全可變(biàn)氣門系統(tǒng)能夠實現(xian)氣門正時(shi)、開啟持續(xu)期❌和升程(cheng)的💋連🏃🏻續可(ke)變，通過優(you)化各個工(gong)況下的氣(qi)門升程狀(zhuang)态，從而改(gǎi)善發動機(jī)的燃油經(jing)濟性，提高(gāo)輸💘出扭矩(ju)，降低排放(fàng)污染👉物等(deng)。

UniAir系統也可(kě)以看作是(shì)一種VVT/VVL技術(shù)，隻不過機(ji)械結構裡(li)的氣門由(you)凸輪軸控(kong)制變為了(le)電磁液壓(ya)控制，這樣(yang)不僅🙇🏻可以(yǐ)有效降低(di)發動⭐機的(de)體積和重(zhong)量，還可以(yi)實現發動(dong)機氣門相(xiàng)位和升程(chéng)的連續控(kòng)制調節。

UniAir系(xi)統最早由(yóu)德國Schaeffler集團(tuán)在2001年開發(fā)，後來與菲(fēi)亞特合作(zuo)開發（Schaeffler稱之(zhī)為UniAir,菲亞特(te)稱之為MultiAir），在(zài)經過長達(da)七年的試(shi)驗、驗證後(hou)，最終于2009年(nián)形成了商(shāng)品化，在阿(ā)爾法MiTo1.4 MultiAir車型(xing)上首次亮(liàng)相，目前Multiair系(xì)統已☔發展(zhǎn)至第三代(dai)(最新菲亞(yà)特1.3T發🏒動機(jī)）,除📞了菲亞(ya)🔞特動力，在(zài)捷豹路虎(hǔ)的🌈Ingenium系列發(fa)動機✂️發動(dong)機上也有(you)應用。

UniAir結構(gòu)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(zuò)用于給高(gao)壓腔⑥加壓(yā)的泵體④。根(gen)據電📐磁閥(fa)⑤的位置，油(you)壓通過活(huó)塞作用于(yú)氣門或油(yóu)壓減小流(liu)向中壓腔(qiang)③和儲壓腔(qiang)①。通過調整(zheng)電磁閥位(wèi)置，使氣門(men)暫時與凸(tu)輪位置解(jiě)耦；再通高(gāo)♻️壓腔的不(bú)同壓力水(shuǐ)平，來實現(xian)氣門升程(cheng)可變。出于(yu)能量考慮(lü)，一🚩部分中(zhong)壓腔的機(ji)油流入儲(chǔ)壓腔①。發動(dong)機潤滑油(yóu)路為UniAir供油(you)系統②供油(yóu)。

高壓(yā)腔壓力下(xia)降後，氣門(mén)彈簧關閉(bi)氣門。在打(da)開氣門的(de)👨‍❤️‍👨活塞導管(guǎn)上，有一些(xiē)小孔來控(kòng)制機油流(liu)量，從而起(qǐ)到制動⑦作(zuo)用。

另外，為(wei)了補償随(sui)溫度變化(huà)的機油粘(zhan)度導緻的(de)液壓效應(ying)㊙️。需要一個(gè)溫度傳感(gan)器。所有控(kong)制UniAir需要的(de)其他參數(shù)，如凸輪軸(zhóu)轉速，由♻️發(fa)動機現有(yǒu)的傳感器(qì)提🈚供。

1）電磁閥

電磁閥(fa)

電磁閥具(ju)有由 PCM 提供(gong)的專用電(dian)源和接地(dì)，并且用脈(mò)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(kuai)速動作，舍(shě)弗勒開發(fā)✂️了一種具(jù)有最小可(ke)能的電流(liú)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼要求的特(te)殊工作策(ce)略。這導緻(zhi)電流波形(xíng)分為幾個(gè)階段。

靜止(zhǐ)時，電磁閥(fá)處沒有電(diàn)流供應，并(bìng)且處于打(da)開位置。在(zai)激活的第(di)一個階段(duan)，電磁閥得(dé)到電流供(gong)應，在此階(jie)段，電流會(huì)讓電磁閥(fa)預先磁化(huà)，但是不會(huì)讓其📱動作(zuò)。為了确保(bǎo)快速準确(què)地完成通(tōng)電程序，在(zai)确切的開(kāi)關時刻，将(jiang)會對其施(shi)加增大的(de)電流。該時(shi)刻由 PCM 根據(ju)當前工💔作(zuò)條件的傳(chuán)感器輸入(rù)确定。在電(diàn)磁閥完全(quán)激活後🚩，電(dian)流會減少(shǎo)至保持電(diàn)流，該電流(liú)将電磁閥(fá)保持在關(guān)閉位置。根(gen)據工作條(tiáo)件，PCM 軟件将(jiang)會再次控(kong)制電磁閥(fá)打開👄的時(shi)間點，在這(zhe)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(zhì)動單元是(shi)一個從動(dòng)缸，用于通(tōng)過液壓氣(qi)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(zhì)動單元的(de)設🏃‍♂️計不僅(jǐn)能夠控制(zhì)氣門的關(guan)閉，而且還(hái)能夠提供(gong)極快的打(da)開速度❤️，這(zhè)是因為在(zài)打開階段(duan)，系統使用(yong)止回閥來(lai)旁通該單(dan)元的制動(dòng)元件。

