El sistema de Control Electrónico de Apertura de Válvulas, mejor conocido como “VTEC®” (Valve Timing Electronic Control) de Honda se presentó a finales de los 80’s como una manera de extraer la mayor potencia y torque a motores de pequeño desplazamiento, sin utilizar sobrealimentación como un turbo.
Esta tecnología de Honda, práctica y confiable, fue la primera en su tipo en ser exitosa comercialmente e hizo que sistemas similares se extendieran a lo largo de la industria en los siguientes años. El VTEC® ha evolucionado para incluir aplicaciones especializadas, diseñadas para mejorar la eficiencia de combustible y emisiones, así como agregar potencia.
Aunque originalmente se hizo como una alternativa para los turbocargadores, hoy se usa en conjunto con ellos para una máxima respuesta y potencia de los motores, ayudando a vehículos a cumplir los estrictos estándares de emisiones y economía de combustible alrededor del mundo.
EN 1984 se presentó un nuevo concepto de motor
En 1984 Honda presentó el programa Nuevo Concepto de Motor (NCE, por sus siglas en inglés) para incrementar la potencia y torque producido por motores de bajo desplazamiento. Este programa llevó al desarrollo del sistema de 4 válvulas por cilindro con Doble Árbol de Levas a la Cabeza (DOHC), que se utilizaron en autos Honda y Acura desde mediados de la década.
En estos motores se sacrifica el torque a bajas revoluciones para producir mayor potencia a altas revoluciones, dada la relación entre el tiempo de apertura, levantamiento y duración de las válvulas; si se ajusta el tren de válvulas para un buen torque a bajas revoluciones, se haría versus la potencia a altas revoluciones.
Un ingeniero de Honda del Centro de Investigación y Desarrollo de Tochigi, Ikuo Kajitani, reconoció que la solución al problema era crear un mecanismo para alterar el tiempo y levantamiento de válvulas, para no sacrificar torque a bajas revoluciones ni potencia a altas revoluciones, y esto llevó al desarrollo del Control Electrónico de Apertura (y Levantamiento Variable) de Válvulas VTEC.
El núcleo de los motores con tecnología VTEC® era el árbol con tres diferentes levas para cada par de válvulas, las dos levas exteriores estaban ajustadas para torque en bajas revoluciones y aceleración suave, mientras que la central era para potencia a altas revoluciones. Cada leva tenía su propio brazo, pero solo las exteriores presionaban contra las válvulas. Así, a bajas revoluciones las levas exteriores se usaban para abrir y cerrar las válvulas y la central estaba inactiva porque su brazo no estaba unido al tren de válvulas. Pero conforme las revoluciones se incrementaban, la computadora del motor enviaba una señal a una válvula para dirigir la presión del aceite para activar un perno que aseguraba los brazos exteriores al central, por lo que actuaban sobre la leva central que tenía una mayor duración y mayor levantamiento de las válvulas, optimizado así la potencia a altas revoluciones.
El sistema VTEC se hizo comercial con el Honda Integra XSi 1989 en Japón, con resultados asombrosos. Funcionaba tanto con las válvulas de admisión como de escape en este motor 1.6 litros DOHC que desarrollaba 160 caballos a 7600 rpm. El torque máximo era de 111 libras-pie a 7000 rpm, pero la mayoría del torque se presentaba desde mucho más abajo en las revoluciones del motor. Poco tiempo después el VTEC® se introdujo en el Acura NSX 1991 con el V6 3.0 litros que desarrollaba 270 caballos y 210 libras-pie de torque.
A partir de entonces se crearon múltiples variaciones del VTEC a lo largo de los años para mejorar la potencia y torque, reduciendo emisiones e incrementando eficiencia de los motores:
- DOHC VTEC®: Fue la versión original del sistema y ayudó a establecer a Honda como un ícono del desempeño en los 90’s, ayudaba a que los autos fueran dóciles y silenciosos a bajas revoluciones, pero cuando llegaban a altas revoluciones del motor, el VTEC® entraba en operación e incrementaba la potencia y la sensación de manejo. Este sistema se usó en varios modelos durante los 90’s, siendo el último el Honda S2000 con un motor 2.0 litros de 240 caballos y 152 libras de torque, lo que daba 120 caballos por litro sin utilizar un turbo, con mayor durabilidad y eficiencia de combustible.
