全可變氣門(men)系統能夠實(shi)現氣門正時(shi)、開啟持續期(qi)和升程的✊連(lian)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(jīng)濟性，提高輸(shu)🚩出扭矩，降低(dī)排放污染物(wu)等。

UniAir系統也可以(yi)看作是一種(zhǒng)VVT/VVL技術，隻不過(guò)機械結構裡(lǐ)的氣門🔞由凸(tu)輪軸控制變(bian)為了電磁液(yè)壓控制，這樣(yang)不僅🍓可以🈲有(yǒu)效降低發動(dong)機的體積和(hé)重量，還可以(yǐ)實現發動機(ji)氣🏒門相位和(hé)升程的連續(xu)控制調節。

UniAir系統(tong)最早由德國(guó)Schaeffler集團在2001年開(kai)發，後來與菲(fei)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(dá)七年的試驗(yàn)、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(tè)1.3T發動機）,除了(le)菲亞特動力(lì)，在捷豹路虎(hu)的Ingenium系列發動(dong)機💔發動機上(shàng)也有應用。

UniAir結構及(jí)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(zhi)間，凸😍輪⛹🏻‍♀️軸作(zuo)用于搖臂，搖(yao)臂作用于給(gěi)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(guo)活塞作用于(yu)氣門或油壓(yā)減小流向中(zhōng)壓腔③和儲壓(yā)腔①。通過調整(zheng)電磁閥位置(zhì)，使氣門暫時(shi)與凸輪位置(zhì)解耦；再通高(gāo)壓腔的不同(tóng)壓力水平，來(lai)實現氣門升(sheng)程可變。出于(yú)能量考慮，一(yi)部分中壓腔(qiang)的機油流入(rù)儲壓腔①。發動(dong)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(men)。在打開氣門(mén)💋的活塞導管(guan)上，有一些小(xiao)孔來控制機(jī)油流量，從而(ér)起到制🤞動⑦作(zuò)🈚用。

另外，為了補(bǔ)償随溫度變(biàn)化的機油粘(zhān)度導緻的液(yè)壓效應。需要(yao)一個溫度傳(chuan)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(yǒu)的傳感器提(ti)供。

1）電磁閥(fá)

電磁閥(fa)

電(diàn)磁閥具有由(you) PCM 提供的專用(yòng)電源和接地(dì)，并且用脈寬(kuan)調制(PWM) 控制方(fang)式來調節其(qi)位置。為了讓(rang)電磁閥快速(su)動作，舍弗勒(le)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(dao)緻電流波形(xing)分為幾個階(jie)段。

靜止時，電磁(ci)閥處沒有電(dian)流供應，并且(qie)處于打開位(wèi)置。在激活的(de)第一個階段(duan)，電磁閥得到(dao)電流供應，在(zai)此階段，電🧡流(liú)會讓電磁閥(fa)🔱預先磁化，但(dan)是不會讓其(qi)🌈動作。為了确(què)保📱快速準🎯确(què)地完成通電(dian)程序，在确切(qiē)🐪的開關時🤟刻(kè)，将會對其施(shī)加增大的電(dian)流。該時刻由(yóu) PCM 根據當前工(gong)🔆作條件的傳(chuán)感器輸入确(que)❤️定。在電磁閥(fá)完全激活後(hou)，電🧡流會減少(shao)至保持電流(liu)，該電流🧡将電(diàn)磁閥保持在(zai)關閉位置。根(gen)據工作條件(jian)，PCM 軟件将會再(zai)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(dong)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(wei)進氣門的移(yí)動。制動單元(yuán)的設計不僅(jin)能夠控制氣(qi)門的關閉，而(ér)且👨‍❤️‍👨還能夠提(tí)供極快的打(da)開速度，這是(shi)因為在打開(kai)階段，系統使(shi)用止回閥來(lai)旁通該單元(yuan)的制動元件(jian)。

3）機油溫度(dù)傳感器

機油溫(wēn)度傳感器

機油溫度傳(chuán)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(lì)🔆用此信息确(que)定機油粘度(dù)，并在 -40°C (-40°F) 至 150°C (302°F) 的寬(kuan)發動機溫度(du)範圍内🚩實現(xiàn)🈲準确的電磁(cí)閥開關時間(jiān)補償。該傳感(gǎn)器有一個兩(liang)針接頭，一個(gè)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(shi)用于低溫條(tiáo)件。

UniAir系統的應用(yong)并不局限于(yú)每個缸一個(ge)進氣門的情(qíng)況。每❌個缸兩(liang)個進氣門時(shi)，兩個進氣門(mén)可以被單獨(du)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(cheng)本原因，推薦(jian)使用液壓橋(qiáo)方案。但是，相(xiang)比而言，獨立(lì)驅動具有更(geng)大的靈活性(xìng)。

UniAir工(gōng)作模式

UniAir在氣門(mén)升程和開啟(qǐ)斷面調節上(shàng)都能達到很(hěn)高的自由度(dù)。氣門🍉最大升(sheng)程和最早開(kāi)啟點由驅動(dong)系統🤞的凸輪(lún)型線确定，最(zuì)晚關閉點也(yě)受其所限。在(zai)凸輪🔞型線範(fàn)圍内，通過控(kong)制👄電磁閥可(ke)以實☀️現各種(zhǒng)升程✏️變化。總(zǒng)之就是，根據(ju)發動機運行(hang)工況，可對氣(qì)門開🧑🏾‍🤝‍🧑🏼啟、關閉(bi)時刻及氣門(men)升程作出最(zuì)優化調整。

1）全升程模式(shi)：

在(zài)凸輪軸的傳(chuan)統方式控制(zhì)下，氣門完全(quán)打開和關閉(bi)。在高發動機(jī)轉速下使用(yong)這種模式，以(yǐ)獲得最大🐆發(fa)動機動力。

2）氣門(mén)晚開模式：

在啟(qǐ)動發動機和(hé)怠速運轉期(qi)間，延遲進氣(qì)門的打開。氣(qi)門打開較短(duan)的時間，并在(zài)較低升程中(zhōng)對進入🍉氣缸(gāng)的空氣量提(tí)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(jian)，僅少量的冷(leng)空氣‼️進入氣(qi)缸，這意味着(zhe)發動機更容(rong)易啟動。

3）氣門早關模(mó)式：

在低至中等(deng)發動機轉速(su)期間激活。在(zai)凸輪軸輪廓(kuò)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼以正常方式(shi)關閉進氣門(mén)之前，系統會(huì)以液壓方式(shì)關閉♍進氣門(mén)。這将會減少(shǎo)泵氣損失，提(tí)高發動機輸(shū)出并防👨‍❤️‍👨止燃(rán)油📧混合物意(yì)外回流到進(jìn)氣口。

4）零升程模(mo)式：

在極低的發(fa)動機轉速和(hé)負載條件下(xia)，系統将會綜(zōng)合使😘用氣門(mén)晚開模式和(hé)氣門晚關模(mo)式，以便實現(xian)穩定的燃燒(shāo)。

相(xiàng)比機械系統(tong)，UniAir系統能(neng)更加靈活的(de)調整氣門升(shēng)程曲線，除了(le)在汽油發動(dòng)👄機上，也可用(yong)于柴油發動(dong)機。它不僅可(kě)以控制氣👈門(mén)升💘程連續可(ke)調，還支持停(tíng)缸以及HCCI均質壓燃等(děng)更加先進的(de)發動機技術(shù)。