MultiAir

MultiAir — это система газораспределения с электрогидравлическим управлением впускными клапанами, разработанная итальянской компанией Fiat Group (в настоящее время входит в состав Stellantis). Технология позволяет независимо регулировать фазы газораспределения, подъём и продолжительность открытия каждого впускного клапана в отдельности, что обеспечивает оптимизацию наполнения цилиндров воздухом без использования традиционной дроссельной заслонки. Основная цель системы — снижение расхода топлива и выбросов вредных веществ при одновременном повышении мощности и крутящего момента двигателя.

История

Разработка системы MultiAir началась в середине 2000-х годов в исследовательском центре Fiat Powertrain Technologies (FPT) в городе Орбассано, Италия. Первые патенты на технологию были поданы в 2006 году. Серийное внедрение началось с двигателя объёмом 1,4 литра (модель 1.4 MultiAir Turbo), который в 2009 году был установлен на хэтчбек Alfa Romeo MiTo. В последующие годы система распространилась на другие модели Fiat, Alfa Romeo, Lancia, Jeep (после вхождения Fiat в Chrysler в 2009 году) и ряд других брендов концерна.

К 2020 году технология MultiAir применялась на миллионах автомобилей по всему миру, став одной из наиболее массовых систем управления газораспределением без дроссельной заслонки. В 2021 году, после слияния PSA Group и Fiat Chrysler Automobiles (FCA) в Stellantis, система продолжила использоваться на новых моделях, в том числе на двигателях семейства FireFly и GSE (Global Small Engine).

Принцип работы

В отличие от традиционных двигателей, где впускные клапаны открываются и закрываются механически под действием распредвала с фиксированным профилем кулачков, система MultiAir использует гидравлический привод для управления клапанами. Конструктивно она состоит из следующих основных элементов:

• Кулачок распредвала — имеет специальный профиль, обеспечивающий быстрый подъём поршня гидроцилиндра.
• Плунжерный насос — приводится в движение кулачком и создаёт давление масла в канале управления.
• Электрогидравлический клапан (соленоид) — управляется электронным блоком управления двигателем (ECU) и регулирует сброс масла из канала.
• Гидроцилиндр — соединён с впускным клапаном и передаёт на него усилие от масла.

Работа происходит следующим образом: при вращении распредвала кулачок давит на плунжер, который создаёт давление в масляном канале. Это давление передаётся на гидроцилиндр, открывающий впускной клапан. Если электрогидравлический клапан открыт, масло сбрасывается обратно в картер, давление падает, и клапан закрывается под действием возвратной пружины. Время сброса масла определяет момент закрытия клапана, а также его подъём и продолжительность открытия. ECU, получая данные от датчиков положения коленвала, массового расхода воздуха и других, рассчитывает оптимальный момент срабатывания клапана для каждого цикла.

Таким образом, система позволяет реализовать несколько режимов работы:

• Раннее закрытие впускного клапана (Early Intake Valve Closing, EIVC) — клапан закрывается до нижней мёртвой точки поршня, что снижает наполнение цилиндра и уменьшает насосные потери при частичных нагрузках.
• Позднее закрытие впускного клапана (Late Intake Valve Closing, LIVC) — клапан остаётся открытым на такте сжатия, что улучшает наполнение на высоких оборотах и увеличивает мощность.
• Многократное открытие — клапан может открываться несколько раз за цикл, что используется для рециркуляции отработавших газов (EGR) без внешнего клапана.

Преимущества и недостатки

Преимущества

• Снижение расхода топлива — за счёт отказа от дроссельной заслонки насосные потери на частичных нагрузках уменьшаются на 10–15 %, что даёт экономию топлива до 10 % в городском цикле.
• Увеличение мощности и крутящего момента — оптимизация наполнения цилиндров позволяет повысить мощность на 10–15 % и крутящий момент на 10–20 % по сравнению с аналогичным двигателем с традиционным газораспределением.
• Снижение выбросов — улучшенное сгорание топлива уменьшает выбросы CO₂ на 10–15 %, а также снижает содержание оксидов азота (NOx) и углеводородов (HC) за счёт точного управления фазами.
• Компактность — система не требует дополнительных механизмов (например, фазорегуляторов или сложных распредвалов), что упрощает конструкцию и снижает массу двигателя.
• Быстрая реакция — электрогидравлическое управление позволяет изменять фазы за один цикл работы двигателя, что улучшает отклик на педаль акселератора.

Недостатки

• Сложность и стоимость — система требует высокоточных гидравлических компонентов и электроники, что увеличивает стоимость двигателя на 100–200 долларов США по сравнению с традиционной конструкцией.
• Чувствительность к качеству масла — гидравлическая часть работает на моторном масле, поэтому загрязнение или старение масла может привести к сбоям в работе клапанов. Рекомендуется использовать масла с вязкостью 0W-30 или 5W-40, соответствующие спецификации Fiat 9.55535-S1.
• Шумность — на некоторых режимах работы (особенно на холостом ходу) система может издавать характерный стук из-за быстрого срабатывания гидроклапанов.
• Ограничения по оборотам — на очень высоких оборотах (свыше 6500–7000 об/мин) гидравлическая система может не успевать переключаться, что ограничивает максимальную мощность. Поэтому MultiAir чаще применяется на двигателях с рабочим диапазоном до 6500 об/мин.

