機(ji)油溫度傳(chuán)感器

機油溫度(du)傳感器位(wèi)于UniAir單元上(shang)，用于将高(gāo)壓油的溫(wen)度反饋🍉給(gěi)PCM。PCM 利用此信(xìn)息确定機(jī)油粘度，并(bìng)在 -40°C (-40°F) 至 150°C (302°F) 的寬(kuan)發動機溫(wēn)度範圍内(nei)實現準确(que)的電磁閥(fa)開關時間(jian)🛀🏻補償。該傳(chuán)感器有一(yi)個兩針接(jie)頭，一個😄針(zhēn)腳向 PCM 提供(gong)溫度信号(hao)💰輸入，另一(yī)個是接地(di)連接。該傳(chuan)感器有一(yi)個 NTC 元件，經(jing)過專門校(xiào)準，适用于(yu)低溫條件(jiàn)。

UniAir系統的應(ying)用并不局(jú)限于每個(gè)缸一個進(jìn)氣門的情(qíng)況。每🍓個缸(gāng)兩個進氣(qi)門時，兩個(ge)進氣門可(ke)以被單獨(dú)驅動♊，也可(ke)以用‼️液壓(yā)或機械橋(qiáo)同時驅動(dong)，如下圖所(suǒ)示，考慮到(dào)成本原因(yin)，推薦使用(yòng)液壓橋方(fāng)案。但是，相(xiang)💜比而言，獨(du)🔆立驅動具(ju)有更大的(de)靈活性。

UniAir工(gong)作模式

UniAir在(zai)氣門升程(chéng)和開啟斷(duan)面調節上(shang)都能達到(dao)很高的🚩自(zi)由度。氣門(mén)最大升程(chéng)和最早開(kāi)啟點由驅(qū)動系統的(de)凸輪型線(xian)确定，最晚(wǎn)關閉點也(ye)受其所限(xian)。在凸輪型(xíng)線範圍内(nei)，通🍓過控制(zhì)電磁閥可(ke)以實現各(ge)種升程變(bian)化。總之就(jiu)是，根據發(fā)動機運🤩行(háng)工況，可對(duì)氣門開啟(qǐ)、關閉時刻(kè)🛀🏻及氣門升(shēng)程作出最(zuì)優化調整(zheng)。

1）全升(shēng)程模式：

在(zai)凸輪軸的(de)傳統方式(shì)控制下，氣(qi)門完全打(da)開和關✍️閉(bi)。在高🌈發動(dong)機轉速下(xià)使用這種(zhǒng)模式，以獲(huò)得最大發(fā)動機動力(li)。

2）氣門晚開(kāi)模式：

在啟(qǐ)動發動機(jī)和怠速運(yun)轉期間，延(yan)遲進氣門(men)的打開。氣(qì)門⛹🏻‍♀️打開較(jiao)短的時間(jiān)，并在較低(di)升程中對(dui)進入🤞氣缸(gāng)的空氣量(liàng)✌️提供精确(que)的控制。因(yīn)此，在怠速(sù)運轉時燃(rán)油經濟性(xing)🈲得到了改(gǎi)善。在冷啟(qǐ)動♻️期間，僅(jin)少量的冷(lěng)空氣㊙️進入(ru)氣缸，這意(yì)味着☔發動(dong)機更容易(yì)啟動。

3）氣門早關(guān)模式：

在低(dī)至中等發(fa)動機轉速(sù)期間激活(huó)。在凸輪軸(zhóu)輪廓以🌈正(zheng)常方🔱式關(guān)閉進氣門(mén)之前，系統(tong)會以液壓(ya)方式關閉(bi)進氣門。這(zhe)将會減少(shǎo)泵氣損失(shī)，提高發動(dòng)機輸🔴出并(bing)防止燃油(you)混合物🛀意(yi)外回流到(dao)進氣口。

4）零(ling)升程模式(shì)：

在極低的(de)發動機轉(zhuan)速和負載(zai)條件下，系(xì)統将會綜(zong)合使♉用💯氣(qì)⛷️門晚開模(mó)式和氣門(men)晚關模式(shì)，以便實現(xian)穩定的燃(ran)燒。

相比機(ji)械系統，UniAir系統能(néng)更加靈活(huo)的調整氣(qi)門升程曲(qǔ)線，除了在(zài)汽油發動(dong)機上💔，也可(kě)用于柴油(yóu)發動機。它(tā)不僅可以(yi)控制氣🈲門(men)升程連續(xù)可調，還⭐支(zhī)持停缸以(yǐ)及HCCI均(jun1)質壓燃等(děng)更加先進(jìn)的發動機(jī)技術。