全可(kě)變氣(qì)門系(xì)統能夠實(shí)現氣門正時、開(kāi)啟持續期和升(shēng)程(chéng)的連續(xù)可變，通(tōng)過優化各(gè)個工況下的(de)氣門升程狀(zhuàng)态(tài)，從而改善(shàn)發動(dòng)機的燃油經濟(jì)性，提高輸出扭(niǔ)矩，降低排(pái)放污(wū)染物(wù)等。

uniair系統(tǒng)也可以(yǐ)看作(zuò)是(shì)一種vvt/vvl技術，隻(zhī)不過機械(xiè)結構裡的氣門(mén)由凸輪軸(zhóu)控制變為(wéi)了(le)電磁液(yè)壓控制，這(zhè)樣不(bú)僅可(kě)以有效降低發(fā)動機(jī)的體(tǐ)積和重量，還可(kě)以實現發(fā)動機(jī)氣門相(xiàng)位和升(shēng)程的連續(xù)控制(zhì)調節(jiē)。

uniair系統最早(zǎo)由德(dé)國schaeffler集團在(zài)2001年開(kāi)發，後(hòu)來與(yǔ)菲亞特合作開(kāi)發（schaeffler稱之為uniair,菲亞特稱(chēng)之為(wéi)multiair），在經過(guò)長(zhǎng)達七年(nián)的試驗、驗證後(hòu)，最(zuì)終于2009年形成了(le)商品(pǐn)化，在(zài)阿爾(ěr)法mito1.4 multiair車(chē)型上(shàng)首次亮相，目前(qián)multiair系統已發(fā)展至第(dì)三代(最新菲(fēi)亞特1.3t發動(dòng)機）,除了菲亞特(tè)動力，在捷豹(bào)路(lù)虎的ingenium系列(liè)發動機發動機上也(yě)有應用(yòng)。

uniair結(jié)構及原理(lǐ)

典型的(de)uniair結(jié)構

典(diǎn)型的(de)uniair結(jié)構如上(shàng)圖(tú)所示。uniair安(ān)裝在(zài)凸輪軸和氣門之間，凸(tū)輪(lún)軸作(zuò)用于搖臂，搖臂(bì)作用于給(gěi)高壓(yā)腔⑥加壓的(de)泵體(tǐ)④。根據電磁(cí)閥⑤的(de)位置，油壓通過(guò)活塞作用于氣(qì)門或(huò)油壓減小(xiǎo)流(liú)向中壓(yā)腔③和(hé)儲壓腔①。通過調整電磁閥位置，使氣(qì)門暫時與(yǔ)凸輪(lún)位(wèi)置解耦；再通(tōng)高(gāo)壓腔的(de)不同壓力水平(píng)，來實現氣(qì)門升程可變。出于能量考(kǎo)慮，一部分中壓腔的(de)機油(yóu)流入(rù)儲壓腔①。發動機潤滑(huá)油路(lù)為uniair供油(yóu)系統②供(gòng)油。

高壓腔壓力下降後，氣(qì)門彈簧關閉氣(qì)門。在(zài)打開(kāi)氣門(mén)的活塞導(dǎo)管上(shàng)，有一些小孔來控制機油(yóu)流量(liàng)，從而起到制動(dòng)⑦作用。

另外，為了補償(cháng)随溫(wēn)度變化的(de)機油粘(zhān)度導緻(zhì)的液壓效應。需(xū)要一(yī)個溫度傳(chuán)感器。所有控制(zhì)uniair需要(yào)的(de)其他參(cān)數(shù)，如凸輪(lún)軸轉速，由發動(dòng)機(jī)現(xiàn)有的傳感(gǎn)器提供。

1）電(diàn)磁閥

電磁閥

電磁閥具(jù)有由 pcm 提供的專用(yòng)電源(yuán)和接地，并且用(yòng)脈寬調制(zhì)(pwm) 控制(zhì)方(fāng)式來調(diào)節其位置。為了(le)讓電磁閥(fá)快速動作(zuò)，舍(shě)弗勒開發了(le)一(yī)種具有最小(xiǎo)可能的電(diàn)流要(yào)求的(de)特殊(shū)工作策略。這導(dǎo)緻電流波形分(fèn)為幾(jǐ)個階段。

靜止時(shí)，電磁閥處(chù)沒(méi)有(yǒu)電流供(gòng)應(yīng)，并且(qiě)處于(yú)打(dǎ)開(kāi)位置(zhì)。在激(jī)活的第一(yī)個階段，電磁閥(fá)得到電流(liú)供應(yīng)，在此階(jiē)段(duàn)，電流(liú)會讓(ràng)電(diàn)磁閥預(yù)先磁(cí)化，但是不(bú)會讓其動作。為(wéi)了确保快速(sù)準(zhǔn)确地(dì)完成通電(diàn)程序(xù)，在确(què)切的(de)開關時(shí)刻(kè)，将會(huì)對(duì)其施加增大(dà)的電(diàn)流。該時(shí)刻由 pcm 根據當前工(gōng)作條件的傳感(gǎn)器輸(shū)入确定。在(zài)電磁閥完全激(jī)活後，電流會減少至保(bǎo)持電流(liú)，該電流(liú)将電磁閥保(bǎo)持在(zài)關閉位(wèi)置。根據工作(zuò)條件(jiàn)，pcm 軟件(jiàn)将會再次(cì)控(kòng)制電磁(cí)閥打開的(de)時間(jiān)點，在(zài)這一時刻(kè)，系統将(jiāng)會(huì)完全(quán)斷開保持電流(liú)。

