全可(ke)變氣門系(xì)統能夠實(shí)現氣門正(zheng)時、開啟持(chi)續期和升(sheng)🌈程的連續(xu)可變，通過(guo)優化各個(ge)工況下的(de)氣門升程(chéng)狀态⛹🏻‍♀️，從而(er)改善發動(dòng)機的燃油(yóu)經濟性，提(tí)高輸出扭(niu)矩，降低排(pai)放污染物(wù)等。

UniAir系統也(ye)可以看作(zuo)是一種VVT/VVL技(jì)術，隻不過(guo)機械結構(gou)裡的氣門(mén)由凸輪軸(zhou)控制變為(wei)了電磁液(ye)壓控制，這(zhè)樣不僅🚩可(ke)以😄有效降(jiang)低發動機(ji)的體積和(he)重量，還可(kě)以🎯實現發(fā)動機氣✂️門(men)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(yǔ)菲亞特合(hé)作開發（Schaeffler稱(cheng)之為UniAir,菲亞(yà)特稱之為(wei)MultiAir），在經過長(zhǎng)達七年的(de)試驗、驗證(zheng)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(ci)亮相，目前(qian)Multiair系統已發(fā)展至第三(san)代(最新菲(fēi)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(liè)發動機發(fā)動機上也(yě)有應用。

UniAir結(jié)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(men)之間，凸輪(lún)軸作🏃‍♀️用于(yu)搖臂，搖臂(bì)作用于給(gěi)高壓腔⑥加(jiā)壓🐅的泵♈體(tǐ)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(huo)油壓減小(xiao)流向中壓(ya)腔💛③和儲壓(ya)腔①。通過調(diao)整電磁閥(fa)位置，使氣(qì)門暫時與(yu)凸🈲輪位置(zhì)解耦；再通(tōng)高㊙️壓腔的(de)不同壓力(li)水平，來實(shí)現氣門升(sheng)♍程可變。出(chū)于能量考(kao)慮，一🌈部分(fen)中壓腔的(de)機🔞油流入(ru)儲壓腔①。發(fā)動機潤滑(huá)油路為UniAir供(gòng)油系統②供(gong)油。

高(gāo)壓腔壓力(lì)下降後，氣(qi)門彈簧關(guan)閉氣門。在(zai)打開氣門(men)🏃🏻的活塞導(dǎo)❌管上，有一(yi)些小孔來(lai)控制機油(you)流量，從而(ér)起到制動(dòng)⑦作♉用。

另外(wài)，為了補償(cháng)随溫度變(biàn)化的機油(you)粘度導緻(zhi)的液壓效(xiao)應。需要一(yī)個溫度傳(chuan)感器。所有(yǒu)控制UniAir需要(yao)的其他參(cān)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(fa)

電磁(ci)閥

電磁閥(fá)具有由 PCM 提(tí)供的專用(yòng)電源和接(jiē)地，并且用(yòng)脈寬調制(zhi)(PWM) 控制方式(shì)來調節其(qi)位置。為了(le)讓電磁閥(fá)快速動♊作(zuò)，舍弗勒開(kāi)發了一種(zhǒng)具有最小(xiǎo)可能的電(dian)流要求的(de)🚶特殊工作(zuo)策略。這導(dao)緻電流波(bo)形分為幾(jǐ)個㊙️階段。

靜(jing)止時，電磁(ci)閥處沒有(you)電流供應(ying)，并且處于(yu)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(liú)會🎯讓電磁(ci)閥預先磁(cí)化，但是不(bú)會讓其🌈動(dong)作。為了确(que)保快速準(zhun)确地完成(chéng)通電程序(xù)，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(gong)作條件的(de)傳感器輸(shū)入确🌈定。在(zài)電磁閥完(wan)全激活後(hou)，電流會減(jiǎn)少至保持(chí)電流，該電(diàn)流将電磁(cí)閥保持在(zài)關閉位置(zhi)。根據工作(zuo)條件，PCM 軟件(jian)将會再♌次(cì)控制電磁(cí)閥打開的(de)時間點，在(zai)這一時♋刻(kè)，系統将會(huì)完全斷開(kāi)保持電流(liu)。

