三、配气机构的电子控制方法自20世纪80年代开始，在配气机构方面发动机制造商和研究机构正在研究各种不同的方案(图1)。

最初，配气机构的试验研究集中在电磁式气门控制上，因为理论上这种方法在灵活性和动态响应特性方面具有优势，但其在能量消耗方面的缺点无法克服。


 

因此，一些主流发动机制造商转而开发较容易实现而刚性较好且可靠的机电式配气机构方案，这种方法采用专门机构和凸轮轴相位调节器，能够同时控制气门的升程和相位，其主要缺点是灵活性和动态响应特性较差，也不具备按需要选择汽缸来控制气门的可能性。

20世纪90年代中叶，菲亚特集团开始致力于电液式配气机构的研究，并应用了从共轨喷油系统(注：当初共轨喷油系统也是菲亚特集团率先研发成功后才转让给德国博世公司的)中所获得的技术秘诀。由于其较为简易，且需要的能量较少，并具有失效保护功能，在成本方面也具有优势，因此菲亚特集团决定将可按需要选择气门动作的电液式配气机构控制作为主攻方向。

四、MultiAir系统工作原理

MultiAir电液式配气机构的工作原理如图2和图3所示：一个由进气凸轮机械驱动的活塞通过一个液压室与进气门相连接，并由一个在静止位置打开的电磁阀来操纵。

当电磁阀关闭时，液压室中的机油就好像是一个刚体，好似挺杆那样地起作用，将进气凸轮机械驱动产生的行程力转移到进气门上。当电磁阀打开时，液压室与进气门之间的联系断开，也就是说由进气凸轮产生的行程不再转移到进气门上，然后在气门弹簧力的作用下气门关闭。在机油回路低压部分的机油室帮助高压室再次充满机油，为下一次行程作好准备，这样能量损失最小。气门关闭行程的最后部分由专门的液压制动器控制，以确保发动机在任何运行条件下气门都能正常地实现轻缓而规律的关闭过程，而不会出现任何问题。

按时间来控制电磁阀的关闭和开启能够很方便地实现多种进气门的开启模式。为了获得最大功率，电磁阀保持关闭，进气门将完全打开，此时进气门完全跟随进气凸轮运动，因而在高转速下达到规定的最大功率。

为了提高低转速时的扭矩，电磁阀在凸轮廓线终了前不久就打开，使进气门提前关闭，这样就能防止汽缸中的新鲜空气回流到进气管中，使得封闭在汽缸中的空气量最多。当发动机仅在部分负荷下运转时，电磁阀较早地关闭，进气门部分打开，就能使封闭在汽缸中的空气量被控制在产生所要求的扭矩所必需的程度。电磁阀也可以在凸轮运动开始后再关闭，进气门只被部分打开，此时空气迅速流入汽缸，从而增强燃烧室中的空气涡流。

后两种控制方式可以组合在同一个进气行程中，从而形成一种“气门多段开启方式”或“多段升程”，能够在非常低的负荷下增强汽缸充量涡流，提高燃烧速率。

菲亚特公司在开发MultiAir系统过程中，对于系统布置在汽缸盖上结构空间的优化、系统重量降至最轻、降低摩擦和提高效率以及应用常规的发动机机油来进行液压控制等方面都给予了足够重视，因此MultiAir系统能以较低的成本满足性能要求和行业规范。

为了确保在所有的发动机稳态和瞬态运行状态下都能获得最佳的空燃比，对MultiAir系统获得最佳的进气空气控制提出了全方位的要求：

①在整个转速范围内(200～7000r/min)都能进行控制；

②具有在不利的运转条件(机油温度-30～150℃)下的工作能力；

③吸入汽缸空气量的高精度控制；

④在按冲程和汽缸控制模式变动时性能差异小；

⑤具有快速的动态响应特性，以便在过渡工况时获得最佳空气控制；

⑥组合件(废气再循环、涡轮增压、VVT凸轮轴相位调节……)不同时的柔性

控制，因这些组合件特性影响吸入汽缸空气量；

⑦具有某些环境影响(海拔高度、温度……)的软件补偿功能。 (未完待续)

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