Применение

Система MultiAir устанавливалась и устанавливается на ряд бензиновых двигателей концерна Stellantis (ранее FCA). Основные семейства двигателей, использующих технологию:

• 1.4 MultiAir — рядный 4-цилиндровый двигатель объёмом 1,4 л (1368 см³). Выпускается с 2009 года в атмосферном и турбированном вариантах. Мощность варьируется от 105 до 170 л. с. Применялся на Alfa Romeo MiTo, Giulietta, Fiat 500, Punto Evo, Lancia Delta, Jeep Renegade.
• 1.4 MultiAir Turbo — турбированная версия, устанавливаемая на Alfa Romeo Giulietta (170 л. с.), Fiat 500 Abarth (160 л. с.), Dodge Dart (160 л. с.).
• 1.6 MultiAir — двигатель объёмом 1,6 л (1598 см³) для моделей Fiat Tipo, Fiat 500X, Jeep Compass. Мощность — 110–120 л. с.
• 2.0 MultiAir — рядный 4-цилиндровый двигатель объёмом 2,0 л (1995 см³), устанавливался на Alfa Romeo Giulietta, Alfa Romeo 4C, Jeep Cherokee. Мощность — до 240 л. с. в версии для Alfa Romeo 4C.
• 1.3 MultiAir — двигатель объёмом 1,3 л (1332 см³), применялся на Fiat 500L, Fiat Punto.
• FireFly — новое семейство двигателей, выпускаемое с 2016 года. Включает версии 1.0 (3 цилиндра) и 1.3 (4 цилиндра) с турбонаддувом и системой MultiAir. Устанавливаются на Fiat 500, Fiat Panda, Jeep Renegade, Fiat Tipo.

Также система использовалась на некоторых моделях Chrysler и Dodge (например, Dodge Dart, Chrysler 200) до 2016 года, когда эти бренды входили в состав FCA.

Эволюция и модификации

MultiAir 2

В 2013 году была представлена вторая версия системы — MultiAir 2. Основные отличия от первой версии:

• Улучшенная гидравлика — снижено трение и повышена точность управления за счёт применения новых материалов и форм плунжеров.
• Увеличенный диапазон регулировки — система может управлять клапанами на оборотах до 7000 об/мин.
• Снижение массы — компоненты стали легче на 10–15 %.
• Интеграция с системой старт-стоп — улучшена работа при частых пусках двигателя.

MultiAir 2 устанавливалась на двигатели 1.4 Turbo (170 л. с.) для Alfa Romeo Giulietta, а также на 2.0 MultiAir для Alfa Romeo 4C.

MultiAir 3

В 2017 году появилась третья версия — MultiAir 3, которая использовалась на двигателях семейства Global Small Engine (GSE) объёмом 1.0 и 1.3 литра. Отличия:

• Полностью электронное управление гидравлическими клапанами без механического распредвала (режим camless).
• Возможность работы в режиме цикла Миллера (сжатие с поздним закрытием впускных клапанов) для повышения КПД.
• Снижение выбросов CO₂ до 95 г/км по циклу NEDC.

MultiAir 3 применялась на моделях Fiat 500 (2018), Fiat Panda (2018), Jeep Renegade (2019).

Сравнение с аналогами

Система MultiAir конкурирует с другими технологиями управления газораспределением, такими как:

• Valvetronic (BMW) — механическая система с изменяемым подъёмом клапанов, работающая через дополнительный вал и рычаги. Обеспечивает плавное регулирование, но сложнее в конструкции и дороже.
• VVEL (Nissan) — электромеханическая система с шаговыми двигателями для управления подъёмом клапанов. Менее распространена, чем MultiAir.
• VTEC (Honda) — система с переключением между двумя профилями кулачков, не обеспечивает непрерывного регулирования подъёма.
• i-VTEC (Honda) — комбинация VTEC с фазорегулятором, но без независимого управления каждым клапаном.

MultiAir выигрывает у аналогов по компактности и стоимости (кроме Valvetronic, которая дороже), но уступает Valvetronic по плавности регулирования на холостом ходу.

Критика

Несмотря на преимущества, система MultiAir подвергалась критике со стороны некоторых автомобильных экспертов и владельцев. Основные претензии:

• Надёжность — ранние версии (2009–2012 гг.) страдали от засорения гидравлических каналов из-за низкого качества масла или его загрязнения, что приводило к неравномерной работе двигателя и ошибкам в блоке управления. После 2013 года проблема была в значительной степени решена за счёт улучшения фильтрации масла и изменения конструкции гидроклапанов.
• Стоимость ремонта — при выходе из строя гидравлического блока MultiAir его замена может стоить 30–50 тысяч рублей (на 2024 год), что сопоставимо с заменой распредвала на традиционном двигателе.
• Шумность — на некоторых двигателях (особенно 1.4 MultiAir) владельцы отмечают характерный цокающий звук на холостом ходу, который исчезает после прогрева.

Перспективы

С 2020-х годов концерн Stellantis активно развивает электрификацию своих моделей, что снижает актуальность систем управления ДВС. Однако MultiAir продолжает использоваться на гибридных версиях (например, Jeep Renegade 4xe), где бензиновый двигатель работает в паре с электромотором. В перспективе технология может быть адаптирована для двигателей, работающих на водороде или синтетическом топливе.

Источники

• Fiat Powertrain Technologies. MultiAir System Technical Description. — 2009.
• Bosch. Automotive Handbook. — 10th ed., 2018.
• SAE International. MultiAir: A New Technology for Gasoline Engines. — SAE Technical Paper 2009-01-0141, 2009.
• Журнал «За рулём». Система MultiAir: устройство и принцип работы. — 2014.
• Stellantis. Global Small Engine (GSE) Family Overview. — 2020.
• Отчёты по ремонту двигателей MultiAir на форумах владельцев (Alfa Romeo, Fiat, Jeep). — 2010–2024.