Od końca 2009 roku Fiat produkuje samochody z pierwszym w pełni zmiennym mechanizmem rozrządu, opartym na elektrohydraulicznym sterowaniu zaworami. Układ INA UniAir pozwala na niemal dowolną zmianę skoku zaworów. Mechanizm rozrządu działa niezawodne i precyzyjne przez cały okres eksploatacji, nawet w bardzo niskich temperaturach. Partnerem biorącym udział w rozwoju tej technologii była Grupa Schaeffler, która dostarczyła również najważniejsze komponenty nowego systemu.

Zasada działania

Mechanizm rozrządu INA UniAir pozwala na niemal dowolną zmianę skoku zaworów w silnikach spalinowych korbowo-tłokowych, w zakresie na jaki pozwala zarys krzywki wałka, determinujący maksymalny skok zaworu. Układ składa się z hydraulicznej pompki napędzanej przez wałek rozrządu ze zintegrowanym przełączalnym zaworem hydraulicznym i modułem sterowania pracą zaworów wraz ze specjalnym oprogramowaniem.

W przeciwieństwie do tradycyjnego napędu rozrządu, w którym zarys krzywki oddziałuje poprzez sztywny element taki jak dźwigienka zaworowa czy popychacz, UniAir używa określonej ilości oleju. Poprzez załączanie zaworów elektromagnetycznych, ilość oleju może być kontrolowana w taki sposób, aby odpowiednio zmieniać czas i moment otwarcia oraz zamknięcia zaworu wpływając na charakterystykę jego skoku. System może być modyfikowany tak, aby odpowiadać indywidualnym potrzebom rozmaitych silników. Ponieważ krzywka i zawór są połączone hydraulicznie, a komora wysokiego ciśnienia pełni rolę popychacza, konstrukcyjnie położenie wałka względem zaworów może być dowolne.

Najważniejszym elementem są precyzyjne zawory elektromagnetyczne. Dla wygenerowania skoku zaworu budowa konwencjonalnego systemu wymaga przełączenia zaworu elektromagnetycznego. Normalnie operacja ta zachodzi raz na pełen obrót wałka rozrządu, podczas gdy przy operacji multi-lift w systemie UniAir może występować nawet kilka razy podczas obrotu. Przygotowując komorę wysokiego ciśnienia do ponownego napełnienia zawór elektromagnetyczny jest na krótko otwarty po każdym z cykli. Dla operacji multi-lift, rdzeń musi znów osiągnąć swoja pozycję spoczynku zanim zawór zostanie załączony po raz drugi.

Specjalna metoda aktywacji elektromagnetycznej została opracowana w celu usprawnienia pracy zaworu elektromagnetycznego osiągniętej przy jak najmniejszym zużyciu energii. Po całkowitej aktywacji zaworu, napięcie jest zredukowane jedynie do podtrzymania przewodzenia zaworu w celu ograniczenia poboru energii. Oprogramowanie odpowiedzialne za ten proces określa również moment w którym prąd zostaje całkowicie wyłączony powodując tym samym ponowne otwarcie zaworu.

Perspektywy rozwoju

Mechanizm stworzony przez koncern Fiat i Grupę Schaeffler, wszedł do produkcji we wrześniu 2009, w samochodzie Alfa Romeo MiTo z benzynowym silnikiem 1.4 l Turbo 135 KM. Coraz bardziej surowe normy prawne dotyczące spalania i emisji CO2 sprawiają, że zmienne układy rozrządu są ważnym czynnikiem w rozwoju technologii silników spalinowych.

UniAir pozwala na:

• Zmniejszenie emisji CO2 nawet o 10 proc.
• Zwiększenie mocy o do 10 proc.
• Zwiększenie momentu obrotowego w zakresie niższych biegów nawet o15 proc.
   

Kompaktowa konstrukcja modułu UniAir może być przystosowana do indywidualnych zastosowań w różnych silnikach. Jest on zasilany przez zwykły olej silnikowy, a jednostka kierująca układem może być zintegrowana z komputerem sterującym silnikiem. Grupa Schaeffler i jej partnerzy pracują już nad jego nowymi zastosowaniami, takimi jak użycie go dla samochodów dostawczych czy w silnikach wysokoprężnych.