3）機油溫度(du)傳感器

機(jī)油溫度傳(chuán)感器

機油溫度(dù)傳感器位(wei)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(ji)油粘度，并(bing)在 -40°C (-40°F) 至 150°C (302°F) 的寬(kuān)發動✉️機溫(wen)度範圍内(nei)實現準确(què)的電磁閥(fá)開關時間(jian)✨補償。該傳(chuan)感器有一(yi)個兩針接(jiē)頭，一個針(zhēn)腳向 PCM 提供(gòng)溫度信号(hao)👌輸入，另一(yī)個是接地(di)連接。該傳(chuán)感器有一(yī)♻️個 NTC 元件，經(jīng)過專門校(xiao)準，适用于(yu)低溫條件(jian)。

UniAir系統的應(yīng)用并不局(jú)限于每個(ge)缸一個進(jìn)氣門的情(qing)況。每個缸(gang)兩個進氣(qi)門時，兩個(gè)進氣門可(kě)以被單獨(du)🤩驅動，也可(ke)以用液壓(yā)或機械橋(qiao)同時驅動(dòng)，如下圖所(suo)示，考慮到(dao)成本原因(yīn)，推💁薦使用(yong)液壓橋方(fang)案。但是，相(xiàng)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(zài)氣門升程(cheng)和開啟斷(duan)面調節上(shàng)都能達到(dao)很高的自(zi)由度。氣門(men)最大升程(chéng)和最早開(kai)啟點由驅(qū)動系統的(de)凸🌐輪型線(xian)确定，最晚(wan)關閉點也(yě)受其所限(xiàn)。在凸輪型(xíng)線範圍内(nèi)，通過控制(zhi)💔電磁閥🐉可(kě)以實現各(ge)種升程變(bian)化。總之就(jiu)是，根據發(fa)動機運行(hang)工況，可對(dui)氣門開啟(qi)、關閉時刻(ke)及氣門升(shēng)程⁉️作出最(zui)優化調整(zhěng)。

1）全升(shēng)程模式：

在(zai)凸輪軸的(de)傳統方式(shi)控制下，氣(qì)門完全打(da)開和關♉閉(bì)。在高🌍發動(dòng)機轉速下(xia)使用這種(zhǒng)模式，以獲(huo)得最大🌐發(fā)動機動力(lì)。

2）氣門晚開(kāi)模式：

在啟(qi)動發動機(ji)和怠速運(yùn)轉期間，延(yan)遲進氣門(mén)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(gang)的空氣量(liang)😄提供精确(que)的控制。因(yin)此，在怠速(su)運轉時燃(ran)油經濟性(xing)🛀得到了改(gai)善。在冷啟(qǐ)動期間，僅(jin)少量🔴的冷(lěng)空氣進入(rù)氣缸，這意(yì)味着發動(dòng)機更容易(yì)啟動。

3）氣門早關(guan)模式：

在低(dī)至中等發(fā)動機轉速(sù)期間激活(huo)。在凸輪軸(zhou)輪廓以正(zheng)常方式關(guan)閉進氣門(mén)之前，系統(tong)會以液壓(ya)方式關閉(bi)進氣❗門。這(zhè)💞将會減少(shao)💘泵氣損失(shī)，提高發動(dòng)機輸🚩出并(bìng)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(shi)：

在極低的(de)發動機轉(zhuǎn)速和負載(zai)條件下，系(xi)統将會綜(zōng)合使用氣(qi)門♋晚開模(mó)式和氣門(men)晚關模式(shì)，以便實現(xian)穩定的燃(rán)燒。

相比機(ji)械系統，UniAir系統能(neng)更加靈活(huo)的調整氣(qi)門升程曲(qu)線，除了在(zai)汽油發動(dòng)機上，也可(ke)用于柴油(you)發動機。它(tā)不僅可以(yi)控制氣⭐門(men)升程連續(xu)可調，還支(zhī)持停缸以(yǐ)及HCCI均(jun)質壓燃等(deng)更加先進(jin)的發動機(jī)技術。