2）制動單元

制動(dòng)單元是一個從動缸，用于(yú)通過液(yè)壓氣門(mén)間隙調節元件(jiàn)将泵的液(yè)壓壓(yā)力轉換為進氣(qì)門的移(yí)動(dòng)。制動(dòng)單元的設計不僅能夠控制氣(qì)門的關閉(bì)，而且還能夠提(tí)供極(jí)快的打開速度(dù)，這是因為(wéi)在打(dǎ)開階(jiē)段，系統使(shǐ)用止回(huí)閥(fá)來旁(páng)通該單元的制(zhì)動(dòng)元件。

3）機(jī)油溫(wēn)度傳感器(qì)

機油溫度(dù)傳感器(qì)

機油溫(wēn)度傳感器位(wèi)于uniair單元上，用于将高壓油的(de)溫度(dù)反饋給pcm。pcm 利(lì)用此(cǐ)信息确定機油(yóu)粘度(dù)，并(bìng)在 -40°c (-40°f) 至(zhì) 150°c (302°f) 的(de)寬發(fā)動機溫度範圍(wéi)内(nèi)實(shí)現準(zhǔn)确的電磁(cí)閥開關時間補償。該(gāi)傳感器有(yǒu)一個兩針(zhēn)接頭，一個(gè)針腳(jiǎo)向 pcm 提(tí)供溫度信(xìn)号輸入，另一個是接(jiē)地連(lián)接。該傳感器有(yǒu)一個 ntc 元件(jiàn)，經過(guò)專門(mén)校準(zhǔn)，适用(yòng)于低溫條(tiáo)件。

uniair系統的(de)應用并(bìng)不局限于每個缸一個(gè)進氣門的情況(kuàng)。每個(gè)缸兩個進(jìn)氣(qì)門時，兩(liǎng)個進(jìn)氣門(mén)可(kě)以(yǐ)被單(dān)獨驅(qū)動，也(yě)可以用液壓(yā)或(huò)機械(xiè)橋同時驅動，如下圖(tú)所(suǒ)示，考慮(lǜ)到成本原因，推(tuī)薦使(shǐ)用液壓橋(qiáo)方案。但是，相比而言，獨立驅動(dòng)具有(yǒu)更大的靈(líng)活性。

uniair工作模(mó)式

uniair在氣門升(shēng)程和開啟斷面調(diào)節(jiē)上都能達(dá)到很高的(de)自(zì)由度。氣門(mén)最大升程和(hé)最(zuì)早開啟點由(yóu)驅動(dòng)系統的(de)凸(tū)輪型線确(què)定，最晚關閉點(diǎn)也受(shòu)其所限。在(zài)凸輪型線範圍(wéi)内，通過控(kòng)制電(diàn)磁閥可(kě)以實現(xiàn)各種升程(chéng)變(biàn)化(huà)。總之就(jiù)是(shì)，根據發動機運行工況，可對氣門開啟、關閉時(shí)刻及(jí)氣門升程作出(chū)最優化調整。

1）全升程模式：

在(zài)凸輪軸(zhóu)的傳統方(fāng)式控(kòng)制下(xià)，氣門(mén)完全(quán)打開和關閉。在(zài)高發動(dòng)機轉速(sù)下使用這種模(mó)式，以獲得最大(dà)發動機動力。

2）氣門晚(wǎn)開模式：

在啟動發動(dòng)機和(hé)怠速(sù)運轉期間，延遲進氣(qì)門的打(dǎ)開。氣門打開(kāi)較短的時(shí)間(jiān)，并(bìng)在較低升程中對進(jìn)入氣(qì)缸的空氣(qì)量提供精(jīng)确的控制。因此(cǐ)，在怠(dài)速運(yùn)轉時燃(rán)油(yóu)經濟(jì)性得到了(le)改(gǎi)善。在冷啟(qǐ)動(dòng)期間(jiān)，僅少量的冷空(kōng)氣進(jìn)入氣缸，這(zhè)意味(wèi)着發動機(jī)更容易(yì)啟動。

3）氣門(mén)早(zǎo)關模(mó)式：

在(zài)低至中等(děng)發動(dòng)機轉速(sù)期間激(jī)活。在凸輪(lún)軸輪廓以正常(cháng)方式(shì)關閉進氣(qì)門之(zhī)前，系(xì)統會以液壓方式(shì)關閉進(jìn)氣門。這将會減(jiǎn)少泵氣損失，提(tí)高發動機輸出并防止(zhǐ)燃(rán)油混(hùn)合物意外回流(liú)到進氣口(kǒu)。

4）零升程模式：

在極低(dī)的(de)發(fā)動機(jī)轉速和負載條(tiáo)件下，系(xì)統将會(huì)綜合使用(yòng)氣門晚開(kāi)模(mó)式和氣(qì)門晚關模(mó)式，以便實現穩定的(de)燃燒。

相比機械(xiè)系統(tǒng)，uniair系統能更加靈(líng)活的調整(zhěng)氣門(mén)升程曲線(xiàn)，除了(le)在汽油發(fā)動機上，也(yě)可用(yòng)于柴油(yóu)發動機。它不(bú)僅可以控制氣門升程連(lián)續可調，還支持(chí)停缸以及(jí)hcci均質(zhì)壓燃等更(gèng)加先(xiān)進(jìn)的發動(dòng)機技術。