- SOHC 4 cilindros VTEC®: Esta versión con un solo árbol de levas apareció en vehículos Honda con la llegada de la 5a generación del Civic en 1992, en las versiones Civic Si hatchback y el sedán EX, para ofrecer mayor potencia con su motor 1.6 litros, solo las válvulas de admisión tenían un sistema variable, las de escape eran de funcionamiento fijo. Con el VTEC la potencia se incrementó de 108 a 125 caballos y de 100 a 106 libras-pie de torque, y una mejora de 15% en consumo. Posteriormente, se utilizó con el Accord 1994 con el motor 2.2 litros con 145 caballos, 20 más que el motor sin sistema VTEC®.
- VTEC-E: El potencial del VTEC® para incrementar la potencia en los motores de 4 cilindros se extendió para reducir el consumo en el Civic VX hatchback, con una versión especial llamada VTEC-E. Este sistema hacía que el motor 1.5 litros de 16 válvulas, por debajo de las 2500 rpm, operara en modo de 12 válvulas (una de admisión permanecía cerrada) y con esto se incrementaba el remolino en la cámara de combustión, creando una carga estratificada, que concentraba la parte más rica de la mezcla aire-gasolina cerca de la bujía, para una mayor eficiencia. Arriba de las 2500 rpm, la válvula inactiva trabajaba también, ayudando a tener mayor potencia. Con este motor el Civic VX tenía un consumo muy por encima del promedio de su tipo con más de 20 km por litro. El sistema se mantuvo en la sexta generación del Civic para el modelo HX con motor 1.6 litros, que pasó de 90 a 115 caballos, pero mantuvo su rendimiento. Aunque no se le denominó VTEC-E, el sistema se mantuvo en otros motores incluyendo la sexta generación de Accord y el motor V6 SOHC de 3.0 litros, así como el motor V6 3.5 litros para Honda Odyssey y Honda Pilot.
- i-VTEC: Este sistema se implementó a inicios del 2000 y está en uso actualmente, la “i” se refiere a una versión más inteligente del VTEC que incorpora una integración mayor con la computadora y el mecanismo del tren de válvulas. Se utiliza en motores 4 cilindros y en V6, aunque difieren los detalles de cada aplicación, ya que en los motores de 4 cilindros el i-VTEC utiliza combinación de apertura variable de válvulas del VTEC junto con el Control de Tiempo Variable (VTCTM); mientras que en el V6 el i-VTEC interactúa con la Gestión Variable de Cilindros (VCM®) para maximizar la eficiencia.
Aunque estrictamente el VTC no es parte del VTEC®, porque no altera el levantamiento o duración de las válvulas, se han usado en conjunto desde principios de 2000. El VTC utiliza aceite de alta presión hacia las cámaras dentro de la ranura de accionamiento de la leva, para ajustar continuamente la posición del árbol de levas de admisión. Esta posición puede ajustarse dependiendo de varios factores como la carga del motor, permitiendo un control preciso del tiempo de apertura de las válvulas a lo largo del rango de operación del motor; combinado con el VTEC®, el VTC permite el balance óptimo de potencia, eficiencia de combustible y emisiones.
- VTEC Turbo: El uso de la apertura variable de válvulas con un turbocargador presenta oportunidades únicas para generar mayor potencia con un menor consumo y, a partir de 2016, Honda comenzó a combinar ambas tecnologías con grandes resultados. El motor 1.5 litros turbo para el Honda Civic 2016 de 174 caballos, y la versión más potente de 190 caballos para la Honda CR-V 2017 incorporaron además un doble VTC, para un tiempo de apertura óptimo tanto en válvulas de admisión como de escape. Con cargas bajas del motor se puede incrementar el traslape valvular para mejorar la eficiencia a bajas revoluciones; pero con gran carga, como en arranque, se incrementa el traslape para incrementar el efecto de barrido, lo que mejora el torque y respuesta. A altas revoluciones con carga alta se reduce el traslape para incrementar la potencia.
Además del motor 1.5 litros, el sistema se implementó en el motor 2.0 turbo del Civic Type R, que llegó a 306 caballos de potencia, al encargarse de alterar el tiempo, levantamiento y duración de las válvulas de escape, mientras el VTC controla el tiempo en las levas de admisión y escape. Ambos motores llegaron a la décima generación del Honda Accord y la onceava del Honda Civic.
Esta tecnología Honda revolucionó eficiencia y desempeño de los motores multiválvulas en altas y bajas revoluciones por minuto, y se convirtió en referencia de la industria tanto para eficiencia de motores como para manejo dinámico.