2）制動(dòng)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(xi)調節元件(jiàn)将💋泵的液(yè)壓壓力轉(zhuǎn)換為進氣(qi)門的移動(dòng)。制動單元(yuan)的設計不(bú)僅能夠控(kong)制氣門的(de)關閉，而且(qie)還能夠提(tí)供極快的(de)打開速度(dù)，這是因💰為(wei)在打開階(jie)🏃‍♂️段，系統使(shi)💃🏻用止回閥(fá)來旁通該(gāi)單元的制(zhì)動元件。

3）機油溫(wēn)度傳感器(qì)

機油溫度(dù)傳感器

機油溫(wen)度傳感器(qì)位于UniAir單元(yuán)上，用于将(jiang)高壓油的(de)溫度反🐉饋(kuì)給PCM。PCM 利💋用此(cǐ)信息确定(dìng)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(gai)傳感器♌有(you)一個兩針(zhēn)接頭，一個(ge)針腳向 PCM 提(ti)供溫度信(xin)号輸入，另(ling)一個是接(jiē)地連接。該(gāi)傳感器有(you)一個 NTC 元件(jiàn)，經過👣專門(men)校準，适💞用(yòng)于低溫條(tiao)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(liang)個進氣門(mén)可以被單(dan)獨驅動，也(yě)可🈲以用液(yè)壓或機械(xiè)橋同時驅(qu)動，如下圖(tú)所示，考慮(lü)到成本原(yuán)因，推薦使(shǐ)用液壓橋(qiao)方案。但是(shi)，相比而言(yán)，獨♉立驅動(dong)具有更大(da)的🥵靈活性(xìng)。

UniAir工作模式(shì)

UniAir在氣門升(shēng)程和開啟(qi)斷面調節(jiē)上都能達(dá)到很高的(de)自由度。氣(qì)門最大升(shēng)程和最早(zao)開啟點由(you)驅動系統(tǒng)的凸輪型(xíng)線确定，最(zui)晚關閉點(dian)也受其所(suo)限。在凸輪(lun)型線範圍(wei)内，通過控(kong)制電磁閥(fa)可以實現(xian)各種升程(cheng)變化。總之(zhī)就是，根據(jù)發動機運(yun)行工況，可(kě)對氣門開(kāi)啟、關閉時(shi)刻及氣門(mén)升程作出(chu)最優化調(diao)整。

1）全(quan)升程模式(shì)：

在凸輪軸(zhóu)的傳統方(fāng)式控制下(xià)，氣門完全(quán)打開和關(guān)閉✔️。在高發(fa)動機轉速(su)下使用這(zhe)種模式，以(yi)獲得最大(da)發動機動(dong)力。

2）氣門晚(wan)開模式：

在(zài)啟動發動(dong)機和怠速(sù)運轉期間(jian)，延遲進氣(qì)門的打開(kāi)。氣門打⭐開(kāi)較短的時(shi)間，并在較(jiào)低升程中(zhong)對進入氣(qì)缸的空氣(qi)量提供精(jing)确的控制(zhì)。因此，在怠(dài)速運轉時(shí)燃油💃🏻經濟(jì)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(zǎo)關模式：

在(zài)低至中等(děng)發動機轉(zhuǎn)速期間激(jī)活。在凸輪(lún)軸輪廓以(yi)正常🏃‍♀️方式(shi)關閉進氣(qi)門之前，系(xì)統會以液(ye)壓方式關(guan)閉進氣門(men)。這将會減(jiǎn)少泵氣損(sun)失，提高發(fa)動機輸出(chu)并防♻️止燃(ran)油混合物(wu)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(ji)轉速和負(fù)載條件下(xià)，系統将會(hui)綜合使用(yòng)氣門晚開(kāi)模式和氣(qì)門晚關模(mo)式，以便實(shí)現穩定的(de)燃燒。

相比(bǐ)機械系統(tǒng)，UniAir系統(tǒng)能更加靈(ling)活的調整(zheng)氣門升程(cheng)曲線，除了(le)在汽油發(fā)動機上，也(ye)可用于柴(chái)油發動機(ji)。它不僅可(ke)以控制氣(qì)門升程連(lian)續可調，還(hái)支持停缸(gang)以及HCCI均質壓燃(rán)等更加先(xian)進的發動(dong)機技術。