全可(kě)變氣(qì)門系統能夠實現氣門正(zhèng)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(tài)，從而改善(shàn)發動機的燃油經濟性，提高輸(shū)出扭矩，降低排放污染物(wù)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(zhè)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(mén)相位和升程的連續控制調節。

UniAir系統最早由德國(guó)Schaeffler集團在2001年開發，後來與菲亞特(tè)合(hé)作開發（Schaeffler稱之為(wéi)UniAir,菲亞特稱之為MultiAir），在(zài)經過長達七年的試驗、驗證(zhèng)後，最終于2009年形成了商品化，在阿爾法MiTo1.4 MultiAir車型上(shàng)首次亮相，目前Multiair系統已發展至第三代(最新菲亞特(tè)1.3T發動機）,除了菲亞特動力(lì)，在捷豹路(lù)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(diǎn)型的UniAir結構如上圖所示。UniAir安裝在凸輪(lún)軸和氣門之間，凸輪軸(zhóu)作用于搖臂(bì)，搖臂作用于給高壓腔⑥加(jiā)壓的泵(bèng)體④。根據電磁閥⑤的(de)位置，油壓通過活塞作用于(yú)氣門或油壓減小流向中壓腔③和(hé)儲壓(yā)腔①。通過調整電磁閥位置，使氣門暫時與凸輪位置解(jiě)耦；再通(tōng)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(fèn)中壓(yā)腔的機油流入儲壓腔①。發動機潤滑油路為UniAir供油系(xì)統(tǒng)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(huó)塞導管上，有一些小孔(kǒng)來控制機油流量，從而(ér)起到制動⑦作用。

另外，為(wéi)了補償随溫度變化的機油(yóu)粘度導緻的液壓效應。需(xū)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(jī)現有(yǒu)的傳感器提供。

1）電磁閥

電磁閥

電(diàn)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(lái)調節其位置。為了讓電磁閥(fá)快速動作(zuò)，舍弗勒開發了一種具有最小可能的電流要求的特殊(shū)工作策略。這導緻電流(liú)波形分為幾(jǐ)個(gè)階段(duàn)。

靜止時，電磁閥處沒有(yǒu)電流(liú)供應，并且處于打開位置。在激(jī)活的第一個階段，電磁閥(fá)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(què)保快速準确地完成通電程序(xù)，在确(què)切的(de)開關時刻，将(jiāng)會對其(qí)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(wán)全激活後(hòu)，電流會減少至保持電流，該電流将(jiāng)電(diàn)磁閥保持在關閉位置。根據工作條件，PCM 軟件将會再次控制(zhì)電磁閥打開的(de)時間點，在這一時刻(kè)，系統将會完全斷開保持電流。

2）制動單元

制動(dòng)單元是一個從(cóng)動缸，用(yòng)于通過液壓氣門間隙調節元件将(jiāng)泵的(de)液壓(yā)壓力轉(zhuǎn)換為進氣門的移(yí)動。制動單元的設計不僅能夠控制(zhì)氣門的關閉(bì)，而且還能夠(gòu)提供極快(kuài)的(de)打開速度，這是(shì)因為在打開階段，系統使用(yòng)止回閥(fá)來旁通該單元的制動元(yuán)件。

3）機油溫度傳感器

機油溫度傳感器(qì)

機油溫度傳感器位于UniAir單元上，用于将高壓油的溫度反(fǎn)饋(kuì)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(de)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(zhēn)接頭，一個針腳向 PCM 提供溫度信号輸入，另一個是接地連(lián)接。該(gāi)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(měi)個缸一個進氣門的情況。每個(gè)缸兩個進氣門時，兩(liǎng)個進氣門可以被(bèi)單獨驅動(dòng)，也可以(yǐ)用液壓或機械橋同時驅動，如下圖所示，考慮(lǜ)到成本原因，推(tuī)薦使用液壓橋方案(àn)。但是，相比而言，獨立驅(qū)動具有(yǒu)更大的靈活性。

UniAir工作模式

UniAir在氣門升程和(hé)開啟斷面調節上都能達到很高的自由度。氣(qì)門最大升程和最早開啟點由(yóu)驅動系統的凸(tū)輪型線确定(dìng)，最晚關閉點也受(shòu)其所限。在凸輪型線範圍内，通過控(kòng)制電磁閥可以實現(xiàn)各種(zhǒng)升程變化。總之就是，根據發(fā)動機運(yùn)行工況，可(kě)對氣門開(kāi)啟、關閉時刻及氣門升程作出(chū)最優化調整。

1）全(quán)升程模式：

在凸輪軸的傳統方式控(kòng)制下(xià)，氣門完全(quán)打開(kāi)和關閉。在高發(fā)動機轉速下使用這種模(mó)式，以獲得最大(dà)發動機動力。

2）氣門晚開模(mó)式(shì)：

在啟動發動機和怠速運轉期間，延遲進氣門的打開。氣門打(dǎ)開(kāi)較短的時間，并(bìng)在較低升程中對進入氣缸的空氣量提供精确的(de)控制。因此(cǐ)，在怠速運轉時(shí)燃油經濟性得(dé)到了改善。在冷(lěng)啟動期間，僅少量的冷空氣進入氣缸(gāng)，這意味着發動機更容易啟動。

3）氣門(mén)早關模式：

在低至(zhì)中等發動機轉(zhuǎn)速期間激活。在凸輪軸輪廓(kuò)以正常方式關閉(bì)進氣(qì)門之(zhī)前，系統會以液壓方(fāng)式關閉進氣(qì)門。這将會減少泵氣損失，提高發動機輸出并防止燃油(yóu)混合物意外回流(liú)到進氣口。

4）零升程模式：

在極低(dī)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(shì)和氣門(mén)晚關模式，以便實現穩定的燃燒。

相比機械系(xì)統，UniAir系統(tǒng)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(kě)用于柴油發動機。它不僅可(kě)以控制氣門升程連續可調，還支持停缸以及HCCI均質壓燃(rán)等更加先進的發動機技術。