全可變氣門系統能夠實現氣門正時、開啟持續期和升程的連續可變，通過優化各個工況下的氣門升程狀态，從而改善發動機的燃油經濟性，提高輸出扭矩，降低排放污染物等。

UniAir系統也可以看作是一種VVT/VVL技術，隻不過機械結構裡的氣門由凸輪軸控制變為了電磁液壓控制，這樣不僅可以有效降低發動機的體積和重量，還可以實現發動機氣門相位和升程的連續控制調節。

UniAir系統最早由德國Schaeffler集團在2001年開發，後來與菲亞特合作開發（Schaeffler稱之為UniAir,菲亞特稱之為MultiAir），在經過長達七年的試驗、驗證後，最終于2009年形成了商品化，在阿爾法MiTo1.4 MultiAir車型上首次亮相，目前Multiair系統已發展至第三代(最新菲亞特1.3T發動機）,除了菲亞特動力，在捷豹路虎的Ingenium系列發動機發動機上也有應用。

UniAir結構及原理

典型的UniAir結構

典型的UniAir結構如上圖所示。UniAir安裝在凸輪軸和氣門之間，凸輪軸作用于搖臂，搖臂作用于給高壓腔⑥加壓的泵體④。根據電磁閥⑤的位置，油壓通過活塞作用于氣門或油壓減小流向中壓腔③和儲壓腔①。通過調整電磁閥位置，使氣門暫時與凸輪位置解耦；再通高壓腔的不同壓力水平，來實現氣門升程可變。出于能量考慮，一部分中壓腔的機油流入儲壓腔①。發動機潤滑油路為UniAir供油系統②供油。

高壓腔壓力下降後，氣門彈簧關閉氣門。在打開氣門的活塞導管上，有一些小孔來控制機油流量，從而起到制動⑦作用。

另外，為了補償随溫度變化的機油粘度導緻的液壓效應。需要一個溫度傳感器。所有控制UniAir需要的其他參數，如凸輪軸轉速，由發動機現有的傳感器提供。

1）電磁閥

電磁閥

電磁閥具有由 PCM 提供的專用電源和接地，并且用脈寬調制(PWM) 控制方式來調節其位置。為了讓電磁閥快速動作，舍弗勒開發了一種具有最小可能的電流要求的特殊工作策略。這導緻電流波形分為幾個階段。

靜止時，電磁閥處沒有電流供應，并且處于打開位置。在激活的第一個階段，電磁閥得到電流供應，在此階段，電流會讓電磁閥預先磁化，但是不會讓其動作。為了确保快速準确地完成通電程序，在确切的開關時刻，将會對其施加增大的電流。該時刻由 PCM 根據當前工作條件的傳感器輸入确定。在電磁閥完全激活後，電流會減少至保持電流，該電流将電磁閥保持在關閉位置。根據工作條件，PCM 軟件将會再次控制電磁閥打開的時間點，在這一時刻，系統将會完全斷開保持電流。

2）制動單元

制動單元是一個從動缸，用于通過液壓氣門間隙調節元件将泵的液壓壓力轉換為進氣門的移動。制動單元的設計不僅能夠控制氣門的關閉，而且還能夠提供極快的打開速度，這是因為在打開階段，系統使用止回閥來旁通該單元的制動元件。

3）機油溫度傳感器

機油溫度傳感器

機油溫度傳感器位于UniAir單元上，用于将高壓油的溫度反饋給PCM。PCM 利用此信息确定機油粘度，并在 -40°C (-40°F) 至 150°C (302°F) 的寬發動機溫度範圍内實現準确的電磁閥開關時間補償。該傳感器有一個兩針接頭，一個針腳向 PCM 提供溫度信号輸入，另一個是接地連接。該傳感器有一個 NTC 元件，經過專門校準，适用于低溫條件。

UniAir系統的應用并不局限于每個缸一個進氣門的情況。每個缸兩個進氣門時，兩個進氣門可以被單獨驅動，也可以用液壓或機械橋同時驅動，如下圖所示，考慮到成本原因，推薦使用液壓橋方案。但是，相比而言，獨立驅動具有更大的靈活性。

UniAir工作模式

UniAir在氣門升程和開啟斷面調節上都能達到很高的自由度。氣門最大升程和最早開啟點由驅動系統的凸輪型線确定，最晚關閉點也受其所限。在凸輪型線範圍内，通過控制電磁閥可以實現各種升程變化。總之就是，根據發動機運行工況，可對氣門開啟、關閉時刻及氣門升程作出最優化調整。

1）全升程模式：

在凸輪軸的傳統方式控制下，氣門完全打開和關閉。在高發動機轉速下使用這種模式，以獲得最大發動機動力。

2）氣門晚開模式：

在啟動發動機和怠速運轉期間，延遲進氣門的打開。氣門打開較短的時間，并在較低升程中對進入氣缸的空氣量提供精确的控制。因此，在怠速運轉時燃油經濟性得到了改善。在冷啟動期間，僅少量的冷空氣進入氣缸，這意味着發動機更容易啟動。

3）氣門早關模式：

在低至中等發動機轉速期間激活。在凸輪軸輪廓以正常方式關閉進氣門之前，系統會以液壓方式關閉進氣門。這将會減少泵氣損失，提高發動機輸出并防止燃油混合物意外回流到進氣口。

4）零升程模式：

在極低的發動機轉速和負載條件下，系統将會綜合使用氣門晚開模式和氣門晚關模式，以便實現穩定的燃燒。

相比機械系統，UniAir系統能更加靈活的調整氣門升程曲線，除了在汽油發動機上，也可用于柴油發動機。它不僅可以控制氣門升程連續可調，還支持停缸以及HCCI均質壓燃等更加先進的發動機技術。