全可變氣(qì)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(tài)，從而改善發動機的燃油經濟性，提(tí)高輸(shū)出扭矩，降低排放污染物等。

UniAir系統也可以看作(zuò)是一種VVT/VVL技術，隻不過機械結構(gòu)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(jiàng)低發(fā)動機的體積和重量，還可以(yǐ)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(kāi)發，後來與菲亞特合(hé)作開發（Schaeffler稱之為(wéi)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(qián)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，在捷豹路虎的(de)Ingenium系列發動機(jī)發動機上也有應用。

UniAir結構及原理

典型(xíng)的UniAir結構(gòu)

典型的UniAir結構如(rú)上(shàng)圖所示。UniAir安(ān)裝在(zài)凸輪軸和氣門之間，凸輪軸作用于(yú)搖臂(bì)，搖臂作用于給(gěi)高(gāo)壓腔⑥加壓的泵體(tǐ)④。根據電磁閥⑤的位(wèi)置，油壓通過活塞(sāi)作用于氣門或油壓減小流向中壓腔③和儲壓(yā)腔①。通過調整電磁閥位置，使氣門暫時與凸輪位置解耦；再通(tōng)高壓腔的不同(tóng)壓力水平，來實現氣門升程可(kě)變。出于能量考(kǎo)慮，一部分中壓腔的機油流入(rù)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(jiàng)後，氣門彈簧關閉氣(qì)門。在打開氣門的活塞導管上，有一(yī)些小孔來控制機油流量，從(cóng)而起到(dào)制動⑦作用。

另外，為了補償随溫度變化的機油粘度導(dǎo)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(jī)現有的傳感器提供。

1）電磁閥

電磁閥

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

靜止(zhǐ)時，電磁閥處沒有(yǒu)電流供應，并(bìng)且處于打開位置。在激活的第一個階段(duàn)，電磁閥得到電流供應，在此(cǐ)階段，電流會讓電磁閥預(yù)先磁化，但是不會讓其動作。為了确保快速準确地完成(chéng)通電程序(xù)，在确切的開關時刻，将會對其(qí)施加增大的電流。該時刻(kè)由 PCM 根據當前(qián)工作條件的傳感器輸入确定。在電磁閥完全激活後(hòu)，電流會減(jiǎn)少至保持電流，該電流将電磁閥(fá)保持在關閉位置(zhì)。根據工作(zuò)條(tiáo)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(kāi)保持(chí)電流。

2）制動(dòng)單元

制動單元是一個從(cóng)動缸，用于通過液壓氣門(mén)間隙調節元件将泵的液壓壓力轉(zhuǎn)換為進氣門的移動。制動單元的設計不(bú)僅能夠控制(zhì)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(fá)來旁通該(gāi)單元的制動元件。

3）機油(yóu)溫度傳感器

機油溫度傳感器

機油溫度傳感器位于UniAir單元(yuán)上，用于将(jiāng)高壓油的溫度反饋給PCM。PCM 利用此信息(xī)确定機油(yóu)粘度(dù)，并在 -40°C (-40°F) 至 150°C (302°F) 的寬發(fā)動機(jī)溫度範圍(wéi)内實現準确的電磁(cí)閥開關時間補償(cháng)。該傳感器(qì)有一個(gè)兩針接頭，一個針腳向 PCM 提供溫度信(xìn)号輸入，另一個(gè)是接地(dì)連接。該傳感器有一個 NTC 元件，經過專門(mén)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(mén)可以被單獨驅動，也可以用液(yè)壓或機械橋同時驅動，如下圖(tú)所示，考慮(lǜ)到成本原因，推薦使用液壓橋方案。但是，相比而言(yán)，獨立驅動具有更大的靈活性(xìng)。

UniAir工(gōng)作模式

UniAir在氣門升程和開啟斷面調節上都能(néng)達到很高的自由(yóu)度。氣門最大升程和最早開啟點由驅(qū)動系統(tǒng)的凸輪型線确定，最晚關閉(bì)點(diǎn)也受其所限。在凸(tū)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(kě)對氣門開啟、關閉時刻及氣門(mén)升程(chéng)作出最(zuì)優化調整。

1）全升程模式：

在凸輪軸的傳統方式(shì)控制下，氣門完全打開和關(guān)閉。在高發(fā)動機轉(zhuǎn)速下使用這(zhè)種模式，以獲得最大發動機動力。

2）氣門晚開模式：

在啟動發(fā)動機和怠速運轉(zhuǎn)期間(jiān)，延遲進氣門的打開。氣(qì)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(jīng)确的控制(zhì)。因此，在怠速運轉時(shí)燃油經濟(jì)性(xìng)得到了改善。在冷(lěng)啟動期(qī)間，僅少量的冷空氣進入氣缸，這意味(wèi)着發動機更容易啟動。

3）氣門早關模式：

在低至(zhì)中等發動機轉(zhuǎn)速期間激(jī)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(mén)。這将會減(jiǎn)少泵氣(qì)損失，提高發(fā)動機輸出并防止燃油(yóu)混合物(wù)意外回流到進氣口。

4）零升程模式(shì)：

在極低的發動(dòng)機轉速和負(fù)載條件下，系統将(jiāng)會(huì)綜合使用氣門晚開模式和氣門晚關模(mó)式(shì)，以便實(shí)現穩定的燃燒。

相比(bǐ)機械系統，UniAir系統(tǒng)能更加靈(líng)活的調整氣門升程曲線，除了在汽油發動機上，也可用于柴(chái)油發動機(jī)。它不僅可(kě)以控制氣門升程連續可調，還支持(chí)停缸以及HCCI均質壓燃等更加先進的發動機技術。